Subiecte Subiecte Bacalaureat 2010E_F_fizica termodinamica

Varianta 1 - termodinamicaB. ELEMENTE DE TERMODINAMIC

Proba E: Specializarea: matematic-informatic, tiine ale naturii Proba F: Filiera tehnologic - toate profilele, filiera vocaional - toate profilele i specializrile, mai puin specializarea matematic-informatic Sunt obligatorii toate subiectele din dou arii tematice dintre cele patru prevzute de program, adic: A. MECANIC, B. ELEMENTE DE TERMODINAMIC, C. PRODUCEREA I UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTIC Se acord 10 puncte din oficiu. Timpul efectiv de lucru este de 3 ore.

Proba scris la Fizic

J . ntre parametri mol K C de stare ai gazului ideal ntr-o stare dat exist relaia: p V = RT . Exponentul adiabatic este definit prin relaia: = P CVSe consider: numrul lui Avogadro N A = 6,02 10 23 mol 1 , constanta gazelor ideale R = 8,31

SUBIECTUL I Varianta 001

(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scriei pe foaia de rspuns litera corespunztoare rspunsului considerat corect. 1. Numrul de molecule care se afl ntr-o mas m = 72 g de ap avnd masa molar = 18 g/mol este aproximativ: a. 24 10 23 b. 240 10 23 c. 24 10 26 d. 240 10 26 (2p) 2. tiind c simbolurile mrimilor fizice i ale unitilor de msur sunt cele utilizate n manualele de fizic Q mrimea fizic definit prin formula este : m T a. capacitatea caloric b. cldura specific c. cldura molar d. cldura (5p) 3. ntr-o transformare izocor n care presiunea gazului ideal crete, acesta: a. primete Q i L b. primete L i cedeaz Q c. schimb numai lucru mecanic cu exteriorul d. schimb numai cldur cu exteriorul (3p) 4. Notaiile folosite fiind cele obinuite n manualele de fizic, relaia Robert Mayer poate fi scris: a. c p = cV + R b. CV = C p + R c. C p = CV + R d. c p + cV = R (2p) 5. O cantitate constant de gaz ideal descrie o transformare care se reprezint ntr-un sistem de coordonate (p,V) ca n figura alturat. tiind c densitatea gazului scade de 2 ori, atunci, temperatura gazului: a. scade de 4 ori b. scade de 2 ori c. crete de 2 ori d. crete de 4 ori

(3p)

Ministerul Educaiei, Cercetrii i Inovrii Centrul Naional pentru Curriculum i Evaluare n nvmntul Preuniversitar

B. SUBIECTUL II Varianta 001

(15 puncte)

Rezolvai urmtoarea problem: O mas m = 320 g oxigen ( O2 = 32 g/mol ), considerat gaz ideal, aflat n starea iniial caracterizat de parametrii p1 = 2 10 5 Pa i t 1 = 27 0 C , evolueaz dup un proces termodinamic ciclic 1 2 3 1 compus din: transformarea 1 2 , n cursul creia dependena presiunii de volum respect legea p = aV , a = ct, a > 0 , rcire la presiune constant 2 3 pn la un volum V3 = V1 i procesul 3 1 n care volumul este meninut constant. Se cunoate c presiunea n starea 2 este p 2 = 2 p1 . Determinai: a. masa unei molecule de oxigen; Proba E,F: Prob scris oxigen B.1 B. Elemente de termodinamic b. numrul de moli de la fizic ; c. temperatura gazului n starea 3; d. densitatea gazului n starea 2.


B. SUBIECTUL III Varianta 001Rezolvai urmtoarea problem:5 ), aflat iniial n starea 1, la 3 temperatura T1 = 250 K , este supus succesiunii de transformri 1 2 3 , ca n figura alturat. a. Reprezentai succesiunea de transformri n coordonate p V . b. Determinai energia intern a gazului n starea 2. c. Aflai lucrul mecanic schimbat de gaz cu exteriorul n cursul transformrii 2 3. d.Calculai cldura schimbat de gaz cu exteriorul n cursul transformrii 1 2 3 .

(15 puncte)

Un mol de gaz ideal monoatomic ( =

p2p1 p11 2 3

0

T1

3T1 T


Proba E: Specializarea: matematic-informatic, tiine ale naturii Proba F: Filiera tehnologic - toate profilele, filiera vocaional - toate profilele i specializrile, mai puin specializarea matematic-informatic Sunt obligatorii toate subiectele din dou arii tematice dintre cele patru prevzute de program, adic: A. MECANIC, B. ELEMENTE DE TERMODINAMIC, C. PRODUCEREA I UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTIC Se acord 10 puncte din oficiu. Timpul efectiv de lucru este de 3 ore. Se consider: numrul lui Avogadro N A = 6,02 10 23 mol 1 , constanta gazelor ideale R = 8,31J . ntre parametri mol K C de stare ai gazului ideal ntr-o stare dat exist relaia: p V = RT . Exponentul adiabatic este definit prin relaia: = P CV



(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scriei pe foaia de rspuns litera corespunztoare rspunsului considerat corect. 1. Simbolurile mrimilor fizice fiind cele utilizate n manuale de fizic, energia intern a unui gaz ideal poliatomic are expresia: b. 2,5RT c. 1,5RT d. RT (2p) a. 3RT

2. Lucrul mecanic efectuat de o mas de gaz ideal are cea mai mare valoare n transformarea:

1 2 23 34 (3p) 1 4 Simbolurile mrimilor fizice fiind cele utilizate n manuale de fizic, unitatea de msur a mrimii fizice RT este: exprimate prin raportul a. K b. J c. Pa d. J/K (5p) 4. Raportul dintre lucrul mecanic efectuat de un motor termic i cldura primit de la sursa cald, pe durata unui ciclu complet, este = 0,25 . Motorul cedeaz sursei reci cldura Q c = 360 J . Cldura primit de laa. b. c. d. 3.

sursa cald este: a. 288 J

b. 450 J

c. 480 J

d. 1440 J

(3p)

3R 5. Doi moli de gaz ideal monoatomic ( CV = ) sunt supui unei transformri adiabatice, n cursul creia 2 temperatura s-a modificat de la T1 = 400 K la t 2 = 277 0 C . Variaia energiei interne a gazului are valoarea:

a. 6235,50 J

b. 3067,86 J

c. 3739,50 J

d. 3741,50 J

(2p)



(15 puncte)

Rezolvai urmtoarea problem: ntr-un vas de sticl nchis se afl N = 60,2 10 23 molecule de azot molecular ( N2 = 28 g/mol ), la temperatura t = 77 0 C i presiunea p1 = 200 kPa . Determinai: a. masa gazului; b. densitatea gazului; c. numrul de molecule din unitatea de volum aflate n vas; d. noua valoare a presiunii gazului dac, fr a se modifica temperatura, se scot f = 20% din moleculele din vas. E,F: Prob scris la Fizic Proba B.1 B. Elemente de termodinamic


B. SUBIECTUL III Varianta 002Rezolvai urmtoarea problem: Un mol de gaz ideal monoatomic, ( CV =3 R ) aflat iniial n starea 1, la temperatura 2 T1 = 300 K , este supus succesiunii de transformri 1 2 3 , reprezentat n

(15 puncte)

4 coordonate V-T ca n figura alturat. Se va considera ln 0,29 3 a. Reprezentai grafic, n coordonate p-V, succesiunea de transformri 1 2 3 . b. Determinai energia intern a gazului n starea 3. c. Determinai lucrul mecanic schimbat de gaz cu exteriorul n cursul transformrii 2 3 . d. Determinai cldura total schimbat de gaz cu exteriorul n cursul transformrii 1 2 3 .





(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scriei pe foaia de rspuns litera corespunztoare rspunsului considerat corect. 1. Unitatea de msur din S.I. pentru mrimea fizic egal cu raportul dintre lucrul mecanic schimbat cu exteriorul de un sistem termodinamic i variaia temperaturii sale este aceeai cu unitatea de msur pentru: a. capacitatea caloric a unui corp; b. cldura specific a unei substane; c. cldura molar a unei substane; d. masa molar a unei substane. (2p) 2. Trei mase diferite din acelai gaz ideal sunt supuse unor transformri reprezentate n sistemul de coordonate (T,V) ca n figura alturat. Cunoscnd faptul c p1 = p 2 = p 3 , relaia corect dintre masele celor trei gaze este: a. b. c. d.m1 = m 2 = m 3 m1 > m 2 > m 3 m 2 > m 3 > m1 m 3 > m 2 > m1

(3p)

3. Un kilomol de gaz ideal, aflat n condiii normale de presiune i temperatur p 0 10 5 Pa, T0 = 273 K ocup, aproximativ: a. 22,4103 litri b. 22,4103 m3 c. 22,4 litri d. 22,4 m3 (5p) 4. Masele molare ale unor substane biatomice sunt 1 i 2. Masa molar a substanei a crei molecul este format din trei atomi de tipul celor care formeaz molecula primei substane i un atom de tipul celor care formeaz molecula celei de a doua substane va fi dat de relaia: 31 + 2 + 2 + 22 21 + 32 b. 1 c. 1 d. (3p) a. 2 2 2 2 5. Un sistem termodinamic aflat ntr-un nveli adiabatic primete 80 J din exterior sub form de lucru mecanic, apoi efectueaz un lucru mecanic 1,24 kJ. n aceste condiii, variaia energiei sale interne este: a. 1320 J b. 1320 J c. 1160 J d. 1160 J (2p)

(

)



(15 puncte)

Rezolvai urmtoarea problem: Un balon de sticl nchis cu un dop conine o mas de m = 58 g dintr-un gaz considerat ideal cu masa molar

= 29 g/mol . Presiunea gazului din balon este p = 105 N m2 . Se adaug apoi n balon o mas dem = 14,5 g din acelai gaz. Considerai c dopul este etan i c n timpul adugrii masei suplimentare de gaz nu apar scurgeri de gaz din balon. Temperatura balonului i a gazului din interior rmne mereu aceeai, T = 300 K . Determinai: a. numrul de moli de gaz din balon nainte de adugarea masei suplimentare de gaz; b. volumul ocupat de la Fizic Proba E,F: Prob scrisgazul din balonul de sticl; B.1 B. Elemente de termodinamic c. densitatea gazului din balon, dup adugarea masei suplimentare de gaz; d. presiunea gazului din balon, dup adugarea masei suplimentare de gaz.


B. SUBIECTUL III Varianta 003

(15 puncte)

Rezolvai urmtoarea problem: Motorul unui automobil funcioneaz dup ciclul Diesel. Variaia energiei interne n cursul compresiei este U12=920 kJ. Cldura primit n urma arderii carburantului injectat i lucrul mecanic efectuat de gaz n cursul destinderii izobare a acestuia sunt Q23=240 kJ, respectiv L23=60 kJ. Cldura degajat n exterior n procesul 41 (desfurat la volum constant) este 120 kJ. a. Reprezentai grafic ciclul ntr-un sistem de coordonate p-V. b. Stabilii care sunt valorile L12 i L41 ale lucrului mecanic efectuat de gaz n procesele 12 i 41. c. Determinai valorile variaiei energiei interne a gazului n procesele 41, 23 i 34, U41, U23 i U34. d. Calculai raportul dintre cldura primit i lucrul mecanic schimbat cu mediul exterior ntr-un ciclu.





(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scriei pe foaia de rspuns litera corespunztoare rspunsului considerat corect. 1. tiind c simbolurile unitilor de msur sunt cele utilizate n manualele de fizic, unitatea de msur n S.I. a capacitii calorice este: J J J J b. 2 c. d. (2p) a. K kmol K kg K K 2. n figura alturat sunt reprezentate, ntr-un sistem de coordonate (p,T) patru transformri la volum constant a unei mase constante de gaz ideal. Transformarea care are loc la cel mai mare volum este: a. 1 b. 2 c. 3 d. 4

(3p)

3. Lucrul mecanic schimbat de moli dintr-un gaz ideal monoatomic ( C p = 5 R ) n timpul unui proces 2 cvasistatic adiabatic desfurat ntre temperaturile T1 i T2 are expresia: 3R 5R 3R 5R (T2 T1 ) (T2 T1 ) (T1 T2 ) (T1 T2 ) b. c. d. (5p) a. 2 2 2 2 4. Energia intern a unui gaz ideal crete atunci cnd gazul sufer o: a. destindere adiabatic b.destindere la presiune constant c. comprimare la presiune constant d.comprimare la temperatur constant

(2p)

5. Dou mase egale de gaze ideale diferite, se afl la aceeai presiune. Relaia dintre temperaturile celor dou gaze este T1 = 0,5T2 , iar cea dintre volumele recipientelor n care se afl este V1 = 2V2 . Relaia corect dintre masele lor molare este: a. 1 = 2 b. 1 = 4 2 c. 4 1 = 2 d. 1 = 2 2 (3p)


B. SUBIECTUL II Varianta 004Rezolvai urmtoarea problem: Cunoscnd masa molar a carbonului C = 12 kg/kmol i masa molar a oxigenului O2

(15 puncte)= 32 kg/kmol ,

determinai: a. numrul de molecule coninute ntr-o mas m = 1 kg de dioxid de carbon ( CO 2 ); b. masa unei molecule de CO 2 ; c. densitatea dioxidului de carbon n condiii fizice normale (p0=105 Pa; t0=00C); d. volumul care revine, n medie, unei molecule de CO 2 n condiii fizice normale considernd c moleculele gazului sunt uniform distribuite. Proba E,F: Prob scris la Fizic B.1 B. Elemente de termodinamic



(15 puncte)

Rezolvai urmtoarea problem: O mas dat de azot trece din starea iniial, caracterizat de presiunea p1 = 105 N/m2 i volumulV1 = 5 10 3 m 3 n starea final, caracterizat de presiunea p 3 = 3 10 5 N/m 2 i volumul V3 = 2 10 3 m 3 , printr-o succesiune de dou procese: o transformare izocor, urmat de o transformare izobar. Se cunote 5 cldura molar la volum constant Cv = R . 2 a. Reprezentai grafic transformrile n sistemul de cooordonate p-V. b. Determinai variaia energiei interne U a azotului la trecerea din starea iniial n cea final. c. Calculai cldura total Q schimbat de gaz cu mediul exterior la trecerea din starea 1 n starea 3. d. Calculai lucrul mecanic L schimbat de gaz cu mediul exterior n transformarea izobar.

Varianta 5 - termodinamicaB. ELEMENTE DE TERMODINAMIC SUBIECTUL I Varianta 005



(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scriei pe foaia de rspuns litera corespunztoare rspunsului considerat corect. 1. Simbolurile unitilor de msur fiind cele folosite n manualele de fizic, unitatea de msur n S.I. pentru cldura specific este: Kg m 2 J J N m2 a. b. c. d. 2 (5p) K K kg K s K 2. Numrul de moli coninui n 100 ml de ap apa = 18 g/mol, apa = 10 3 kg/m3 este egal, aproximativ, cu: a. 3,22 mol b. 4,33 mol c. 5,55 mol d. 6,12 mol (3p)5R 3. Un gaz ideal monoatomic C p = primete cldura Q i se destinde astfel nct presiunea rmne 2 constant, iar temperatura gazului crete cu T . Procentul din cldura Q transformat n lucru mecanic este egal cu: a. 20 % b. 40 % c. 60 % d. 80 % (3p)

(

)

4. Punctele 1, 2 si 3 din graficul alturat reprezint trei stri de echilibru pentru trei 5R cantiti diferite de gaze ideale diatomice CV = aflate la aceiai temperatur. 2 Relaia corect dintre energiile interne ale celor trei gaze este: a. U1 < U 2 < U3 b. U1 = U 2 = U3 c. U1 > U2 > U3 d. U1 < U 2 > U3 (2p) 5. Simbolurile mrimilor fizice fiind cele utilizate n manualele de fizic, variaia energiei interne a unui sistem termodinamic poate fi exprimat, n funcie de energia schimbat de sistem cu mediul exterior, prin relaia: a. U = L Q b. U = Q + L c. U = Q L d. U = Q L (2p)


B. SUBIECTUL II Varianta 005Rezolvai urmtoarea problem: n cilindrul orizontal prevzut cu piston, ca n figura alturat, este nchis ermetic o cantitate = 2 mol de monoxid de carbon ( = 28 kg/kmol ),

(15 puncte)

considerat gaz ideal, la temperatura t = 7 0 C . Pistonul, de arie S = 8,31 dm 2 , Proba E,F: Prob scris la Fizic este lsat liber i se poate deplasa fr frecare. B.1 Presiunea atmosferic are B. Elemente de termodinamic valoarea p0 = 10 5 Pa . Determinai: a. lungimea a a poriunii ocupate de gaz n starea iniial; b. masa de monoxid de carbon coninut n cilindru; c. temperatura T 2 la care trebuie nclzit gazul pentru ca lungimea poriunii ocupate de gaz s se dubleze; d. densitatea gazului aflat la temperatura T 2 .


B. SUBIECTUL III Varianta 005Rezolvai urmtoarea problem:7 ) aflat iniial n starea 1, la temperatura 5 0 t1 = 27 C , este supus succesiunii de transformri 1 2 3 , ca n figura alturat. Determinai: a. raportul dintre volumul gazului n starea 3 i volumul gazului n starea 1; b. diferena dintre energia intern a gazului n starea 3 i energia intern a gazului n starea 1; c. lucrul mecanic schimbat de gaz cu exteriorul n cursul transformrii 1 2 ; d. cldura schimbat de gaz cu exteriorul n cursul transformrii 1 2 3 .

(15 puncte)

Un mol de gaz ideal diatomic, ( =

p1,5p1 p1 0,5p11 3 2

0

V




(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scriei pe foaia de rspuns litera corespunztoare rspunsului considerat corect. 1. Simbolurile unitilor de msur fiind cele utilizate n manualele de fizic, unitatea de msur n S.I. a cldurii molare este: a. J mol 1 K 1 b. J mol K 1 c. J kg K 1 d. J kg 1 K 1 (2p) 2. La presiunea p = 8,31105 N/m2, concentraia moleculelor unui gaz ideal (numrul de molecule din unitatea de volum) este n = 3,011025 m-3. Temperatura gazului este egal cu: b. 20000C c. 20270C d. 20540C (5p) a. 17270C 3. Energia intern a unei mase constante de gaz ideal scade n cursul unei: a. comprimri izoterme b. destinderi adiabatice c. destinderi izoterme d. comprimri adiabatice. 4. O cantitate constant de gaz ideal efectueaz transformarea ciclic 12341 reprezentat n coordonate p-V n figura alturat. Transformarea n care gazul primete lucrul mecanic este: a. 1 2 b. 2 3 c. 3 4 d. 4 1 (3p) 5. Dou corpuri identice avnd temperaturi diferite sunt puse n contact termic. Relaia dintre temperaturile iniiale ale celor dou corpuri este T2 = 3 T1 . Sistemul este izolat adiabatic de mediul exterior. Temperatura final T a sistemului dup stabilirea echilibrului termic are expresia: a. T = T1 b. T = 2T1 c. T = 3T1 d. T = 4T1 (2p)

(3p)


B. SUBIECTUL II Varianta 006Rezolvai urmtoarea problem: Un cilindru cu piston etan aezat orizontal, ca n figura alturat, conine o mas de gaz ideal m = 40 g avnd masa molar = 4 g mol 1 . Cilindrul este n contact termic cu mediul care are temperatura T = 300 K , iar pistonul se afl n echilibru la presiunea atmosferic normal p 0 = 10 5 Pa i se poate deplasa fr frecare. Determinai: a. numrul de molecule de gaz din cilindru; b. volumul ocupat de gaz; c. volumul ocupat de gazul din cilindru n urma nclzirii la presiune constant cu T = 100 K ; d. variaia relativ a densitii gazului ntre starea iniial i cea final.Proba E,F: Prob scris la Fizic B.1

(15 puncte)

B. Elemente de termodinamic


B. SUBIECTUL III Varianta 006Rezolvai urmtoarea problem:

(15 puncte)

1 mol de gaz 3 ideal monoatomic parcurge ciclul termodinamic reprezentat n figur. Fiind cunoscute valorile parametrilor p = 10 5 Pa ,Un motor termic avnd ca substan de lucru

respectiv V = 8,31 , i cldura molar la volum constant3 R determinai: 2 a. temperaturile gazului n strile 1, 2 i 3; b. lucrul mecanic efectuat de substana de lucru la fiecare parcurgere a procesului ciclic; c. cldura primit de substana de lucru la fiecare parcurgere a procesului ciclic; d. cldura cedat de sistem la fiecare parcurgere a procesului ciclic. CV =




(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scriei pe foaia de rspuns litera corespunztoare rspunsului considerat corect. 1. ntr-un vas se afl 40 g heliu n condiii fizice normale. Cunoscnd masa molar = 4 g/mol i volumul molar n condiii fizice normale V 0 = 22,42 /mol , volumul ocupat de heliu este: a. 224,2 b. 45,8 c. 24,6 d. 2,24 2. Densitatea unui gaz ideal avnd masa molar , aflat la temperatura T i presiunea p este: a.pV

(2p)

R

b.

p RT

c.

RT p

d.

m

RT

(3p)

3. O cantitate constant de gaz ideal efectueaz o transformare ciclic, care n coordonate V-T, se reprezint ca n figura alturat. Strile n care gazul are aceeai presiune sunt: a. 1 i 5; b. 2 i 6; c. 4 i 3; d. 3 i 6. (5p) 4. Un gaz ideal diatomic, avnd CV = 2,5R , se destinde izobar i absoarbe cldura Q . ntre variaia energiei interne i lucrul mecanic efectuat de gaz n aceast destindere exist relaia: 3 L 5 a. U = L b. U = 5L c. U = d. U = L (2p) 2 2 2 5. O cantitate constant de gaz ideal se destinde la temperatur constant. n aceast transformare gazul: a. primete L i cedeaz Q; b. cedeaz L i primete Q; c. efectueaz L pe seama variaiei energiei sale interne; d. nu schimb energie cu exteriorul. (3p)



(15 puncte)

Rezolvai urmtoarea problem: Dou recipiente pot comunica ntre ele prin intermediul unui tub prevzut cu un robinet R. n primul recipient se afl o mas m1 = 44 g dioxid de carbon CO 2 , iar n al doilea recipient se afl o mas m 2 = 6 g de hidrogen cu 2 = 2 g/mol . Ambele gaze sunt considerate ideale. Iniial Prob scris la Fizic Determinai: B.1 Proba E,F: robinetul este nchis. B. Elemente de termodinamic a. numrul de moli de dioxid de carbon ( C = 12 g/mol , O2 = 32 g/mol ) ; b. numrul de molecule de CO 2 din unitatea de volum din primul recipient, dac volumul acestuia este V = 3 ; c. masa unei molecule de hidrogen; d. masa molar a amestecului de gaze obinut n urma deschideri robinetului R.



(15 puncte)

Rezolvai urmtoarea problem: O cantitate = 1 mol de oxigen efectueaz ciclul reversibil ABCA de forma unui triunghi n care BC este un proces izobar i CA este un proces izocor. n starea A presiunea este p A = 415,5 kPa i densitatea oxigenului A = 3,2 kg/m 3 , n starea B volumul este VB = 2V A iar n starea C presiunea este pC = 0,5 pA . Cunoscnd masa molar a oxigenului = 32 g/mol i exponentul adiabatic = 1,4 determinai: a. cldura molar la volum constant pentru oxigen; b. variaia energiei interne a gazului n procesul AB ; c. lucrul mecanic total schimbat de gaz cu mediul exterior n decursul unui ciclu; d. cldura primit de gaz n procesul CA .





(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scriei pe foaia de rspuns litera corespunztoare rspunsului considerat corect. 1. Simbolurile unitilor de msur fiind cele utilizate n manuale, unitatea de msur n S.I. pentru cldura molar este: J J J J b. c. d. (2p) a. mol K kg K kg mol K5R ) descrie o transformare care se reprezint 2 ntr-un sistem de coordonate p-V ca n figura alturat. Gazul absoarbe o cantitate de cldur Q. Variaia energiei interne a gazului n acest proces este: a. 2,5Q b. 1,4Q c. 0,71Q d. 0,4Q 3. ntr-o destindere cvasistatic a unui gaz ideal, la presiune constant, temperatura gazului: a. scade b. crete c. rmne constant d. nu se poate preciza 4. ntr-o transformare ciclic, variaia energiei interne a unui gaz ideal este: b. U = CV T c. U = RT d. U = p V a. U = 0

2. Un gaz ideal diatomic ( CV =

(3p) (2p) (5p) (3p)

5. Unei temperaturi de 27 C i corespunde n S.I. o temperatur aproximativ egal cu: a. 273 K b. 300 K c.327 K d. 373 K

0


B. SUBIECTUL II Varianta 008Rezolvai urmtoarea problem: ntr-o butelie de volum V = 48

(15 puncte)

se gsete oxigen molecular, considerat gaz ideal, la presiunea

p = 24 10 5 Pa i temperatura t 1 = 15 0 C . Se consum o fraciune f = 40% din masa oxigenului pentru o sudur. Considernd c temperatura n interiorul buteliei dup efectuarea sudurii rmne t 1 , determinai: a. numrul iniial de moli de oxigen din butelie; b. masa oxigenului consumat ( = 32 kg/kmol ); c. presiunea din butelie dup efectuarea sudurii; d. densitatea oxigenului Fizic Proba E,F: Prob scris la din butelie dup efectuarea sudurii. B.1 B. Elemente de termodinamic


B. SUBIECTUL III Varianta 008Rezolvai urmtoarea problem: n corpul de pomp al unei maini termice se gsete aer ( =

(15 puncte)7 ), care la temperatura T1 = 400 K i presiunea 5

p1 = 5 10 5 Pa ocup volumul V1 = 2 . Gazul sufer o transformare n care temperatura rmne constant,

ajungnd n starea 2, n care volumul este V2 = 2,5 , apoi o comprimare n care presiunea gazului rmne constant, pn n starea 3, dup care revine n starea iniial printr-o transformare n care volumul rmne constant. Se cunoate ln 1,25=0,22. a. Reprezentai procesul ciclic descris n sistemul de coordonate p-T. b. Calculai cldura schimbat de gaz cu mediul exterior n procesul 3 1. c. Calculai variaia de energie intern a gazului n cursul procesului 1 2 3 . d. Calculai lucrul mecanic efectuat de gaz n cursul transformrii 2 3 .




(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scriei pe foaia de rspuns litera corespunztoare rspunsului considerat corect.

1. Punctele 1, 2 si 3 reprezint trei stri de echilibru a trei gaze ideale diferite aflate la aceiai temperatur. Relaia corect dintre numrul de moli din fiecare gaz este: a. 1 < 2 < 3 b. 1 = 2 = 3 c. 1 > 2 > 3 d. 1 < 2 > 3 (5p) 2. Simbolurile unitilor de msur fiind cele utilizate n manuale, unitatea de msur a raportului dintre cldura primit de un corp i cldura specific a materialului din care este alctuit, Q / c , este: a. J kg 1 K 1 b. kg 1 K 1 c. kg K d. mol K (2p) 3. ntr-o butelie de volum V se afl un gaz ideal monoatomic ( C V =3R ) la presiunea p i la temperatura T. 2

n aceste condiii, expresiaa. lucrul mecanic

3pV reprezint urmtoarea mrime fizic: 2 b. densitatea c. energia intern

d. cldura1

4. O cantitate = 1 mol de gaz ideal monoatomic, cu temperatura iniial de t =27 C, este comprimat

0

(3p)

adiabatic astfel nct presiunea sa crete de 8 ori. Cldura schimbat de gaz cu exteriorul este: a. 0 J b. 37,395 J c. 62,325 J d. 74,79 J (2p) 5. O butelie conine o mas de 112 g azot la temperatura t =7C i la presiunea de 6 atm. Din butelie se consum jumtate din cantitatea de azot, temperatura meninndu-se constant. Presiunea final a gazului din butelie are valoarea: a. 5 atm b. 4 atm c. 3 atm d. 2 atm (3p)



(15 puncte)

Rezolvai urmtoarea problem: Un amestec format din 3,2 kg de He ( He = 4 g/mol ) i 4 kg de Ne ( Ne = 20 g/mol ) se afl ntr-un vas de volum V1 = 3600 . Amestecul se afl n echilibru termodinamic i poate fi considerat gaz ideal. a. Determinai numrul total de molecule de gaz din amestec. Proba E,F: Prob scris la masa neon de heliu. b. Calculai raportul dintre Fizic unei molecule de B.1 i masa unei molecule B. Elemente de termodinamic c. Determinai densitatea amestecului. d. Vasul este pus n legtur print-un tub de volum neglijabil cu un alt vas, iniial vidat, de volum V2 = 6400 . Calculai presiunea care se stabilete n cele dou vase dac gazul este adus la temperatura de 27C;


B. SUBIECTUL III Varianta 009Rezolvai urmtoarea problem: O cantitate = 1 mol de gaz ideal monoatomic sufer transformarea ciclic 1 2 3 4 reprezentat n coordonate p-V n figura alturat. Se 3 cunoate CV = R i temperatura n starea 1, t1 = 27C . 2 a. Reprezentai transformarea ciclic n sistemul de coordonate V-T. b. Determinai cldura cedat de gaz n acest proces; c. Determinai lucrul mecanic total efectuat ntr-un ciclu; d. Determinai variaia energiei interne n procesul 1 2 3 .

(15 puncte)





(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scriei pe foaia de rspuns litera corespunztoare rspunsului considerat corect. 1. n timpul destinderii unui gaz ideal la T = const. , acesta: a. nu efectueaz lucru mecanic, conservndu-i energia; b. efectueaz lucru mecanic i cedeaz cldur; c. i conserv energia intern; d. cedeaz cldur mediului exterior. (2p) 2. Simbolurile mrimilor fizice fiind cele utilizate n manualele de fizic, expresia care are aceeai unitate de msur ca i constanta gazelor ideale R este: C C Q a. b. v c. Cv d. (3p) T m 3. n dou incinte de volume V i 2V se afl dou gaze ideale avnd densitile 1 g/dm 3 i respectiv0,5 g/dm 3 . n urma amestecrii celor dou gaze ntr-o incint de volum 0,5V densitatea amestecului va avea valoarea: g g kg kg a. 0,75 b. 2 c. 4 3 d. 1500 3 (3p) m cm 3 cm 3 m

4. O cantitate constant de gaz ideal descrie o transformare care se reprezint ntr-un sistem de coordonate p-V ca n figura alturat. tiind c n cursul transformrii temperatura crete cu 10% , iar variaia volumului este egal cu 0,5 , volumul iniial ocupat de gaz are valoarea: a. 2 dm 3 b. 4 dm 3 c. 3 d. 5

(5p)

J 5. O mas m = 1 kg de ap ( c a = 4180 ) este nclzit cu t = 10C . Cldura necesar nclzirii apei este: kg K

a. 5,6 kJ

b. 15,8 kJ

c. 20,4 kJ

d. 41,8 kJ

(2p)



(15 puncte)

Rezolvai urmtoarea problem: Un vas cilindric orizontal, nchis la ambele capete, cu lungimea L = 1 m i seciune transversalS = 100 cm2 , este mprit, printr-un piston etan termoizolant, de grosime neglijabil, iniial blocat, n dou incinte ale cror volume se afl n raportul 1 : 4 . n incinta de volum mai mic se gsete H2 ( H 2 = 2 10 3 kg/mol ), aflat iniial la presiunea p1 = 2 10 5 N/m 2 i temperatura T1 = 400 K , iar n cealalt

O2 ( O 2 = 32 10 3 kg/mol ), la p 2 = 10 5 N/m 2 i T 2 = 300 K . Hidrogenul i oxigenul din cele dou incinte sunt considerate gaze ideale. Proba E,F: Prob scris la Fizic B.1 B. Elemente de termodinamic a. Determinai masa unui atom de hidrogen. b. Aflai raportul maselor de gaz din cele dou incinte. c. Calculai densitatea oxigenului. d. Se deblocheaz pistonul, dup care hidrogenul este nclzit pn cnd, n final, temperatura acestuia devine T3 = 500 K . Considernd c temperatura final a oxigenului rmne T2 , calculai distana pe care s-a deplasat pistonul.Ministerul Educaiei, Cercetrii i Inovrii Centrul Naional pentru Curriculum i Evaluare n nvmntul Preuniversitar

B. SUBIECTUL III Varianta 010Rezolvai urmtoarea problem: O cantitate de 14 g azot molecular ( N 2 = 28 10 3 kg/mol i CV = 5R 2 ) se afl iniial n starea caracterizat de parametrii p 0 = 10 5 N/m 2 i V0 = 3 . Ea este supus procesului 1 2 3 reprezentat n coordonate p-V n figura alturat. Determinai: a. lucrul mecanic schimbat de gaz cu mediul exterior n procesul 1 2 ; b. variaia energiei interne a gazului n procesul 1 3 ; c. cldura absorbit de gaz n procesul 2 3 ; d. cldura molar a gazului n transformarea 1-2.

(15 puncte)


Proba E: Specializarea: matematic-informatic, tiine ale naturii Proba F: Filiera tehnologic - toate profilele, filiera vocaional - toate profilele i specializrile, mai puin specializarea matematic-informatic Sunt obligatorii toate subiectele din dou arii tematice dintre cele patru prevzute de program, adic: A. MECANIC, B. ELEMENTE DE TERMODINAMIC, C. PRODUCEREA I UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTIC Se acord 10 puncte din oficiu. Timpul efectiv de lucru este de 3 ore.J . ntre parametri mol K C de stare ai gazului ideal ntr-o stare dat exist relaia: p V = RT . Exponentul adiabatic este definit prin relaia: = P CV


Se consider: numrul lui Avogadro N A = 6,02 10 23 mol 1 , constanta gazelor ideale R = 8,31


(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scriei pe foaia de rspuns litera corespunztoare rspunsului considerat corect. 1. Simbolurile unitilor de msur fiind cele folosite n manualele de fizic, unitatea de msur n S.I. pentru cldura molar este: J K b. c. K 1 d. (2p) a. K mol K mol 3R 2. Un gaz ideal monoatomic ( CV = ) primete izocor cldura Q. Variaia energiei sale interne este egal cu: 2 5Q 3Q a. Q b. c. d. 3Q (3p) 2 2 3. O mas dat de gaz ideal descrie o transformare care se reprezint n coordonate p-T ca n figura alturat. Volumul gazului este maxim n starea: a. 1 b. 2 c. 3 d. 4 (5p) 4. Energia intern a unei cantiti date de gaz: a. crete n urma unei destinderi adiabatice; b. scade dac gazul primete izocor cldur; c. este constant ntr-o transformare izoterm; d. este nul ntr-o transformare ciclic. (3p) 5. Simbolurile mrimilor fizice fiind cele utilizate n manualele de fizic, expresia energiei interne a gazului ideal diatomic este: 5 3 b. U = RT c. U = 2RT d. U = 3RT (2p) a. U = RT 2 2



(15 puncte)

Rezolvai urmtoarea problem: O cantitate de oxigen, considerat gaz ideal, ocup volumul V = 8,31 m3 la presiunea p = 10 5 Pa i temperatura t = 47C . Masa molar a oxigenului este = 32 10 3kg . Determinai: mol

a. masa unei molecule de oxigen; b. densitatea oxigenului; c. numrul de molecule de oxigen; d. presiunea oxigenului n urma unei nclziri la volum constant pn la temperatura T ' = 480 K ;Proba E,F: Prob scris la Fizic B.1 B. Elemente de termodinamic


B. SUBIECTUL III Varianta 011Rezolvai urmtoarea problem: O mas de gaz ideal sufer transformarea ciclic reprezentat n figura alturat ( 1 2 este transformare izoterm). Folosind datele din tabel determinai, justificnd fiecare rezultat: a. variaia energiei interne pe transformarea 2-3; b. cldura total schimbat cu exteriorul n transformarea ciclic; c. cldura schimbat cu mediul exterior n transformarea 2-3. d. Reprezentai grafic transformarea ciclic n coordonate p-T. Tr. 12 23 31 Ciclu U

(15 puncte)

L 20J

Q

15J 15J




(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scriei pe foaia de rspuns litera corespunztoare rspunsului considerat corect. 1. Cldura cedat de un anumit sistem termodinamic mediului extern ntr-un interval de timp t depinde de intervalul de timp conform relaiei Q = c t , n care c reprezint o constant. Simbolurile unitilor de msur fiind cele utilizate n manuale, unitatea de msur n S.I. a constantei c este: b. N/s c. W d. J/K (2p) a. J s 2. O cantitate constant de gaz ideal sufer transformrile ciclice 1231, respectiv 1321, reprezentate ntr-un sistem de coordonate p-V ca n figura alturat. Alegei relaia corect: a. L1231 = L1321 b.

L1231 = L1321 L1231 < L1321(3p)

c. L1231 = L1321 d. 3. Un gaz ideal se destinde adiabatic. Putem afirma c n cursul acestui proces: a. volumul gazului scade; b. gazul absoarbe cldur; c. energia intern a gazului rmne constant; d. gazul efectueaz lucru mecanic. (5p) 4. Un gaz ideal se destinde dup legea p 2V = const. n timpul procesului temperatura gazului: a. scade b. crete c. rmne constant d. crete apoi scade (3p) 5. Cldura molar la volum constant a unui gaz ideal al crui exponent adiabatic are valoarea = 1 4 este: , a. 3R / 2 b. 5R / 2 c. 2R d. 3 R (2p)



(15 puncte)

Rezolvai urmtoarea problem: ntr-un vas de sticl nchis se afl, la presiunea p1 = 1,5 10 5 Pa i temperatura t = 7 0 C , o cantitate de azot molecular ( N2 = 28 g/mol ). Se scoate o mas m = 2 g de azot din vas. Presiunea azotului rmas n vas este p 2 = 1,2 10 5 Pa , iar temperatura lui este egal cu cea din starea iniial. Determinai: Proba E,F: Prob scris la Fizic B.1 B. Elemente de termodinamic a. densitatea gazului n starea iniial; b. numrul de molecule de azot care au fost scoase din vas; c. masa azotului rmas n vas; d. volumul vasului.



(15 puncte)

Rezolvai urmtoarea problem: Un gaz ideal avnd cldura molar la volum constant CV = 3R / 2 , se gsete iniial n starea (1) n care ocup volumul V1 = 2 la presiunea p1 = 10 5 N/m 2 . Gazul este supus urmtoarei succesiuni de transformri: (1) (2) nclzire izocor pn la presiunea 2p1 ; (2) (3) destindere izobar pn la volumul 2V1 ; (3) ( 4) rcire izocor pn la presiunea p1 ; (4) (1) comprimare izobar pn n starea iniial. a. Reprezentai ciclul termodinamic efectuat de gaz n sistemul de coordonate p-V. b. Artai c strile (2) i (4) se gsesc pe aceeai izoterm. c. Calculai lucrul mecanic efectuat de gaz ntr-un ciclu complet. d. Determinai variaia energiei interne a gazului n destinderea izobar.





(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scriei pe foaia de rspuns litera corespunztoare rspunsului considerat corect. 1. Simbolurile mrimilor fizice fiind cele utilizate n manualele de fizic, expresia de mai jos care are aceeai unitate de msur ca i energia intern este: a. Q b. p T c. L T 1 d. V p 1 (3p) 2. Simbolurile mrimilor fizice fiind cele utilizate n manualele de fizic, expresia corect a principiului al termodinamicii este: a. U = Q L b. U = Q L c. U = Q + L d. U = Q + L (3p) 3. Un gaz ideal monoatomic aflat ntr-un vas nchis etan cu ajutorul unui piston mobil sufer un proces izoterm n urma cruia volumul n starea final este de 10 9 ori mai mare dect volumul din starea iniial. Se poate spune c n procesul descris: a. masa molar crete de 10 9 ori. b. masa molar scade de 10 9 ori. c. volumul molar rmne neschimbat. d. masa molar rmne neschimbat. (5p) 4. Un sistem termodinamic care nu schimb substan cu exteriorul i al crui nveli este adiabatic: a. nu poate primi lucru mecanic din exterior; b. nu poate ceda lucru mecanic exteriorului; c. nu poate schimba cldur cu exteriorul; d. schimb cldur cu exteriorul. (2p) 5. Un sistem termodinamic evolueaz dup procesul ciclic reprezentat n imagine. Lucrul mecanic schimbat de sistem cu exteriorul n cursul acestui proces ciclic, exprimat n uniti u = p1 V1 , este: a. 24u b. 19u c. 8u d. 5u

(2p)



(15 puncte)

Rezolvai urmtoarea problem: Dou baloane identice de sticl conin mase egale m = 5,8 g din acelai gaz ideal cu masa molar

= 29 g/mol . Iniial, gazul din baloane se afl la aceeai temperatur T = 300 K i la aceeai presiunep = 10 5 N m 2 . Apoi, temperatura absolut a gazului dintr-un balon este mrit de n = 2 ori (prin punerea n contact termic cu un termostat cald aflat la temperatura n T ), iar a celuilalt este sczut de n = 2 ori (prin punerea n contact termic cu un termostat rece aflat la temperatura T n ). Baloanele sunt meninute n contact cu termostatele i sunt puse n comunicare printr-un tub de volum neglijabil. Determinai: a. numrulProb scris la Fizic fiecare balon, nainte de punerea lor n comunicare; Elemente de termodinamic Proba E,F: de moli de gaz din B.1 B. b. volumul interior al unui balon de sticl; c. numrul de moli de gaz din balonul rcit, ca urmare a punerii n comunicare a celor dou baloane; d. valoarea comun a presiunii n cele dou baloane dup ce au fost puse n comunicare.



(15 puncte)

Rezolvai urmtoarea problem: Motorul unui automobil funcioneaz dup ciclul Otto. n tabelul Procesul ij Qij [kJ] Lij [kJ] Uij [kJ] alturat sunt indicate (n kilojoule, pentru un singur ciclu): variaia 720 12 energiei interne U12 n cursul compresiei, cldura Q23 primit n 480 23 urma exploziei amestecului carburant i lucrul mecanic L34 efectuat 900 34 de gaz n cursul destinderii acestuia. 41 a. Reprezentai ciclul Otto n coordonate p-V, specificnd tipul fiecrei transformri. b. Calculai valorile cldurii Q12 i Q34 schimbate de gaz cu exteriorul n procesele 12 i 34. c. Stabilii care sunt valorile L23 i L41 ale lucrului mecanic schimbat de gaz cu mediul exterior n procesele 23 i 41. d. Determinai variaia energiei interne a gazului U41 n procesul 41 i cldura Q schimbat de gaz cu mediul exterior n cursul unui ciclu.




(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scriei pe foaia de rspuns litera corespunztoare rspunsului considerat corect. 1.ntr-o destindere a unei mase constante de gaz ideal, meninut la temperatur constant, densitatea acestuia: a. crete b. scade c. se menine constant d. crete i apoi scade (3p) 2. tiind c simbolurile mrimilor fizice i ale unitilor de msur sunt cele utilizate n manualele de fizic unitatea de msur a energiei interne n S.I. poate fi exprimat prin relaia: Nm N m2 a. N m 2 b. N m c. d. (3p) K K 3 3. O cantitate constant de gaz ideal monoatomic ( CV = R ) descrie o transformare care se reprezint 2 ntr-un sistem de coordonate p-V ca n figura alturat. Relaia corect dintre lucrul mecanic i cldura schimbate de gaz cu mediul exterior este: 3L a. Q = 2 5L b. Q = 2 c. Q = 3L 7L d. Q = (2p) 2 L poate 4. Intr-o transformare ciclic un gaz ideal primete cldura Q1 i cedeaz cldura Q2 0 , atunci volumul gazului variaz dup legea: b. V = ct T 2 c. V = ct T d. V = ct T (3p) a. V = ct T 1 4. tiind c simbolurile mrimilor fizice sunt cele utilizate n manualele de fizic, n transformarea izoterm a unui gaz ideal este valabil relaia: b. L = RT c. U = 0 d. Q = 0 (2p) a. L = 0 5. n diagrama alturat sunt prezentate trei transformri efectuate, la acelai volum, efectuate de mase egale din trei gaze diferite. Relaia care exist ntre masele molare ale acestora este: a. 1 = 2 = 3; 1 1 1 < < ; b.

1

2

3

c. 1 < 2 < 3; d. 1 = 2 < 3;

(3p)


B. SUBIECTUL II Varianta 015Rezolvai urmtoarea problem: ntr-un recipient de volum V = 83,1

(15 puncte)

se afl un numr N = 3,612 10 24 molecule de oxigen, considerat gaz

ideal, ( = 32 g/mol ) la temperatura t1 = 127 0 C . Gazul este nclzit izocor (V=constant) pn la o temperatur T2 = 4T1 . Din acest moment temperatura rmne constant, iar din recipient ncepe s ias gaz pn cnd presiunea scade de trei ori. Determinai: a. numrul de moli de gaz n starea iniial; b. densitatea gazului n starea iniial; c. presiunea gazului n starea iniial; Proba E,F: Prob scris la Fizic B.1 B. Elemente de termodinamic d. fraciunea f din masa oxigenului care iese din recipient.


B. SUBIECTUL III Varianta 015Rezolvai urmtoarea problem: O mas de gaz ideal sufer o transformare adiabatic ( pV = const , =

(15 puncte)4 ). Gazul evolueaz din starea 1 3

n care p1 = 16 10 5 Pa , V1 = 1,5 i T1 = 600 K n starea 2 n care p 2 = 10 5 Pa . Din starea 2 el sufer o transformare izoterm pn n starea 3 i revine la starea iniial printr-o transformare izobar. a. Determinai temperatura gazului n starea 2. b. Calculai valoarea lucrului mecanic efectuat n procesul 3 1. c. Calculai variaia energiei interne a gazului n procesul 1 2 . d. Reprezentai procesul 2 3 1 n sistemul de coordonate p-V.




UBIECTUL I Varianta 016

(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scriei pe foaia de rspuns litera corespunztoare rspunsului considerat corect. 1. tiind c simbolurile mrimilor fizice sunt cele utilizate n manuale de fizic, relaia de definiie a capacitii calorice este: Q Q Q b. C = c. C = d. C = Q T (2p) a. C = T m T T 2. innd cont c simbolurile mrimilor fizice i ale unitilor de msur sunt cele utilizate n manuale de fizic, unitatea de msur a mrimii reprezentate prin produsul CV T este: a. K b. J c. N/m 2 d. J/K (3p)

3. Volumul maxim al unei cantiti date de gaz, considerat ideal, care este supus transformrii 1 2 3 4 din figura alturat, corespunde strii: a. 1 b. 2 c. 3 d. 4 4. Masa unei cantiti de ap ( = 18 kg/kmol ) care conine 1,2046 10 23 molecule este egal cu: a. 3,6 g b. 7,2 g c. 3,6 kg d. 7,2 kg

(5p) (3p)

5. Un gaz ideal, aflat iniial n starea 1, avnd presiunea p1 = 2,5 10 5 N/m 2 i volumul V1 = 2 , este supus unei transformri izoterme, n urma creia volumul crete de e 2 ori, e fiind baza logaritmilor naturali ( e 2,718... ). Lucrul mecanic efectuat de gaz n cursul acestei transformri are valoarea: b. 500 J c. 1000 J d. 2000 J (2p) a. 250 J


B. SUBIECTUL II Varianta 016Rezolvai urmtoarea problem: ntr-un balon de sticl de volum V1 = 4 doilea balon de sticl, de

(15 puncte)

se afl m1 = 2 10 3 kg de azot molecular ( N 2 = 28 kg/kmol ). Un alV2 = 3,5 ,

volum

conine

m2 = 4 10 3 kg

de

oxigen

molecular

( O2 = 32 kg/kmol ). Temperatura este aceeai n ambele baloane, iar cele dou gaze pot fi considerate ideale. a. Determinai numrul de molecule de oxigen din al doilea balon. b. Calculai raportul dintre numrul de moli de azot i numrul de moli de oxigen. Proba E,F: Prob dintre presiunile gazelor din cele dou baloane. B.1 B. Elemente de termodinamic c. Aflai raportul scris la Fizic d. Cele dou baloane sunt puse n legtur prin intermediul unui tub subire, de dimensiuni neglijabile. Determinai, n aceste condiii, masa molar a amestecului omogen care ocup volumul ambelor baloane i este format din molecule de azot i de oxigen.


B. SUBIECTUL III Varianta 016Rezolvai urmtoarea problem: Un mol de gaz ideal diatomic, ( CV =5 R ), aflat iniial n starea 1 n care 2 2 N/m i V1 = 4 , este supus transformrii ciclice

(15 puncte)

parametrii sunt p1 = 3 10 5 1 2 3 1 reprezentat n sistemul de coordonate p-V n figura alturat. Determinai: a. energia intern a gazului n starea 1; b. lucrul mecanic schimbat de gaz cu exteriorul n cursul transformrii 1 2; c. cldura schimbat de gaz cu exteriorul n cursul transformrii 1 2; d. valoarea raportului dintre lucrul mecanic total schimbat de gaz cu exteriorul n timpul unui ciclu i cldura primit de gaz n acest timp.





(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scriei pe foaia de rspuns litera corespunztoare rspunsului considerat corect. 1. tiind c simbolurile mrimilor fizice i ale unitilor de msur sunt cele utilizate n manualele de fizic unitatea de msur a cldurii n S.I. este: a. J b. kg c. N d. N/m 2 (5p) 3 2. Unei densiti de 10 g/cm i corespunde, n uniti din S.I. o valoare egal cu: a. 10 kg/m 3 b. 100 kg/m 3 c. 1000 kg/m 3 d. 10 4 kg/m 3 (2p) 3. Un gaz ideal sufer procesul 1-2-3 din figur. tiind c T1 = T3 , variaia energiei interne a gazului n acest proces are expresia: a. U = CV (T2 T1 ) + C p (T3 T2 ) b. 0 c. nu se poate preciza d. U = C p (T2 T1 )

(3p)

4. O mas constant de gaz ideal sufer o transformare n care presiunea se dubleaz, iar temperatura rmne constant. n aceste condiii, volumul gazului: a. crete de dou ori b. crete de patru ori c. scade de dou ori d. rmne constant (3p) 5. innd cont c simbolurile mrimilor fizice sunt cele folosite n manualele de fizic, lucrul mecanic ntr-o transformare n care volumul gazului ideal rmne constant are expresia: a. L = RT b. L = mRT c. L = 0 d. L = RT (2p)



(15 puncte)

Rezolvai urmtoarea problem: O cantitate dat de gaz ideal ocup un volum V1 = 0,3 m3 la presiunea p1 = 30 kPa i temperatura de n = 2 ori mai mare dect cel iniial. Determinai: a. cantitatea de substan. b. presiunea gazului n starea 2. c. temperatura gazului n starea final. d. valoarea raportului la Fizic Proba E,F: Prob scris dintre densitatea gazului n starea iniial i densitatea gazului n starea final. B.1 B. Elemente de termodinamict1 = 27 0C . Gazul efectueaz o transformare care verific ecuaia p = aV , cu a=constant. Volumul final este



(15 puncte)

Rezolvai urmtoarea problem: Un kilomol de oxigen ( = 32 g/mol , Cv = 5R / 2 ) efectueaz un proces termodinamic ciclic reversibil reprezentat n coordonate p-V n figura alturat. Cunoscnd presiunea gazului n starea de echilibru termodinamic 1, p1 = 416,5 kPa i densitatea sa n aceast stare 1 = 3,2 kg/m 3 i tiind c ntre parametrii gazului exist relaiile p3 =p1 i V2 = 2V1 , 2 a. Reprezentai procesele 2 3 1 n sistemul de coordonate V-T. b. Calculai lucrul mecanic schimbat de gaz cu mediul exterior n transformarea 1 2 . c. Calculai variaia energiei interne n transformarea 2 3 . d. Calculai cldura schimbat de gaz cu mediul exterior n transformarea 3 1.





(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scriei pe foaia de rspuns litera corespunztoare rspunsului considerat corect. 1. tiind c simbolurile mrimilor fizice sunt cele utilizate n manualele de fizic, unitatea de msur n S.I. a mrimii fizice exprimat prin relaia mct este aceeai cu cea a: a. lucrului mecanic; b. temperaturii absolute; c. presiunii; d. volumului. (2p) 2. O cantitate = 1 mol de gaz ideal sufer o transformare care se reprezint ntr-un sistem de coordonate p-V ca n figura alturat Prin destindere gazul efectueaz un lucru mecanic L = 83,1J . Temperatura crete cu: a. 0,1 K b. 1K c. 10 K d. 100 K (5p) 3. Ciclul idealizat de funcionare al motorului Diesel este format din: a. doua adiabate, o izobar i o izocor; b. dou adiabate i dou izocore; c. doua izoterme i dou adiabate; d. dou izoterme, o izocor i o izobar. (3p) 4. Temperatura unui corp variaz ntre t1 = 22 0 C i T2 = 300K . Variaia temperaturii este de aproximativ: b. 49 K c. 27 0 C d. 5 K (2p) a. 322 K 5. O cantitate = 2 kmoli de substan primete cldura Q = 900 J i ca urmare i mrete temperatura cu T = 30 K . Cldura molar a acestei substane este: a. 60 kJ/ (mol K ) b. 60 J/ (mol K ) c. 15J/ (mol K ) d. 0,015J/ (mol K ) (3p)



(15 puncte)

Rezolvai urmtoarea problem: O mas m = 12 g de hidrogen molecular ( H2 = 2 g/mol ), considerat gaz ideal, aflat iniial n starea 1, n care presiunea este p1 = 8,31 10 5 Pa i volumul V1 = 6 , este supus unei destinderi la presiune constant pn la dublarea volumului, apoi unei comprimri la temperatur constant pn cnd volumul devine egal cu volumul din starea 1. Determinai: a. cantitatea de substan; b. numrul de molecule de gaz din unitatea de volum n starea 2; c. temperatura gazului n starea 2; Proba E,F: Prob scris la Fizic B.1 B. Elemente de termodinamic d. variaia relativ a presiunii gazului ntre strile 2 i 3;


B. SUBIECTUL III Varianta 018Rezolvai urmtoarea problem: Un mol de gaz ideal monoatomic ( CV =3 R ), aflat iniial n starea 1, n care 2 i volumul V1 = 2 , este supus transformrii

(15 puncte)p3p1 2 3 1 V1 4

presiunea este p1 = 0,5 10 5 N/m 2 2p1 1 2 3 4 , reprezentat n coordonate p-V n figura alturat. Transformarea p1 1 2 este izoterm. Se consider ln 2 0,693 . Se cere: a. valoarea maxim a energiei interne a gazului; 0 b. cldura schimbat de gaz cu exteriorul n cursul transformrii 1 2 ; c.lucrul mecanic total schimbat de gaz cu exteriorul n cursul transformrii 1 2 3 4; d. reprezentarea grafic a transformrii 1 2 3 4 ntr-un sistem de coordonate V-T.

V





(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scriei pe foaia de rspuns litera corespunztoare rspunsului considerat corect. 1.tiind c simbolurile unitilor de msur sunt cele utilizate n manualele de fizic, unitatea de msur n S.I. a mrimii fizice exprimat prin relaia Q L este: a. J b.K c.Pa d. Kg (2p) 2.Prin nclzirea unui gaz ideal cu T = 200 K la presiune constant, volumul su s-a mrit de dou ori. Temperatura final a gazului are valoarea: a. T = 200 K b. T = 273 K c. T = 400 K d. T = 546 K (3p) 3. Energia intern a unui sistem termodinamic izolat adiabatic care efectueaz lucru mecanic: a. scade; b. crete; c. rmne constant; d. crete, iar apoi scade (3p) 1 5 moli de gaz ideal monoatomic ( C p = R ) este nclzit de la T1 = 300 K la 4.O cantitate = 8,31 2t 2 = 127 0 C . Variaia energiei interne a gazului are valoarea :

a. 150 J

b. 250J

c. 831J

d. 982 J

(5p)

5. Procesul 1 2 3 reprezentat n sistemul de coordonate p-V ca n figur alturat este format din urmtoarea succesiune de transformri: a. rcire izobar urmat de nclzire izocor; b.comprimare izobar urmat de nclzire izocor; c. comprimare izobar urmat de o rcire izocor; d.nclzire izobar urmat de o nclzire izocor.

(2p)



(15 puncte)

Rezolvai urmtoarea problem: ntr-o butelie de volum V = 0,5 m 3 se gsete o mas m1 = 2 kg de oxigen (O2 ) , considerat gaz ideal. O

parte din gaz fiind consumat, masa acestuia a devenit m 2 = 0,5 kg . Temperatura este meninut constant la valoarea t = 27 C . Se cunoate masa molar a oxigenului O2 = 32 kg/kmo l .Determinai:a. masa unei molecule de oxigen; b. presiunea iniial a gazului din butelie; c. densitatea gazului rmas n butelie; d. numrul de molecule Fizic Proba E,F: Prob scris la care au ieit din butelie. B.1




(15 puncte)

Rezolvai urmtoarea problem: O cantitate de azot (N 2 ) de mas m = 20 g este nchis ntr-o incint, aflndu-se iniial la presiuneap 0 = 10 5 N/m 2 i temperatura t1 = 27 C . Gazul este nclzit la volum constant, pn cnd presiunea a

crescut de n = 3 ori. Din aceast stare gazul se destinde, temperatura meninndu-se constant, pn cnd presiunea devine din nou egal cu valoarea iniial. Se cunoate masa molar a azotului molecular 5 N 2 = 28 g/mol , cldura molar izocor CV = R i ln 3 1,1. 2 a. Reprezentai procesele efectuate de gaz n sistemul de coordonate p-V. b. Determinai cldura primit de gaz. c. Calculai variaia energiei interne a gazului. d. Determinai valoarea lucrului mecanic schimbat de gaz cu mediul exterior.





(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scriei pe foaia de rspuns litera corespunztoare rspunsului considerat corect. 1. Mrimea fizic numeric egal cu cldura necesar modificrii temperaturii unui corp cu 1 K se numete: a. cldur specific b. cldur molar c. capacitate caloric d. putere caloric (2p) 2. tiind c simbolurile mrimilor fizice i ale unitilor de msur sunt cele utilizate n manualele de fizic, p V este: unitatea de msur n S.I. a expresiei T 1 1 b. J mol c. J K d. J mol (5p) a. J K 3. O mas dat de gaz ideal efectueaz transformrile ciclice 1231 i 2452 reprezentate ntr-un sistem de coordonate p-V ca n figura alturat. Cunoscnd p p c 2 = 2 i 4 = 3 , alegei relaia corect dintre lucrul mecanic schimbat de p1 p1 gaz cu mediul exterior n cele dou transformri ciclice: a. L1231 = L2452 b. L1231 = 2L2452 c. L1231 = 3L2452 d. L1231 = L2452 (3p) 4. Cldurile molare pentru gaze se pot exprima cu ajutorul exponentului adiabatic . Raportul CV / R este egal cu: 1 1 b. 1 c. d. (2p) a. ( 1) 1 5. Dou corpuri cu mase egale, avnd temperaturi diferite, sunt puse n contact termic. Cldurile specifice c ale celor dou corpuri sunt n relaia c 2 = 1 iar ntre temperaturile iniiale ale celor dou corpuri exist 3 relaia T2 = 3 T1 . Temperatura final T a sistemului dup stabilirea echilibrului termic, se exprim ca: a. T = 2,5 T1

, b. T = 15 T1

c. T = T1

d. T = 0,5 T1

(3p)


B. SUBIECTUL II Varianta 020Rezolvai urmtoarea problem: Cilindrul reprezentat n figura alturat este separat n dou compartimente cu ajutorul unui piston termoconductor, iniial blocat. Volumele celor dou compartimente sunt egale. ntr-un compartiment al acestui cilindru este nchis o mas m = 0,16 g de hidrogen molecular H2 = 2 g mol 1 , considerat gaz ideal, aflat la temperaturaT1 = 300 K , iar n cellalt compartiment, o mas de 3 ori mai mare din acelai gaz,

(15 puncte)

(

)

aflat la temperatura T2 = 400 K . n condiiile n care cilindrul este izolat adiabatic fa de mediul exterior, determinai: Proba E,F: Prob scris la Fizic B.1 B. Elemente de termodinamic a. numrul total de molecule de gaz din cilindru; b. valoarea iniial a raportului presiunilor gazelor din cele dou compartimente; c. valoarea raportului presiunilor gazelor din cele dou compartimente dup stabilirea echilibrului termic; d. noua valoare a raportului volumelor celor dou compartimente dac, dup stabilirea echilibrului termic, pistonul s-ar debloca.Ministerul Educaiei, Cercetrii i Inovrii Centrul Naional pentru Curriculum i Evaluare n nvmntul Preuniversitar

B. SUBIECTUL III Varianta 020Rezolvai urmtoarea problem: Un motor termic avnd ca substan de lucru 1 mol de gaz ideal3 R ) parcurge ciclul termodinamic reprezentat n figur. 2 Fiind cunoscute valorile parametrilor p = 10 5 Pa respectiv, V = 10 , a. Determinai lucrul mecanic schimbat de gaz cu mediul exterior la fiecare parcurgere a procesului ciclic; b. Calculai variaia energiei interne n trasformarea 2 3 c. Determinai cldura schimbat de substana de lucru n procesul 2 3 , preciznd dac este primit sau cedat; d. Reprezentai grafic n sistemul de coordonate V-T transformarea 2 3 1 .

(15 puncte)

monoatomic ( CV =

.





(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scriei pe foaia de rspuns litera corespunztoare rspunsului considerat corect. 1. Un gaz cu masa molar i densitate se afl nchis ntr-un vas. Numrul de molecule coninute n unitatea de volum este: N A N A a. n = b. n = c. n = d. n = (2p) 2 NA 2N A 2. tiind c simbolurile unitilor de msur sunt cele utilizate n manualele de fizic, unitatea de msur a energiei interne n S.I. este: a. Pa b. J c. W d. N (3p) 3. Lucrul mecanic i cldura sunt mrimi care caracterizeaz: a. starea energetic a unui sistem termodinamic; b. intensitatea micrii de agitaie molecular din sistemul termodinamic; c. energia de interaciune dintre moleculele ce alctuiesc un sistem termodinamic; d. schimbul de energie dintre sistemul termodinamic i mediul exterior. (3p) 4. ntr-un cilindru prevzut cu un piston mobil i uor, care se poate deplasa fr frecare, se afl un gaz diatomic ( C P = 7R / 2 ). Pistonul este lsat liber i gazul absoarbe cldura Q . Variaia energiei interne a gazului este: 7Q 9Q 5Q b. U = c. U = Q d. U = (2p) a. U = 9 7 7 5. O mas dat de gaz ideal efectueaz transformrile ciclice 1231, respectiv 1321 reprezentate n coordonate p-V ca figura alturat. Relaia corect dintre lucrurile mecanice schimbate de gazul ideal cu mediul exterior este: a. L1231 = L1321 b. L1231 = L1321 c. L1231 = 2L1321 d. L1231 = 3L1321

(5p)



(15 puncte)

Rezolvai urmtoarea problem: ntr-un vas nchis, cu perei rigizi se afl n condiii fizice normale (p0 = 105 N/m2 i t0 = 00C) un amestec de gaze, considerat gaz ideal, format dintr-un numr N1 = 12 10 23 molecule de azot (1 = 28 g/mol ) i un numr N 2 molecule de oxigen ( 2 = 32 g/mol ) , masa molar a amestecului fiind = 29 g/mol . Determinai: a. masa azotului din vas; b. numrul N 2 de molecule de oxigen din vas; c. concentraia n a moleculelor (numrul de molecule din unitatea de volum); d. densitatea amestecului format din cele dou gaze.B.1

Proba E,F: Prob scris la Fizic




(15 puncte) C

Rezolvai urmtoarea problem: p Un motor termic funcioneaz dup un ciclu ABCA reprezentat n coordonate B p-V n figura alturat,. n starea iniial gazul ocup volumul VA = 4 la presiunea p A = 200 kPa , n starea B presiunea este p B = 3 p A , iar n C volumul este VC = 2VA . Cunoscnd CV = 5R / 2 , se cere: a. valoarea lucrului mecanic schimbat de substana de lucru cu exteriorul n A transformarea CA; b. cldura primit de gaz n transformarea BC; c. variaia energiei interne a gazului n transformarea AB; d. s reprezentai grafic n sistemul de coordonate p-T succesiunea de transformri A B C .

V





(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scriei pe foaia de rspuns litera corespunztoare rspunsului considerat corect. 1. Considernd c notaiile sunt cele utilizate n manualele de fizic, expresia energiei interne a gazului ideal 3 monoatomic ( CV = R ) este: 2 RT 3 5 a. U = b. U = R T c. U = RT d. U = R T (2p) 2 2 2 2. tiind c simbolurile unitilor de msur sunt cele utilizate n manualele de fizic, unitatea de msur, n S.I. , pentru cldura specific este: J J J J a. b. c. d. (5p) mol K K kg K NK3 R ) ntr-un proces adiabatic, de la o 2 stare iniial cu temperatura t 1 = 27C la o stare final n care temperatura absolut se dubleaz, are valoarea: a. 3,7395 kJ b. 2,493 kJ c. 2,493 kJ d. 3,7395 kJ (3p)

3. Lucrul mecanic efectuat de un mol de gaz ideal monoatomic ( CV =

4. Un vas cilindric orizontal nchis la capete este mprit n dou compartimente ( 1 i 2 ) cu ajutorul unui piston care se poate mica fr frecare, astfel nct V2 = 4V1 , ca n figura alturat. tiind c n compartimentul 1 se afl oxigen ( o2 = 32 g/mol ), iar al doilea conine hidrogen ( H 2 = 2 g/mol ), cele dou gaze fiind n echilibru termic, raportul maselor m1 / m2 este: a. 1 / 4 b. 2 c. 4 d. 8 5. O cantitate constant de gaz ideal descrie o transformare reprezentat n coordonate p T n figura alturat. Cldura primit de gaz pentru ca temperatura s-i creasc cu T are expresia: a. Q = RT b. Q = CV T c. Q = Cp T d. Q = pVMinisterul Educaiei, Cercetrii i Inovrii Centrul Naional pentru Curriculum i Evaluare n nvmntul Preuniversitar

(2p)

(3p)


(15 puncte)

Rezolvai urmtoarea problem: ntr-un balon cu perei rigizi, de volum V = 83,1 , se afl un numr N = 18,06 10 23 molecule de oxigen, considerat gaz ideal, la temperatura t = 47 C ( O2 = 32 g/mol ). Determinai: a. masa de oxigen din balon; b. densitatea oxigenului din balon n condiiile date; c. presiunea gazului din balon, exprimat n uniti de msur SI; d. masa molar a amestecului de gaze obinut dup introducerea unei mase m He = 28 g de heliu ( He = 4 g/mol ). Proba E,F: Prob scris la Fizic B.1 B. Elemente de termodinamic


B. SUBIECTUL III Varianta 022Rezolvai urmtoarea problem: Un mol de gaz ideal monoatomic evolueaz dup un ciclu termodinamic reprezentat n coordonate p-V n graficului alturat. Se cunoate c n transformarea 1 2 temperatura este constant, cldura molar la volum 3 constant CV = R i ln 2 = 0,693 . 2 a. Reprezentai ciclul termodinamic n sistemul de coordonate V-T. b. Calculai lucrul mecanic schimbat de gaz cu mediul exterior n procesul 2 3 . b. Calculai variaia energiei interne a gazului n procesul 3 1. d. Calculai cldur cedat de gaz mediului exterior n procesul 1 2 3 1.

(15 puncte)





(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scriei pe foaia de rspuns litera corespunztoare rspunsului considerat corect. 1. Dac ntr-o transformare la presiune constant a unei cantiti constante de gaz ideal volumul gazului crete cu 50%, iar temperatura iniial este T1 = 200 K temperatura final va fi egal cu: a. 300 K b. 360 K c. 400 K d. 450 K (2p) 2. Unitatea de msur din S.I. a mrimii egale cu raportul dintre lucrul mecanic schimbat de un gaz cu mediul exterior i cldura schimbat de gaz cu mediul exterior n decursul unei transformri este aceeai cu a: a. cldurii specifice; b. cldurii molare; c. exponentului adiabatic; d. constantei gazelor ideale. (3p) 3. Alegei afirmaia corect referitoare la energia intern a unui gaz ideal: a. Crete ntr-o destindere la temperatur constant; b. Crete ntr-o comprimare adiabatic; c. Scade ntr-o nclzire la volum constant; d. Scade ntr-o destindere la presiune constant. (5p) 4. Dou mase diferite din acelai gaz ideal efectueaz dou transformri reprezentate n coordonate V-T ca n figura alturat. Cunoscnd c presiunea la care au loc transformrile este aceeai, relaia dintre masele celor dou gaze este: a. m1 = 2m2 b. m2 = 2m1 c. m1 = 4m2 (3p) d. m2 = 4m1 5. Gazul dintr-un corp de pomp sufer urmtoarele transformri: mai nti este nclzit izocor, primind o cantitate de cldur egal cu 10 kJ, apoi revine la presiunea iniial printr-o destindere izoterm. n acord cu primul principiu al termodinamicii, despre variaia energiei interne a gazului n transformarea descris se poate afirma c: a. este mai mic dect 10 kJ b. este egal cu 10 kJ c. este mai mare dect 10 kJ d. este egal cu 10 kJ (2p)Ministerul Educaiei, Cercetrii i Inovrii Centrul Naional pentru Curriculum i Evaluare n nvmntul Preuniversitar


(15 puncte)

Rezolvai urmtoarea problem: O cantitate egal cu = 0,25 mol de azot molecular ( N2 = 28 g/mol ), considerat gaz ideal, aflat iniial n starea 1, n care volumul este V1 = 1,4 , este nclzit la volum constant pn la dublarea temperaturii, iar apoi este comprimat la temperatur constant pn volumul se reduce la jumtate din valoarea iniial. Determinai a. masa unei molecule de azot; b. numrul de molecule de gaz din unitatea de volum n starea 2; c. valoarea densitii gazului n starea 3; Proba E,F: relativ a presiunii B. Elemente de termodinamic d. variaia Prob scris la Fizicntre strile 1 i 3. B.1



(15 puncte)

Rezolvai urmtoarea problem: Un mol de gaz ideal poliatomic ( CV = 3R ), aflat iniial n starea 1, n care temperatura este t 1 = 23 0 C , este supus transformrii 1 2 3 , reprezentat n sistemul de coordonate p-V p n figura alturat. Transformarea 1 2 este izoterm. Se consider ln 2 0,693 . 2 3 2p1 Se cere: a. reprezentarea transformrii ntr-un sistem de coordonate (p,T); p1 1 b. valoarea lucrului mecanic schimbat de gaz cu exteriorul n cursul transformrii 2 3; 0 V c. diferena dintre energia intern a gazului n starea 3 i energia intern a gazului n starea 1; d. valoarea cldurii schimbat de gaz cu exteriorul n cursul transformrii 1 2 .





(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scriei pe foaia de rspuns litera corespunztoare rspunsului considerat corect. 1.Simbolurile unitilor de msur fiind cele utilizate n manuale, unitatea de msur n S.I. pentru cldura molar este: J J J J b. c. d. (2p) a. mol K kmol K kg K K 2. Setul de trei relaii =m

=

N V = utilizate n termodinamic, n conformitate cu notaiile din manuale, N A V

sunt toate simultan valabile pentru sisteme termodinamice aflate n stare: a. gazoas b.lichid c. solid d. n orice stare de agregare 3. n figura alturat aria haurat are dimensiunea aceeai cu cea a lucrului mecanic efectuat de o mas de gaz dac perechile de mrimi de pe ordonat, respectiv abscis sunt: a. p T b. T V c. p V d. V T 4 O bucat de fier este scoas iarna dintr-o oelrie, temperatura ei scznd cu t = 30 C pn la

(3p)

(5p)

temperatura de 0 C a mediului ambiant. n urma acestui proces fierul a cedat mediului exterior cldura Q1. Apoi este introdus ntr-o etuv, n care, primind cldura Q2, i se dubleaz temperatura. Raportul dintre aceste dou clduri este egal cu: Q Q Q Q a. 2 = 1 b. 2 = 3 c. 2 = 5,9 d. 2 = 9,1 (3p) Q1 Q1 Q1 Q1 5. ntr-o transformare ciclic, variaia energiei interne a gazului ideal este egal cu: 3 b. 0 c. RT d. p V (2p) a. CV T 2



(15 puncte)

Rezolvai urmtoarea problem: O mas m = 160 g oxigen ( = 32 g/mol ), considerat gaz ideal, se afl la presiunea p1 = 1MPa i temperatura t1 = 470 C . Gazul este supus unei transformri n care presiunea rmne constant, pn la un volum de patru ori mai mare, apoi unei transformri n care volumul gazului rmne constant, astfel nct presiunea se micoreaz de dou ori. Determinai: a. numrul de molecule de oxigen; b. densitatea gazului n starea iniial; c. temperatura gazului la sfritul transformrii n care presiunea a rmas constant; Proba E,F: gazului n la Fizic B.1 B. Elemente de termodinamic d. volumulProb scrisstarea final.



(15 puncte)

Rezolvai urmtoarea problem: Un cilindru aezat orizontal este nchis cu ajutorul unui piston mobil, etan, de mas neglijabil care se poate mica fr frecare. Cilindru conine o mas m = 16 g oxigen ( = 32 g/mol ), considerat gaz ideal, la presiunea p1 = 0,5 10 5 N/m 2 i temperatura t 1 = 47 0 C . Pistonul este blocat, iar gazul este nclzit pn cnd presiunea devine egal cu presiunea atmosferic p 0 = 10 5 N/m 2 . Se deblocheaz pistonul. Gazul este nclzit n continuare pn se dubleaz volumul. Se cunoate cldura molar izocor Cv = 5R / 2 . a. Reprezentai succesiunea de transformri suferite de gaz n sistemul de coordonate p-V. b. Determinai cldura primit de gaz n procesul de mai sus; c. Calculai variaia energiei interne a gazului; d. Determinai valoarea lucrului mecanic schimbat de gaz cu mediul exterior.


Proba E: Specializarea: matematic-informatic, tiine ale naturii Proba F: Filiera tehnologic - toate profilele, filiera vocaional - toate profilele i specializrile, mai puin specializarea matematic-informatic Sunt obligatorii toate subiectele din dou arii tematice dintre cele patru prevzute de program, adic: A. MECANIC, B. ELEMENTE DE TERMODINAMIC, C. PRODUCEREA I UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTIC Se acord 10 puncte din oficiu. Timpul efectiv de lucru este de 3 ore.J . ntre parametri mol K C de stare ai gazului ideal ntr-o stare dat exist relaia: p V = RT . Exponentul adiabatic este definit prin relaia: = P CV


Se consider: numrul lui Avogadro N A = 6,02 10 23 mol 1 , constanta gazelor ideale R = 8,31


(15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scriei pe foaia de rspuns litera corespunztoare rspunsului considerat corect. 1. Simbolurile mrimilor fizice fiind cele utilizate n manualele de fizic, pentru un proces izoterm al gazului ideal, este corect relaia: b. L = RT c. Q < L d. Q = 0 (2p) a. U = 0 2. Un gaz ideal efectueaz un proces termodinamic care n sistemul de coordonate p-V se reprezint grafic ca n figura alturat. Lucrul mecanic efectuat de gaz are valoarea: a. -600 J b. -500 J c. 500 J d. 600 J (3p) 3. Pentru fiecare ciclu al unui motor Diesel, raportul dintre lucrul mecanic efectuat i modulul cldurii cedate sursei reci este 2 / 3 ; raportul dintre cldura primit i lucrul mecanic efectuat este: a. 1,5 b. 2,5 c. 3 d. 5 (5p) 4. Cldura molar la volum constant a unui gaz ideal este CV = 2,5R . Exponentul adiabatic pentru acel gaz are valoarea: a. 1,2 b. 1,3 c. 1,4 d. 1,8 (3p) 5. tiind c simbolurile unitilor de msur sunt cele utilizate n manualele de fizic, unitatea de msur n S.I. a energiei interne este: a. K (kelvin) b. J (joule) c. Pa (pascal) d. kmol (2p)



(15 puncte)

Rezolvai urmtoarea problem: Un cilindru este nchis cu ajutorul unui piston mobil, etan, de mas neglijabil, care se poate deplasa fr frecare. Cilindrul conine o cantitate de azot ( = 28 g/mol ), considerat gaz ideal care n starea iniial ocup volumul V = 3 10 3 m 3 la temperatura T = 300 K i presiunea p = 8,31 10 4 N/m 2 . Gazul din cilindru se nclzete la presiune constant pn cnd temperatura crete cu o fraciune f=50%. Determinai: a. cantitatea de substan de azot din cilindru; b. masa de azot din cilindru; c. densitatea azotului n starea iniial; Proba E,F: ocupat de la Fizic B.1 B. Elemente de termodinamic d. volumulProb scrisgaz n starea final.



(15 puncte)

Rezolvai urmtoarea problem: n cilindrul cu piston mobil al unui motor termic se gsete o cantitate de aer care ocup volumul V1 = 2 .Iniial aerul din cilindru exercit asupra p

Documents

Subiecte Subiecte Bacalaureat 2010E_F_fizica termodinamica