Examenul de bacalaureat national 2013
Proba E. d)
Fizica
Filiera tehnologica, profilul tehnic si 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.
D. B. ELEMENTE DE TERMODINAMICA    Varianta 2
Se considera: numarul lui Avogadro N A = 6,02·10 23 mol -1 , constanta gazelor ideale R = 8,31J/molK. 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. Caldura cedata de un corp mediului extern depinde de timp conform relatiei Q = c·t , in care c reprezinta o constanta. Unitatea de masura in S.I. a constantei c este:
a. J·s;     b. J/s;     c. J/K;     d. W·s.    (3p)
Raspuns corect: b.     → 3p
2. La un motor Otto, rolul bujiei este de a:
a. mari compresia amestecului carburant;
b. misca pistonul de la punctul mort superior la punctul mort inferior;
c. deschide supapa de evacuare:
d. produce scanteia care aprinde amestecul carburant.    (3p)
Raspuns corect: d.     → 3p
3. Simbolurile marimilor fizice fiind cele utilizate in manualele de fizica, marimea fizica definita prin raportul Q/Δt reprezinta:
a. caldura molara;    b. caldura specifica;    c. capacitatea calorica;    d. energia interna.    (3p)
Raspuns corect: c.    → 3p
I.4.termo.07.2013 4. In graficul din figura alaturata este reprezentata dependenta presiunii unui gaz de volumul acestuia, in cursul unui proces in care masa gazului ramane constanta. Intre densitatile gazului din starile (1), (2) si (3) exista relatia:
a. ρ 1 > ρ 2 > ρ 3 ;    b. ρ 1 = ρ 1 > ρ 3 ;    c. ρ 1 = ρ 2 < ρ 3 ;
d. ρ 1 < ρ 2 < ρ 3 .    (3p)
Rezolvare
ρ 1 = m/V 1 ,   ρ 2 = m/V 2 ,    ρ 3 = m/V 3 .
ρ 1 2 = V 2 /V 1 ,    ρ 2 3 = V 3 /V 2 .
Din grafic V 3 > V 2 > V 1 ,     → ρ 1 > ρ 2 > ρ 3 .
Raspuns corect: a.    →3p
5. Intr-un proces in care temperatura ramane constanta, lucrul mecanic efectuat de o masa constanta de gaz este de 50J. Variatia energiei interne a gazului in acest proces este egala cu:
a. 50J;    b. 10J;    c. 0J;    d. -50J.    (3p)
Raspuns corect: c.    →3p
II. Rezolvati urmatoarea problema: (15 puncte)
Tubul unui laser cu gaz are volumul V = 2dm 3 si contine un amestec de heliu (μ 1 = 4g/mol) si neon (μ 2 = 20 g/mol) in raportul molar ν 1 2 = 4. In timpul functionarii laserului, amestecul gazos din tub se afla la temperatura T = 400K si presiunea p = 16,62 Pa. Considerand ca amestecul este gaz ideal, calculati:
a. cantitatea de amestec heliu-neon din tub;
Rezolvare:    ν 1 2 = 4,    ν 1 = 4·ν 2 ,   ν 1 + ν 2 = ν
p·V = ν·R·T = (ν 1 + ν 2 )·R·T = (4·ν 2 + ν 2 )·R·T = 5·ν 2 ·R·T
ν 2 = p·V/5·R·T = 16.62N/m 2 ·10 -3 m 3 /(5·8.31J/molK)·400K,
ν 2 = 2·10 -6 mol,   ν 1 = 8·10 -6 mol,ν = 10 -5 mol.     → 3p
b. masa molara medie a amestecului din tub;
Rezolvare
ν = m/μ = (m 1 + m 2 )/μ    ν 1 = m 1 1 m 1 = μ 1 ·ν 1
ν 2 = m 2 2 m 2 = μ 2 ·ν 2
μ = (μ 1 ·ν 1 + μ 2 ·ν 2 )/ν,     μ = (4·10 -3 kg/mol·8·10 -6 mol + 20·10 -3 kg/mol·2·10 -6 mol)/10 -5 mol = 72·10 -4 kg/mol = 7.2g/mol.    → 4p
c. densitatea gazului din tub;
Rezolvare:    ρ = m/V = (m 1 + m 2 )/V = (μ 1 ·ν 1 + μ 2 ·ν 2 )/V
ρ = (4·10 -3kg/mol·8·10 -6 mol + 20·10 -3kg/mol·2·10 -6 mol)/2·10 -3 m 3 = 3.6·10 -5 kg/m 3 .    → 4p
d. presiunea gazului din tub la temperatura t 1 = 27 o C.
T 1 = (273 + 27)K = 300K.    p 1 ·V = ν·R·T 1 ,
p 1 = ν·R·T 1 /V
p 1 = 10 -5 mol·(8.31J/molK)300K/2·10 -3 m 3 ≈ 12.5Pa.    → 4p
III. Rezolvati urmatoarea problema: (15 puncte)
III.bac.termo.iulie.2013 In figura alaturata este reprezentata dependenaa presiunii unui gaz de volumul acestuia, in cursul unui proces ciclic in care cantitatea de gaz ramane constanta. Gazul poate fi considerat ideal (C v = 1,5·R) si are in starea initiala presiunea p 1 = 10 5 Pa si volumul V 1 = 1dm 3 . Determinati:
a. presiunea gazului in starea (2);
Rezolvare.
Teorema lui ... Thales: O paralela la una din laturile unui triunghi determina pe celelalte doua laturi sau prelungirile lor, segmente proportionale.
p 2 /4V 1 = (p 2 - p 1 )/(4V 1 - V 1 )
p 2 /4 = p 2 - p 1 )/3.   p 2 = 4p 1 = 4·10 5 Pa.    → 3p
b. raportul dintre temperatura maxima si temperatura minima atinsa de gaz in cursul ciclului;
Rezolvare
T max = T 2 si T min = T 1
p 2 ·4V 1 = ν·R·T 2 ,   p 1 ·V 1 = ν·R·T 1 . Impartim cele doua ecuatii si rezulta: 4p 2 /p 1 = T 2 /T 1 = T max /T min = 16.    → 4p
c. lucrul mecanic total schimbat de gaz cu exteriorul intr-un ciclu complet;
Rezolvare
Lucrul mecanic total este numeric egal cu aria triunghiului delimitat de ciclu.
L total = (4V 1 - V 1 )·p( 2 - p 1 )/2
L total = 9·p 1 ·V 1 /2 = 9·10 5 Pa·10 -3 m 3 /2 = 450J.    → 4p
d. caldura cedata de gaz in transformarea (3) → (1).
Q p = ν·C p ·(T 3 - T 1 )
C p = C v + R = 1.5R + R = 2.5·R
Q p = 2.5·ν·R·(T 3 - T 1 ) = 2.5·p 1 ·ΔV = - 2.5·p 1 ·3·V 1
Q p = - 7.5·10 5 Pa·10 -3 m 3 = - 750J.    → 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