Unitate de Invatare Termodinamica

Embed Size (px)

Text of Unitate de Invatare Termodinamica

Liceul Teoretic A.Mateevici, s. A.I.Cuza, r. Cahul Profesorul de fizic: Zidu Valerica

Clasa. XI-U Proiectul unei uniti de nvare. Tema capitolului: Bazele termodinamiciiSnt preconizate: 12h (3h-familiarizare, 2h-structurare, 6h- aplicare, 1h-proba de evaluare sumativ)

Data

Subcompetene vizateDetaliere de coninutActiviti de nvareResurse: materi ale,proceduralede timpEvaluare:obiective,instrumenteObser vaii

1 2 3 4 5 67

0. Aplicarea noiunilor de energie mecanic, temperatura absolut la rezolvri de probleme propuse de profesor.

1.2 Analiza sistemului termodinamic dup caracterul nteraciunii cu mediul exterior.

1.3 Utilizarea conceptelor: temperatura absolut,volumul, energia cinetic, energia potenial, cantitatea de substan, numrul de molecule, constanta uneversal a gazului ideal la studiul energiei interne a gazului ideal monoatomic.

Sistemul termodi - namic.

Energia intern a gazului ideal monoatomicLecia nr.1 FamiliarizareaStabilirea nivelului de cunoatere de ctre elevi a unor noiuni noi.1. Evaluarea iniial

1. Descrierea sistemului termodinamic i gsirea rspunsurilor la urmtoarele ntrebri: Ce numim corpuri macroscopice? Ce prezint n sine sistemul termodinamic? Cum sunt clasificate sistemele termodin-ce? Cum se formuleaz principiul zero al term-cii?

Cum se definete energia intern a unui sistem termodinamic? Ce aspect are ecuaia caloric de stare? Care proces termodinamic se numete ciclic i cu ce este egal variaia energiei interne a acestui proces?1. Descrierea energiei interne a gazului ideal n funcie de temperatura lui.Sarcin: Fie c cunoatem dependena energiei cinetice medii de temperatura absolut (conform TCM) iar pe de alt parte ia este egal cu suma energiilor cinetice ale tuturor moleculelor, mprit la numrul acestora. Care este formula de baz ce exprim dependena energiei interne a gazului ideal n funcie de temperatura lui.Ajutarea elevilor s exprime ceea ce au observat, s formuleze concluziinaintarea ipotezelor. Observarea faptului c energia intern a gazului ideal este n funcie doar de temperatura lui. Stabilirea concluziei: ecuaia caloric de stare a gazului ideal monoatomic descrie dependena direct a energiei interne a gazului ideal n funcie de temperatura lui. Deducerea formulelor de baz, aplicabile la rezolvri de probleme.Fia (anexa 1) 10 min

Lucul individual.Conver saie15 min

20 minproblematizareTest de evaluare iniial.Elevii vor fi capabili s delimeteze conceptele:tem-ra absolut,volumul, energia cinetic, energia potenial.Verificarea rspunsurilor la ntrebri.

Elevii vor fi capabili: s gseasc rspunsurile la ntrebrile propuse de provesor.Lucrul cu manual.

Elevii vor fi capabili:S deduc formulele de baz, cunoscnd mrimile fizice studiate anterior (la capitolul BTCM)

Anexa 1Fia de evaluare iniial propus la nceputul leciei Sistemul termodinamic. Energia intern a gazului ideal monoatomic.

1. Completai propoziia pentru a obine afirmaia corect:0. Energia intern a unui corp fizic sau a unui sistem de corpuri se numete ............................ .............................................................................. 0. Energia intern a unui corp fizic sau a unui sistem de corpuri poate fi modificat astfel : ................... .................................................................................1. Cum nelegei afirmaia c energia intern este o mrime de stare?1. Avem la dispoziie dou baloane identice, nchise ermetic, n care se afl 1L de ap i respectiv 1L de aer. Ambele snt nclzite, folosind nclzitoare identice. Care din vase se va nclzi mai repede? De ce?

Data

Subcompetene vizate

Detaliere de coninut

Activiti de nvareResurse: materialeprocedurale,de timpEvaluare:obiective,instrumenteObservaii

1 2 3 4 5 6 7

0. Aplicarea noiunilor de lucrul mecanic, volumul, presiunea la rezolvri de probleme propuse de profesor.

0. Argumentarea i descrierea efecturii lucrului gazului ( de analizat).

2.3 Interpretarea analitic i grafic a lucrului gazului

Lucrul gazului n procesele termodinamice.

Dependena presiunii de volum (lucrul mecanic ntr-o destindere izobar cvasistatic, lucrul mecanic n transformarea reversibil)

Lecia nr.2 FamiliarizareaStabilirea nivelului de cunoatere de ctre elevi a unor noiuni noi.1. Evaluarea iniial.

1. Observarea efecturii lucrului mecanic de ctre gazul analizat la dilatare pe seama energiei sale interne i gsirea rspunsurilor la urmtoarele ntrebri: Care este formula de baz a lucrului gazului la presiunea constant? Care este corelaia dintre lucrul gazului i lucrul forelor exterioare, care acioneaz asupra pistonului? Ce nseamn c lucrul gazului este mrime de proces? n ce caz lucrul gazului este negativ?Oferirea pretextelor-problem, crearea conflictului cognetiv, recurgerea la situaii- problem.

1. Determinarea lucrului gazului la variaia volumului.Sarcin: De determinat lucrul gazului examinnd dou cazuri:1. presiunea constant;1. presiunea variaz.Ajutarea elevilor s exprime ceea ce au observat, s formuleze concluzii

naintarea ipotezelor. Observarea faptului:1. c lucrul gazului este numeric egal cu aria dreptunghiului ale crui laturile snt: graficul izobarei, presiunea de abscis corespunztoare volumelor V1 i V2 i segmentele de dreapt ce unesc capetele izobarei cu punctele respective de pe axa volumelor.1. La calcularea lucrului gazului cnd presiunea variaz se aplic urmtoarea metod: variaia total a volumului (V2 V1) ntr-un numr mare de poriuni mici Vi , astfel nct la variaia Vi presiunea pi s rmn, efectiv, constant. Lucrul total se obine prin insumarea lucrurilor elementare.Stabilirea concluziei: n cazul presiunii variabile, lucrul gazului se determin n mod grafic, ca i n cazul presiunii constante, fiind numeric egal cu aria figurii de sub grafic.Sepropune elevilor s rspund la urmtoarea ntrebare:- Ce putei spune despre lucrul gazului ntr-un proces ciclic? Argumentai rspunsul.

Fia(anexa 2)10 min

Sub pistonul blocat al unui cilindru se afl aer la presiunea ridicat, pe piston cteva corpuri. Dup deblocarea pistonului, aerul din cilindru se dilat i pistonul se ridic n sus mpreun cu corpurile de pe el.Lucrul n grup.15 min

Lucru n perechi.10 min

Problematizare10 min

Test de evaluare iniial.Elevii vor fi capabili s delimeteze conceptele:Lucru , presiunea, volumul.Verificarea rspunsurilor la ntrebri.

Elevii vor fi capabili s : descrie caracteristicile principale i formulele de calcol ale lucrului mecanic exercitat de gaz.

Elevii vor fi capabili s determine lucrul gazului prin metoda grafic.

Elevii vor fi capabili s analizeze lucrul gazului ntr-un proces ciclic. S concluzioneze

Anexa 2Fia de evaluare iniial propus la nceputul leciei Lucrul n procesele termodinamice2. Ce nelegei sub noiunea de lucru elementar?2. Dai exemplu de corp fizic sau de sistem de corpuri care efectuiz lucrul mecanic. Argumentai rspunsul.

2. Stabilii valoarea de adevr a urmtoarelor afirmaii:a) Lucrul mecanic este o mrime de stare. A sau F b) n procesul izobar, presiunea descrete proporional cu creterea temperaturii. A sau Fc) Presiunea este o mrime fizic vectorial. A sau F

DataSubcompetene vizateDetaliere de coninutActiviti de nvareResurse: materialeProcedu rale,de timpEvaluare:obiective,instrumenteObservaii

1 2 3 4 5 6 7

3.1 Aplicarea noiunilor de cantitate de cldur, cldura specific, capacitatea caloric, ecuaia calorimetric, studiate anterior, la rspunsuri la ntrebri propuse de profesor.

3.2 Analiza experimentului propus,definirea noiunilor: cantitatea de cldur, conducie, convecie, radiaie termic.

3.3 Interpretarea analitic a ecuaiei calorimetrice i descrierea cantitativ a coeficienilor calorici.

Cantitatea de cldur.

Coefici eni calorici.Lecia nr.3 FamiliarizareaStabilirea nivelului de cunoatere de ctre elevi a unor noiuni noi.1. Evaluarea iniial.

1. Observarea variaiei energiei inerne a unui sistem termodinamic prin analiza unui exemplu (experiment) i gsirea rspunsurilor la urmtoarele ntrebri: Ce se ntmpl n cazul interaciunii a cel puin dou corpuri de diferite temperaturi?Descriei mecanismul prin care se realizeaz schimbul de cldur. Definii noiunea de cantitatea de cldur a sistemului izolat de corpuri. Ce nelegei sub noiunile de conducie, convecie, radiaie termic? Exemplificai. n ce caz cantitatea de cldur este negativ? Dar pozitiv?

1. Deducerea formulelor de calcol a coeficienilor calorici aplicnd formulele de baz studiate anterior (cl.VIII-a).Sarcin: Fie c cunoatem formulele de baz pentru cantitatea de cldur. Cum poate fi determinat cldura specific i care va fi unitatea ei de msur? Cum poate fi exprimat capacitatea caloric (termic) i cldura molar?Stabilirea concluziei:Mrimile c, CM i C se numesc coeficieni calorici i snt legate prin relaia:C = mc = CMAplicarea acestor formule la rezolvri de probleme.Fia (anexa 3)10 min

Fie c un corp solid A, aflat la temperatura TA, este introdus ntr-un vas cu lichid, a crui tem-ra TB este mai joas, TA>TB.

Lucru n grup15 min

Lucrul n perechi.

Problematizarea.20 minTest de evaluare iniial.Elevii vor fi capabili s delimeteze conceptele:cantitate de cldur, cldura specific, capacitatea caloric, ecuaia calorimetric, studiate anterior.Verificarea rspunsurilor la ntrebri

Elevii vor fi capabili s :-defineasc noiunile: cantitatea de cldur, conducie, convecie, radiaie termic;- analizeze experimentul propus i s concluzioneze.

Elevii vor fi capabili s deduc formulele de calcol pentru coeficieni calorici, aplicabile la rezolvri de probleme

Anexa 3Fia de evaluare iniial propus la nceputul leciei Cantitatea de cldur. Coeficieni calorici .

1. Transcriei textul de mai jos i completai spaiile punctate:Cantitatea de cldur este o mrime fizic .................. , care are simbolul ...... i unitatea de msur ....... . Se descrie dup formula de baz .........................., unde .......................................................................

(descriei mrimile fizice i unitile lor de msur din care este constituit formula de baz).Calorimetria se numete .................................................Ecuaia calorimetric are aspectul .............................

1. Avem la dispoziie dou vase de aceleai dimensiuni. n unul din aceste vase s-a turnat apa rece, iar n altul fierbinte. Ce se va ntmpla cu apa n cazul amestecului? Descriei mecanismul prin care se realizeaz schimbul de cldur a dou lichide ce se afl n contact termic.

Data

Subcompetene vizateDetaliere de coninut

Activiti de nvareResurse: materiale,proceduralede timpEvaluare:obiective,instrumenteObservaii

1 2 3 4 5 6 7

4.1 Interpretarea analitic i grafic a mrimilor fizice studiate anterior

4.2 Argumentarea i descrierea principiului I al termodinamicii.

4.3 Aplicarea principiului I al termodinamicii la transformrile simple ale gazului ideal.

Principiul I al termodinamiciiLecia nr.4 StructurareaAjutarea elevilor s identifice metode de lucru i s dezvolte rezultate teoretice.1. Se propun exercii pentru determinarea parametrilor studiate anterior. 1. Se analizeaz descrierea cantitativ a transformrilor energetice i cercetrile realizate de ctre R. Maier, J. Joule i H. Helmholtz. Pe baza lor a fost formulat legea transformrii i conservrii energiei care include i fenomene termice, cunoscut n prezent sub denumirea principiului I al termodinamicii.Q = U + L1. Analiza transformrilor simple ale gazului ideal din punct de vedere al transformrilor energetice care au loc n ele.Sarcin: De completat tabelul propus de profesor, n care se descrie:1. Transformarea izocor;1. Transformarea izotermic;1. Transformarea izobar;1. Transformara adiabatic.Deducerea formulelor de calcol la diferite izoprocese. (Anexa 5)Exerciiu15 minLucru pe variante.(Anexa 4)

Prezentarea informaiei suplimentare despre cercetrile savanilor sus numite.10 min

Lucrul individual cu manualul. 20 min.Observarea sistematic a comportamentului elevilor.Elevul va fi capabil s aplice sau metoda analitic sau grafic la rezolvri de probleme simple.Elevii s fie capabili s descrie formulele de baz ale principiului I al termodinamicii;

Elevul s fie capabil s:- defineasc prin cuvinte proprii principiul I al termodinamicii;- deduc formulele de calcol pentru rezolvri de probleme.

Anexa nr.4V-I Un gaz se dilat la presiunea constant egal cu 2105 Pa de la volumul 1 L pn la 5 L. Determinai lucrul efectuat de gaz prin metoda analitic i prin cea grafic.V-II Cum a varuat temperatura a 2 moli de gaz ideal monoatomic, dac energia lui intern a variat cu 831 J?V-III Pentru nclzirea cu 1 K a 2 kg de substan este necesar o cantitate de cldur egal cu 4200 J. Identificai substana.

Anexa 5Nr. d/o Aplicarea principiului I al termodinamicii la transformrile simple ale gazului ideal

Tr-reaizotermicTr-reaizobarTr-reaizocorTr-reaadiabatic

1 2 3 4 5

2T = constp = const V = const Q = 0

3T = 0p = 0V = 0--------

4QT = LTQ = U + LQV = UVLad = -U

5Graficul izotermei n coordonatele p,V este hiperbol, iar lucrul gazului este numeric egal cu aria de sub ea i poate fi calculat prin determinarea aproximativ a acestei arii.CMpT== CMVT+ +2RT, sauCMp =CMV + RCMVT = =3/2RT, unde CMV = 3/2R pV==CMVT

Data

Subcompetene vizateDetaliere de coninut

Activiti de nvareResurse: materiale,proceduralede timpEvaluare:obiective,instrumenteObservaii

1 2 3 4 5 6 7

5.1 Descrierea calitativ a principiului de funcionare a motorului cu ardere intern i extern.

5.2 Descrierea calitativ a principiului de funcionare a motorului termic.Determinarea randamentului.

5.3 Cunoaterea problemelor din domeniul ecologiei cauzate de utilizarea mainilor termice.

Motoare termice.

andamentul.

Poluarea mediului ambiant.Lecia nr.5 Structurarea1. Analiza i cercetarea funcionrii motorului cu ardere extern (motorul cu abur) i motorul cu ardere intern (motorul Otto, motorul Diesel). Aplicarea principiului I al termodinamicii n cazurile respective.

1. Prezentarea funcionrii motorului termic sub forma unei scheme (fig. 2.21,manual cl. 11-a, M. Marinciuc, S. Rusu). Formularea concluziilor: Un motor termic funcioneaz cu att mai eficient cu ct el transform n lucru mecanic o parte mai mare din cantitatea de cldur Q1 primit de agentul de lucru de nclzitor, adic eficacitatea motorului termic este caracteizat de mrimea egal cu: = L/Q1 = 1- Q2/Q1 Determinarea valorii maxime a randamentului. Analiza ciclului Carnot (fig 2.22 din manual)

1. Examinarea situaiei-problem din domeniul ecologiei:V-I: Cum se formeaz ploile acide i ce aciuni nocive produc ele?V-II: n ce const rolul protector al stratului de ozon pentru viaa pe Pmnt?V-III: Ce msuri se iau pentru protejarea mediului? Dai exemple.

Observarea unui film ce ilustreaz structura i funcionarea motoarelor cu ardere intern i extern. .20 min

Lucrul individual cu manualul.15 min

Elaborarea unei comunicri(5-10 propoziii)

Lucru pe variante10 min

Elevul s fie capabil s:- descrie principiul de funcionare a motoarelor cu ardere intern i extern;Grila de observare:-s aplice principiului I al termodinamicii n cazurile respective.

Elevul s fie capabil s:- descrie principiul de funcionare a motoarului termic conform schemei propuse;- formuleze concluziile;- descrie formulele de calcol a randamentului motorului termic pentru rezolvri de probleme.

Elevul s fie capabil s:-examineze i s propun variante posibile pentru soluionarea problemelor din domeniul ecologiei.

DataSubcompetene vizateDetaliere de coninut

Activiti de nvareResurse: materiale,proceduralede timpEvaluare:obiective,instrumenteObservaii

1 2 3 4 5 6 7

6.1 Utilizarea noiunilor:Energia intern a gazului ideal, variaia energiei interne a gazului ideal ntr-un proces ciclic, ecuaia caloric de stare a gazului ideal monoatomic la rezolvarea problemelor n situaii concrete.

Energia intern a gazului idealLecia nr.6 AplicareaActiviti pentru aprofundarea subiectuluiExaminarea situaiilor de gsire a soluiilor prin aplicarea formulelor de baz care exprim dependena variaiei energiei interne a gazului ideal de temperatur.Analiza comparativ a soluiilor.Aplicarea diferitor metode i tehnici la rezovri de probleme.40 minElevul va fi capabil: - s ilustreze prin exemple efecientizate a soluionrii unor situaii, prin alegerea formulelor de calcol mai potrivite.- s rezolve probleme de nivel simplu i mediu.

7.1 Utilizarea noiunilor: lucrul elementar,lucrul gazului, lucrul forelor externe, lucrul gazului la variaia volumului, lucrul gazului ntr-un proces ciclic la rezolvarea problemelor n situaii concrete

Lucrul gazuluiLecia nr.7 AplicareaActiviti pentru aprofundarea subiectuluiExaminarea situaiilor de gsire a soluiilor prin aplicarea formulelor de baz care exprim lucrul gazului la variaia volumului i lucrul gazului ntr-un proces ciclic. Analiza situaiilor utiliznd graficului dependenei p(V).Problematizare

Studiul de caz40 minElevul va fi capabil: - s ilustreze prin exemple efecientizate a soluionrii unor situaii, prin alegerea formulelor de calcol mai potrivite.- s rezolve probleme de nivel simplu i mediu, utiliznd graficului dependen ei p(V).

8.1Utilizarea noiunilor: cantitatea de cldur, coeficieni calorici, ecuaia calorimetric la rezolvarea problemelor n situaii concrete.

Cantitatea de cldur. Coeficieni calorici,Lecia nr.8AplicareaActiviti pentru aprofundarea subiectuluiExaminarea situaiilor de gsire a soluiilor prin aplicarea formulelor de baz care exprim cantitatea de cldur.Analiza comparativ a soluiilor.Aplicarea diferitor metode i tehnici la rezovri de probleme.40 minElevul va fi capabil: - s ilustreze prin exemple efecientizate a soluionrii unor situaii, prin alegerea formulelor de calcol mai potrivite.- s rezolve probleme de nivel simplu i mediu, aplicnd ecuaia de stare a gazului ideal.

9.1 Utilizarea noiunilor: cantitatea de cldur, lucrul gazului, energia intern, principiul I al temodinamicii pentru diferite izoprocese la rezolvarea problemelor n situaii concretePrincipiul I al termodinamiciiLecia nr.9 Aplicarea

Activiti pentru aprofundarea subiectului

Rezolvarea situaiilor problem aplicnd principiul I al temodinamicii pentru procesele izoterm, izobar, izocor, adiabatic.

Problemati zarea40 min

Elevul va fi capabil: - s ilustreze prin exemple efecientizate a soluionrii unor situaii, prin alegerea formulelor de calcol mai potrivite.- s rezolve probleme utiliznd principiul I al temodinamicii.

Lucrarea de laborator frontal

Determinarea cldurii specifice a unui corp solidLecia nr.10 AplicareaActiviti pentru aprofundarea subiectuluiEfectuarea lucrrii de laboratorUtilizarea materialelor didactice propuse de profesor pentru efectuarea lucrriiElevul s fie capabil:- s experimenteze;- s concluzioneze.

10.1Utilizarea noiunilor: randamentul motorului termic, ciclul Carnot la rezolvarea problemelor n situaii concrete.

Randamen tul motorului termic. Ciclul Carnot.

Lecia nr.11 AplicareaActiviti pentru aprofundarea subiectului

Rezolvarea situaiilor problemntlnite n via.

Problematizare, concluzionare40 min

Elevul s fie capabil:- s rezolve probleme ntlnite n via.- s concluzioneze

Lecia nr.12Soluionarea testului de evaluare sumativAnexa nr.645 minTest de evaluare sumativ

Test de evaluare sumativ, propus la sfritul unitii de nvareBazele termodinamicii

Matricea de specificaie

11Unitatea de coninut Competene vizate

Nr. de oreAchiziii intelectualeAchiziii progmaticeCompetene tiinificeInvestigaii tiinificeProtecia mediuluiTotal

2hEnergia intern a gazului ideal monoatomic5% 2p- 1a(1p) -2c(1p)7% 3p nr.46% 3p nr.1118%

2hLucrul gazului n procese termodinamice5% 2p -1b(1p) - 2b(1p)7% 3p nr.56% 3p nr.1018%

3hCantitatea de cldur. Coeficieni calorici7% 3p -1c(1p) -2a(1p) -3c()1p11% 5p nr.69% 4p nr.9 27%

4hPrincipiul I al termodinamicii.Randamentul motorului termic9% 4p -1d(2p) - 3b(1p) - 3a(1p)15% 7p - nr.7(3p) - nr.8(4p)13% 6p nr.1237%

11h26%40%34%100%

Test de evaluare sumativ la capitolulBazele termodinamiciiI. Rspundei succint la itemii 1-3 respectnd cerinele naintate. 1. Continuai propoziiile astfel nct ele s exprime afirmaii corecte. a) Energia intern a unui gaz ideal depinde numai de ......................................................................... 1p b) Procesul de transmitere a energiei de la un sistem termodinamic la altul, fr a efectua lucru, se numete .............................................................................................................................................. 1p c) Cldura specific este o caracteristic a ............................................................................................... 1p d) Randamentul motorului termic se numete .............................. i se exprim dup formula .............................. 2p 2. Asociai mrimile fizice cu unitile lor de msur (unii prin sgei mrimea fizic cu unitatea corespunztoare ei) a) cantitatea de substan J b) lucrul gazului Pa 3p c) energia intern mol J/K 3. Determinai valoarea de adevr a urmtoarelor afirmaii (ncercuii litera A, dac afirmaia este adevrat; ncercuii litera F, dac afirmaia este fals)1. n procesul izocor toat cantitatea de cldur primit de gaz se consum la efectuarea lucrului mecanic. A sau F 1p1. Gazele de eapament, produse la funcionarea motoarelor cu ardere intern nu poluiaz mediul nconjurtor. A sau F 1p1. Lucrul gazului ntr-un proces ciclic este egal cu zero. A sau F 1pII. n spaiile rezervate prezentai rezolvrile succinte ale itemilor 4 8.

Enun Rezolvare 0 1 2 3

4. O cantitate egal cu 4 moli de gaz ideal monoatomic se rcete cu 200 K. Aflai variaia energiei interne a gazului.

Se d:

__________De aflat: Rspuns : ______

Enun Rezolvare 0 1 2 3

5.Un gaz ce se afl la presiunea de 105 Pa, s-a dilatat izobar, efectund un lucru de 25J. Aflai variaia volumului.

Se d:

__________De aflat:

Rspuns : ______

Enun Rezolvare 0 1 2 3 4 5

6. n figura alturat snt reprezentate graficile variaiei temperaturii a dou corpuri n funcie de cantitatea de cldur primit.1. Gsii cldurile primite de fiecare corp;1. Aflai cldurile specifice ale acestor corpuri, dac masa fiecruia dintre ele este egal cu 4 kg. T. K 1 2

40 80 Q, JSe d:

__________De aflat:

Rspuns : ______

7. n acest item dou afirmaii snt legate ntre ele prin conjuncia deoarece. Stabilii, dac afirmaiile snt adevrate (scriind n spaiile rezervate litera A) sau false (scriind litera F) i dac ntre ele exist relaia cauz - efect (scriind da sau nu). Motoarele cu ardere intern realizeaz un randament mai bun dect cele cu ardere extern, deoarece motoarele cu ardere extern au pierderi reduse de cldur. Rspuns: Prima afirmaie: _______ 1p A doua afirmaie: _______ 1p Relaia cauz - efect: _______ 1p

Enun Rezolvare L 0 1 2 3 4 5

8. O mas de heliu a fost rcit la presiunea constant de 0,8 105 Pa de la volumul egal cu 6 L pn la 2 L. Calculai lucrul gazului, variaia energiei lui interne i cldura cedat de gaz.

Se d:

__________De aflat:

Rspuns : ______

III. n itemii 9 12 prezint rspunsul n forma liber.9) Elaborai planul unui experiment care s lustreze modalitatea de variaie a energiei interne a unui sistem termodinamic. 4p.

10) Admitem c punctul ce reprezint starea gazului parcurge graficul ciclului n sensul orar: p, PA 0 V, m3 Vmin Vmax Fie starea a corespunde Vmin, iar starea c Vmax ocupat de gaz n acest ciclu. Cum poate fi determinat lucrul gazului n acest proces ciclic? Argumentai rspunsul. Formulai concluzia. 3p.

11) Cunoscnd ecuaia caloric de stare a gazului ideal monoatomic demonstrai c: Uid = 3/2 pV 3p 12) Scrie un eseu la tema Evoluia motoarelor termice i protecia mediului n cazul utilizrii lor conform planului de lucru: Numii motoarele termice cunoscute n ordinea cresctoare (dup apariia lor); 1p.Descrie etapele de lucru a motorului Otto; 1p. n patru propoziii ncercai s formulai reguli de protecie a mediului n cazul utilizrii motoarelor termice. 4p.

Schema de notarepunctaj1-23-78-1112-1617-2324-2930-3435-3839-4344-45

nota 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Baremul de corectereNr. d/o Rspuns corect Punctaj acordatPunctaj maxim

1 a ) variaia temperaturii; b ) proces termodinamic; c ) a substanei din care este confecionat corpul;d1) mrimea fizic ce scrie eficacitatea motorului termic, d2) = L/ Q1 = 1 Q2/Q1Pentru fiecare rspuns corect cte 1 p.1p x 5 = 5p

2 a) mol; b) J; c) J.Pentru fiecare rspuns corect cte 1 p.1p x 3 = 3p

31. F; b)F; c) F.Pentru marcare corect a fiecrei afirmaii - cte 1p 1p x 3 = 3p

4U=3/2 m/MR T (1)Unde = m/M (2)U=3/2 R T (3)U = 9972J (4)Pentru descrierea ecuaiei calorice a gazului ideal monoatomic 1p;Pentru exprimarea cantitii de substan - 1p;Pentru calcolele i obinerea rspunsului corect - 1p.1p x 3 = 3p

5L = pV (1)V = L/p (2) V = 25 10-5 m3

Pentru descrierea formulei de baz a lucrului - 1p;Pentru exprimarea variaiei volumului - 1p;Pentru calcolele i obinerea rspunsului corect - 1p.1p x 3 = 3p

6a) Q1 = 60 kJ; Q2 = 80 kJ; (1)1. Q = c m T (2)c 1 = Q1/ m T1 (3) c 2 = Q2/ m T1 (4)c 1 = 0,125 103 J/kg K (5) c 2 = 0,25 103 J/kg K Pentru determinarea cantitii de cldur din grafic - 1p;Pentru descrierea formulei de baz a cantitii de cldur - 1p;Pentru exprimarea cldurii specifice n ambele cazuri - cte 1pPentru calcolele i obinerea rspunsului corect - 1p.1p x 5 = 5p

7Prima afirmaie AA doua afirmaie ARelaia cauz-efect - daPentru fiecare rspuns corect cte 1 p.1p x 3 = 3p

8Q = U + L (1)L = pV (2) L = - 320 JU = 3/2 pV (3) U = - 480 JQ = - 800 J

Pentru exprimarea legii a I a termodinamicii - 1pPentru descrierea lucrului -1pPentru exprimarea variaiei energiei interne a gazului -1pPentru calcolele i obinerea rspunsului corect - cte 1p1p x 5 = 5p

9Experiment: Se introduce un corp solid nclzit ntr-un vas cu ap rece. Se descrie modul de lucru i se formuleaz concluzia.Pentru elaborarea planului de lucru i descrierea succint a acestuia - 3pPentru concluzia - 1p. Total 4p

10Lcicl = Labc+ Lcda1. L > 0;1. L < 0.Pentru descrierea formulei de baz a lucrului n proces ciclic - 1pPentru analiza grafic - 1p x 3 = 3p

11Uid = 3/2 RT (1)tiind c RT = pV ec. lui Mendeleev Clapeiron, rezult Uid = 3/2 pVPentru exprimarea ecuaiei calorice -1p;Pentru exprimarea ec. lui Mendeleev Clapeiron -1p;Pentru concluzia - 1p1p x 3 = 3p

121. motorul cu abur;motoare cu ardere extern; motoarele cu ardere intern (Otto, Disel)1. admisia, compresiunea, aprinderea i expansiunea, evacuarea1. protecia mediului 4 propoziii.Pentru rspunsul la punctele a) i b) - cte 1p;Pentru punctul c) - 4p.Total 6p.

Total 45p