Examenul de bacalaureat national 2013
Proba E. d)
Fizica
Filiera tehnologica:
profilul tehnic;
profilul resurse naturale si protectia mediului
¤ Sunt obligatorii toate subiectele din doua arii tematice dintre cele patru prevazute de programa, adica: A. MECANICA, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICA, C. PRODUCEREA SI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICA
¤ Se acorda 10 puncte din oficiu.
¤ Timpul de lucru efectiv este de 3 ore.
B. ELEMENTE DE TERMODINAMICA Varianta 7
Se considera: numarul lui Avogadro NA = 6,02·10 23 mol -1 , constanta gazelor ideale R = 8.31j/mol·K. Intre parametrii de stare ai gazului ideal intr-o stare data exista relatia: p·V = ν·R·T.
I. Pentru itemii 1-5 scrieti pe foaia de raspuns litera corespunzatoare raspunsului corect. (15 puncte)
1. Simbolurile marimilor fizice fiind cele utilizate in manualele de fizica, marimea descrisa de raportul Q/ΔT reprezinta:
a. capacitatea calorica;    b. caldura specifica;    c. caldura molara;    d. lucru mecanic.    (3p)
Raspuns:    a.    → 3p
2. Unitatea de masura in S.I. a marimii fizice exprimate prin produsul dintre presiune si volum se poate scrie in forma:
a. N·m 2 ;    b. N·m 3 ;    c. N·m;    d. N·m -2 .    (3p)
Raspuns:    c.    → 3p
I.3.29.mai.2013.f,teh 3. O cantitate data de gaz ideal efectueaza transformarea 1-2-3 reprezentata in coordonate p-V in figura alaturata. Relatia dintre energiile interne ale gazului in cele trei stari este:
a. U1 > U2 > U3;    b. U1 < U2 < U3;    c. U1 > U2 < U3;    d. U1 < U2 > U3.    (3p)
Raspuns:    b.    → 3p
4. Un mol de gaz ideal biatomic aflat intr-un cilindru cu piston se destinde adiabatic, dublandu-si volumul. Caldura schimbata de gaz cu exteriorul este egala cu:
a. 350 J;    b. 336 J;    c. 2,45 J;    d. 0 J.    (3p)
Raspuns:    d.    → 3p
5. Caldura necesara unei bile de cupru avand masa m = 500 g si caldura specifica c = 400 J·kg -1 ·K -1 pentru a-si mari temperatura cu Δt = 10 o C este egala cu:
a. 2 J;    b. 20 J;    c. 200 J;    d. 2000 J.    (3p)
Raspuns:    d.   Q = m·c·Δt = 0.5kg·400 J·kg -1 ·K -1 ·10K = 2000J.    → 3p
II. Rezolvati urmatoarea problema: (15 puncte)
O butelie contine azot (μ = 28 g/mol), considerat gaz ideal, la presiunea 5 p 1 = 1,662·10 5 Pa si temperatura t 1 = 27 o C. Se incalzeste gazul din butelie pana la temperatura T 2 = 308K . Volumul buteliei este V 5 dm 3 .
a. Calculati masa unei molecule de azot;
Rezolvare:   μ = m o ·N A ,   m o = μ/N A ≈ 4.65·10 -26 kg.   → 3p
b. Determinati numarul de molecule de azot din utelie;
Rezolvare:   T 1 = (273 + 27)K = 300K,   p 1 ·V = ν·R·T 1 = (N/N A )·R·T 1 ,   N = p 1 ·V·N A /R·T 1 ≈ 2·10 23 .   → 4p
c. Calculati presiunea p 2 a gazului din butelie dupa incalzirea acestuia;
Rezolvare:   1 → 2, V = constant.   p 1 /T 2 = p 2 /T 2 ,   p 2 = p 1 /T 1 /T 1 ≈ 1.7·10- 5 Pa.   → 4p
d. Dupa incalzire, robinetul buteliei este eschis pentru scurt timp, iar butelia este racita. Se constata ca presiunea scae la 60% in valoarea presiunii p 2 , iar temperatura scade la 75% din valoarea temperaturii T2 . Calculati masa de gaz care a iesit din butelie.
Rezolvare:   p 3 = 0.6·p 2 ,   T 3 = 0.75·T 2
Δm = m - m 3 ,   p 1 ·V = (m/μ)·R·T 1 ,   m = p 1 ·V·μ/R·T 1 . La fel se calculeaza m 3 = p 3 ·V·μ/R·T 3 .
Δm = p 1 ·V·μ/R·T 1 - p 3 ·V·μ/R·T 3 ≈ 1.9g.   → 4p
III. Rezolvati urmatoarea problema: (15 puncte)
III.29.mai.2013.f.teh O cantitate de gaz ideal biatomic (C V = 2,5R) parcurge succesiunea de transformari reprezentata in figura alaturata in sistemul de coordonate V - T. Presiunea si volumul gazului in starea 1 au valorile p 1 = 10 5 Pa, respectiv V 1 = 2dm 3 . Lucrul mecanic total schimbat de gaz cu mediul exterior pe parcursul unui ciclu este egal cu L = 77,2J.
a. Reprezentati ciclul in sistemul de coordonate p - V;
Rezolvare:   Graficul III.a.    → 3p
b. Determinati lucrul mecanic efectuat in transformarea 2 → 3;
Rezolvare:   L = L 12 + L 23 + L 31 ,   L 12 = 0,   L 31 = p 1 ·(V 1 - 2·V 1 ) = - p 1 ·V 1 .   L = L 23 - p 1 ·V 1
L 23 = L + p 1 ·V 1 = 277.32J.ΔU 31 → 4p
c. Determinati raportul U 12 /U 31 dintre variatiile energiei interne In transformarile 1 → 2 si 3 → 1;
Rezolvare:   ΔU 12 = νC V ·(T 2 - T 1 ),   ΔU 31 =νC V ·(T 1 - T 2 ) = - νC V ·(T 2 - T 1 ).
ΔU 12 /ΔU 31 = - 1.    → 4p
d. Determinati caldura cedata de gaz mediului exterior intr-un ciclu.
Rezolvare:   Q cedat = - νC p (T 2 - T 1 ) = νC p (T 1 - T 2 )
C p = C V + R = 3.5·R,   Q cedat = 3.5·ν·R·T 1 - 3.5·ν·R·T 2 = 3.5·(p 1 ·V 1 - 2·p 1 ·V 1 ) = - 3.5·p 1 ·V 1 = - 700J.
→ 4p




boltzmann
Princ. II al termodinamicii
trans.izocora

logo
Bacalaureat fizica

Noutati
Sunt date solutiile la toate subiectele de fizica din anul 2014
Ex:
Mecanica 2014

dilatarea
Full Website