Academos
  1. Subiecte
  2. Bacalaureat
  3. Fizică tehnologic
  4. Modulul B, Subiectul al II-lea

Modulul B, Subiectul al II-lea, toate variantele

Bacalaureat, Fizică tehnologic, 2021-2026. Rezolvă-le pe rând, cu baremul la îndemână.

Sesiuni de examen

Se consideră: numărul lui Avogadro Nₐ = 6,02·10²³ mol⁻¹, constanta gazelor ideale R = 8,31 J/(mol·K). Între parametrii de stare ai gazului ideal într-o stare dată există relația: p·V = νRT. II. Rezolvați următoarea problemă: O cantitate ν = 0,2 mol de oxigen (μ = 32 g/mol) este închisă etanș într-un cilindru orizontal, cu ajutorul unui piston subțire. Inițial, pistonul se află în repaus la distanța ℓ = 20 cm față de capătul închis al cilindrului, iar oxigenul se află la temperatura T = 300 K și presiunea p₀ = 1,0·10⁵ Pa, aceeași cu presiunea aerului atmosferic din exteriorul cilindrului. Pistonul se poate deplasa fără frecări. Oxigenul este considerat gaz ideal.

Calculați masa de oxigen din cilindru.

Arată baremul

Răspuns: 6,4 g

B. Subiectul al II-lea II.a. Pentru: 4p m = ν·μ - 3p rezultat final m = 6,4 g - 1p

Se consideră: numărul lui Avogadro N_A = 6,02 · 10²³ mol⁻¹, constanta gazelor ideale R = 8,31 J/(mol · K). Între parametrii de stare ai gazului ideal într-o stare dată există relația: p · V = νRT. II. Rezolvați următoarea problemă: O cantitate ν = 0,2 mol de oxigen (μ = 32 g/mol) este închisă etanș într-un cilindru orizontal, cu ajutorul unui piston subțire. Inițial, pistonul se află în repaus la distanța ℓ = 20 cm față de capătul închis al cilindrului, iar oxigenul se află la temperatura T = 300 K și presiunea p₀ = 1,0 · 10⁵ Pa, aceeași cu presiunea aerului atmosferic din exteriorul cilindrului. Pistonul se poate deplasa fără frecări. Oxigenul este considerat gaz ideal.

Calculați densitatea oxigenului din cilindru.

Arată baremul

Răspuns: ρ ≅ 1,28 kg/m³

B. Subiectul al II-lea, b. Pentru: 4p ρ = p₀μ/(RT) - 3p rezultat final ρ ≅ 1,28 kg/m³ - 1p

Pistonul este deplasat lent spre capătul deschis al cilindrului, pe distanța d = 5 cm (fără să iasă din cilindru). Temperatura gazului rămâne constantă. Calculați presiunea p₁ la care a ajuns oxigenul în urma acestui proces.

Arată baremul

Răspuns: 0,8 · 10⁵ Pa

B. Subiectul al II-lea, c. Pentru: 4p p₀V₀ = p₁V₁ - 1p V₀ = ℓS - 1p V₁ = (ℓ + d)S - 1p rezultat final p₁ = 0,8 · 10⁵ Pa - 1p

Se consideră: numărul lui Avogadro N_A = 6,02 · 10²³ mol⁻¹, constanta gazelor ideale R = 8,31 J/(mol · K). Între parametrii de stare ai gazului ideal într-o stare dată există relația: p · V = νRT. II. Rezolvați următoarea problemă: O cantitate ν = 0,2 mol de oxigen (μ = 32 g/mol) este închisă etanș într-un cilindru orizontal, cu ajutorul unui piston subțire. Inițial, pistonul se află în repaus la distanța ℓ = 20 cm față de capătul închis al cilindrului, iar oxigenul se află la temperatura T = 300 K și presiunea p₀ = 1,0 · 10⁵ Pa, aceeași cu presiunea aerului atmosferic din exteriorul cilindrului. Pistonul se poate deplasa fără frecări. Oxigenul este considerat gaz ideal. c. Pistonul este deplasat lent spre capătul deschis al cilindrului, pe distanța d = 5 cm (fără să iasă din cilindru). Temperatura gazului rămâne constantă. Calculați presiunea p₁ la care a ajuns oxigenul în urma acestui proces.

În continuare, pistonul fiind menținut în poziția atinsă la punctul c., oxigenul se încălzește până la temperatura T₂. Se eliberează apoi pistonul și se constată că acesta rămâne în repaus în aceeași poziție. Calculați temperatura T₂ până la care a fost încălzit oxigenul.

Arată baremul

Răspuns: 375 K

B. Subiectul al II-lea, d. Pentru: 3p p₁/T = p₂/T₂ - 1p p₂ = p₀ - 1p rezultat final T₂ = 375 K - 1p

Se consideră: numărul lui Avogadro Nₐ = 6,02 · 10²³ mol⁻¹, constanta gazelor ideale R = 8,31 J · mol⁻¹ · K⁻¹. Între parametrii de stare ai gazului ideal într-o stare dată există relația: p · V = νRT. II. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte) În interiorul unui cilindru orizontal este închisă, cu ajutorul unui piston, o cantitate ν = 2,0 mol de oxigen. Masa molară a oxigenului este μ = 32 g/mol, iar căldura molară la volum constant este Cᵥ = 2,5R. Oxigenul, considerat gaz ideal, se află la temperatura T = 300 K și presiunea p₀ = 1,0 · 10⁵ Pa. Pistonul este etanș și se poate deplasa fără frecări. Presiunea aerului din exteriorul cilindrului este constantă și are valoarea p₀ = 1,0 · 10⁵ Pa. Pistonul este lăsat să se miște liber.

Calculați masa de oxigen din cilindru.

Arată baremul

Răspuns: 64 g

B. Subiectul al II-lea II.a. Pentru: 4p ν = m/μ - 3p rezultat final m = 64 g - 1p

Se încălzește oxigenul până la temperatura t′ = 127°C. Determinați raportul dintre volumul ocupat de oxigen în starea inițială și volumul ocupat de oxigen în starea finală.

Arată baremul

Răspuns: V/V′ = 0,75

B. Subiectul al II-lea c. Pentru: 4p p₀ · V = νRT - 1p p₀ · V′ = νRT′ - 1p T′ = t′ + 273 - 1p rezultat final V/V′ = 0,75 - 1p

Se consideră: numărul lui Avogadro Nₐ = 6,02·10²³ mol⁻¹, constanta gazelor ideale R = 8,31 J·mol⁻¹·K⁻¹. Între parametrii de stare ai gazului ideal într-o stare dată există relația: p·V = νRT. II. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte) În interiorul unui cilindru orizontal este închisă, cu ajutorul unui piston, o cantitate ν = 2,0 mol de oxigen. Masa molară a oxigenului este μ = 32 g/mol, iar căldura molară la volum constant este Cᵥ = 2,5R. Oxigenul, considerat gaz ideal, se află la temperatura T = 300 K și presiunea p₀ = 1,0·10⁵ Pa. Pistonul este etanș și se poate deplasa fără frecări. Presiunea aerului din exteriorul cilindrului este constantă și are valoarea p₀ = 1,0·10⁵ Pa. Pistonul este lăsat să se miște liber. c. Se încălzește oxigenul până la temperatura t′ = 127°C. Determinați raportul dintre volumul ocupat de oxigen în starea inițială și volumul ocupat de oxigen în starea finală.

Calculați valoarea energiei interne a oxigenului în starea finală.

Arată baremul

Răspuns: 16,62 kJ

B. Subiectul al II-lea d. Pentru: - 3p U = νCᵥT′ - 2p rezultat final U′ = 16,62 kJ - 1p

Se consideră: numărul lui Avogadro N_A = 6,02·10²³ mol⁻¹, constanta gazelor ideale R = 8,31 J/(mol·K). Între parametrii de stare ai gazului ideal într-o stare dată există relația: p·V = νRT.

II. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte) Două vase cu pereți rigizi comunică între ele printr-un tub de dimensiuni neglijabile, ca în figură. Tubul este prevăzut cu un robinet R, inițial închis. În primul vas, de volum V₁ = 16,62 L, se găsește o masă m₁ = 3 g de hidrogen (μ₁ = 2 g/mol). În al doilea vas, de volum V₂ = 8,31 L, se află o cantitate ν₂ = 0,5 mol de azot (μ₂ = 28 g/mol). Temperatura ambelor gaze este t = 27 °C.

Determinați densitatea hidrogenului.

Figura din subiect
Arată baremul

Răspuns: ρ₁ ≅ 0,18 kg/m³

B. Subiectul al II-lea II.a. Pentru: 3p ρ₁ = m₁/V₁ - 2p rezultat final: ρ₁ ≅ 0,18 kg/m³ - 1p

Se consideră: numărul lui Avogadro N_A = 6,02·10²³ mol⁻¹, constanta gazelor ideale R = 8,31 J/(mol·K). Între parametrii de stare ai gazului ideal într-o stare dată există relația: p·V = νRT. II. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte) Două vase cu pereți rigizi comunică între ele printr-un tub de dimensiuni neglijabile, ca în figură. Tubul este prevăzut cu un robinet R, inițial închis. În primul vas, de volum V₁ = 16,62 L, se găsește o masă m₁ = 3 g de hidrogen (μ₁ = 2 g/mol). În al doilea vas, de volum V₂ = 8,31 L, se află o cantitate ν₂ = 0,5 mol de azot (μ₂ = 28 g/mol). Temperatura ambelor gaze este t = 27 °C.

Calculați numărul de molecule de hidrogen.

Figura din subiect
Arată baremul

Răspuns: ≅ 9·10²³ molecule

B. Subiectul al II-lea b. Pentru: - 4p N₁ = ν₁·N_A - 1p ν₁ = m₁/μ₁ - 2p rezultat final: N ≅ 9·10²³ molecule - 1p

Se consideră: numărul lui Avogadro Nₐ = 6,02·10²³ mol⁻¹, constanta gazelor ideale R = 8,31 J/(mol·K). Între parametrii de stare ai gazului ideal într-o stare dată există relația: p·V = νRT. II. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte) Două vase cu pereți rigizi comunică între ele printr-un tub de dimensiuni neglijabile, ca în figură. Tubul este prevăzut cu un robinet R, inițial închis. În primul vas, de volum V₁ = 16,62 L, se găsește o masă m₁ = 3 g de hidrogen (μ₁ = 2 g/mol). În al doilea vas, de volum V₂ = 8,31 L, se află o cantitate ν₂ = 0,5 mol de azot (μ₂ = 28 g/mol). Temperatura ambelor gaze este t = 27 °C.

Se deschide robinetul. Determinați presiunea în starea finală care se stabilește în cele două vase.

Figura din subiect
Arată baremul

Răspuns: 2·10⁵ Pa

B. Subiectul al II-lea c. Pentru: - 4p p_f(V₁ + V₂) = (ν₁ + ν₂)RT - 3p rezultat final: p_f = 2·10⁵ Pa - 1p

Se consideră: numărul lui Avogadro N_A = 6,02·10²³ mol⁻¹, constanta gazelor ideale R = 8,31 J/(mol·K). Între parametrii de stare ai gazului ideal într-o stare dată există relația: p·V = νRT. II. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte) Două vase cu pereți rigizi comunică între ele printr-un tub de dimensiuni neglijabile, ca în figură. Tubul este prevăzut cu un robinet R, inițial închis. În primul vas, de volum V₁ = 16,62 L, se găsește o masă m₁ = 3 g de hidrogen (μ₁ = 2 g/mol). În al doilea vas, de volum V₂ = 8,31 L, se află o cantitate ν₂ = 0,5 mol de azot (μ₂ = 28 g/mol). Temperatura ambelor gaze este t = 27 °C.

Determinați masa molară a amestecului de gaze obținut în urma deschiderii robinetului.

Figura din subiect
Arată baremul

Răspuns: 8,5 g/mol

B. Subiectul al II-lea d. Pentru: - 4p μ_am = m_t/ν_t - 1p m_t = m₁ + ν₂·μ₂ - 1p ν_t = ν₁ + ν₂ - 1p rezultat final: μ_am = 8,5 g/mol - 1p

Se consideră: numărul lui Avogadro Nₐ = 6,02·10²³ mol⁻¹, constanta gazelor ideale R = 8,31 J/(mol·K). Între parametrii de stare ai gazului ideal într-o stare dată există relația: p·V = νRT.

II. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte) Un cilindru orizontal, închis la ambele capete, este împărțit în două compartimente de volume egale de un perete subțire. Peretele nu permite trecerea gazului dintr-un compartiment în altul. Compartimentul din stânga al cilindrului conține ν₁ = 3,0 mol de oxigen cu masa molară μ₁ = 32 g/mol. În compartimentul din dreapta al cilindrului se află ν₂ = 1,0 mol de azot cu masa molară μ₂ = 28 g/mol, la presiunea p₂ = 8,31·10⁴ Pa. Ambele gaze, considerate ideale, se află la temperatura T = 400 K. Calculați:

masa oxigenului aflat în compartimentul din stânga al cilindrului;

Arată baremul

Răspuns: m₁ = 96·10⁻³ kg

B. Subiectul al II-lea II.a. Pentru: 4p ν₁ = m₁/μ₁ - 3p rezultat final m₁ = 96·10⁻³ kg - 1p

numărul de molecule de azot din compartimentul din dreapta al cilindrului;

Arată baremul

Răspuns: N₂ = 6,02·10²³ molecule

B. Subiectul al II-lea b. Pentru: 4p N₂ = ν₂Nₐ - 3p rezultat final N₂ = 6,02·10²³ molecule - 1p

Se consideră: numărul lui Avogadro Nₐ = 6,02·10²³ mol⁻¹, constanta gazelor ideale R = 8,31 J·mol⁻¹·K⁻¹. Între parametrii de stare ai gazului ideal într-o stare dată există relația: p·V = νRT. II. Rezolvați următoarea problemă: Un cilindru orizontal, cu pereții rigizi, are lungimea L = 120 cm. Un piston mobil, fără frecări, de grosime neglijabilă, împarte cilindrul în două compartimente. Un compartiment conține o cantitate ν₁ = 0,2 mol de azot (μ₁ = 28 g/mol) la presiunea p₁ = 1,0·10⁵ Pa, iar celălalt conține oxigen (μ₂ = 32 g/mol). Cele două gaze, considerate ideale, sunt menținute la aceeași temperatură T = 500 K. Pistonul se află în echilibru, la distanța L₁ = 45 cm de capătul din stânga al cilindrului, ca în figura alăturată.

Calculați masa m₁ de azot.

Figura din subiect
Arată baremul

Răspuns: m₁ = 5,6 g

B. Subiectul al II-lea II.a. Pentru: 3p m₁ = ν₁μ₁ - 2p rezultat final m₁ = 5,6 g - 1p

Se consideră: numărul lui Avogadro N_A = 6,02 · 10²³ mol⁻¹, constanta gazelor ideale R = 8,31 J · mol⁻¹ · K⁻¹. Între parametrii de stare ai gazului ideal într-o stare dată există relația: p · V = νRT. II. Rezolvați următoarea problemă: Un cilindru orizontal, cu pereții rigizi, are lungimea L = 120 cm. Un piston mobil, fără frecări, de grosime neglijabilă, împarte cilindrul în două compartimente. Un compartiment conține o cantitate ν₁ = 0,2 mol de azot (μ₁ = 28 g/mol) la presiunea p₁ = 1,0 · 10⁵ Pa, iar celălalt conține oxigen (μ₂ = 32 g/mol). Cele două gaze, considerate ideale, sunt menținute la aceeași temperatură T = 500 K. Pistonul se află în echilibru, la distanța L₁ = 45 cm de capătul din stânga al cilindrului, ca în figura alăturată.

Calculați densitatea azotului.

Figura din subiect
Arată baremul

Răspuns: ρ₁ ≅ 0,67 kg/m³

B. Subiectul al II-lea b. Pentru: 4p ρ₁ = p₁μ₁/(RT) - 3p rezultat final ρ₁ ≅ 0,67 kg/m³ - 1p

Calculați raportul (ν₁/ν₂) dintre cantitatea de azot și cea de oxigen.

Figura din subiect
Arată baremul

Răspuns: ν₁/ν₂ = 3/5 = 0,6

B. Subiectul al II-lea c. Pentru: 4p p₁L₁S = ν₁RT - 1p p₂(L − L₁)S = ν₂RT - 1p p₁ = p₂ - 1p rezultat final ν₁/ν₂ = 3/5 = 0,6 - 1p

Se consideră: numărul lui Avogadro Nₐ = 6,02·10²³ mol⁻¹, constanta gazelor ideale R = 8,31 J·mol⁻¹·K⁻¹. Între parametrii de stare ai gazului ideal într-o stare dată există relația: p·V = νRT. II. Rezolvați următoarea problemă: Un cilindru orizontal, cu pereții rigizi, are lungimea L = 120 cm. Un piston mobil, fără frecări, de grosime neglijabilă, împarte cilindrul în două compartimente. Un compartiment conține o cantitate ν₁ = 0,2 mol de azot (μ₁ = 28 g/mol) la presiunea p₁ = 1,0·10⁵ Pa, iar celălalt conține oxigen (μ₂ = 32 g/mol). Cele două gaze, considerate ideale, sunt menținute la aceeași temperatură T = 500 K. Pistonul se află în echilibru, la distanța L₁ = 45 cm de capătul din stânga al cilindrului, ca în figura alăturată.

Pistonul este împins, spre dreapta, până ajunge la mijlocul cilindrului și este menținut în această poziție. Calculați noua valoare a presiunii azotului.

Figura din subiect
Arată baremul

Răspuns: p′₁ = 0,75·10⁵ Pa

B. Subiectul al II-lea d. Pentru: 4p p₁L₁S = p′₁(L/2)S - 3p rezultat final p′₁ = 0,75·10⁵ Pa - 1p

Se consideră: numărul lui Avogadro Nₐ = 6,02·10²³ mol⁻¹, constanta gazelor ideale R = 8,31 J/(mol·K). Între parametrii de stare ai gazului ideal într-o stare dată există relația: p·V = νRT.

II. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte) Un cilindru orizontal, închis la ambele capete, este împărțit în două compartimente printr-un piston termoizolant, de grosime neglijabilă și care se poate deplasa fără frecare. Într-un compartiment se află ν₁ = 4 mol de neon (μ₁ = 20 g/mol), iar în celălalt compartiment se află ν₂ = 2,5 mol oxigen (μ₂ = 32 g/mol), considerate gaze ideale. Temperatura la care se află cele două gaze este aceeași, t₁ = 27°C, iar pistonul se află în echilibru mecanic.

Calculați: masa de neon;

Arată baremul

Răspuns: 80 g

B. Subiectul al II-lea II.a. Pentru: 4p m₁ = ν₁μ₁ - 3p rezultat final: m₁ = 80 g - 1p

Calculați: raportul dintre lungimile compartimentelor ocupate de cele două gaze ℓ₁/ℓ₂;

Arată baremul

Răspuns: 1.6

B. Subiectul al II-lea b. Pentru: 3p p·ℓ₁·S = ν₁·R·T - 1p p·ℓ₂·S = ν₂·R·T - 1p rezultat final: ℓ₁/ℓ₂ = 1,6 - 1p

Calculați: masa molară a amestecului de gaze dacă se îndepărtează pistonul;

Arată baremul

Răspuns: μ̄ ≅ 24,6 g/mol

B. Subiectul al II-lea c. Pentru: 4p μ̄ = (m₁ + m₂)/(ν₁ + ν₂) - 2p ν₂ = m₂/μ₂ - 1p rezultat final: μ̄ ≅ 24,6 g/mol - 1p

Se consideră: numărul lui Avogadro Nₐ = 6,02·10²³ mol⁻¹, constanta gazelor ideale R = 8,31 J/(mol·K). Între parametrii de stare ai gazului ideal într-o stare dată există relația: p·V = νRT.

II. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte) Un cilindru orizontal, închis la ambele capete, este împărțit în două compartimente printr-un piston termoizolant, de grosime neglijabilă și care se poate deplasa fără frecare. Într-un compartiment se află ν₁ = 4 mol de neon (μ₁ = 20 g/mol), iar în celălalt compartiment se află ν₂ = 2,5 mol oxigen (μ₂ = 32 g/mol), considerate gaze ideale. Temperatura la care se află cele două gaze este aceeași, t₁ = 27°C, iar pistonul se află în echilibru mecanic.

Cerința precedentă introduce amestecul: c. masa molară a amestecului de gaze dacă se îndepărtează pistonul;

Calculați: temperatura până la care trebuie încălzit amestecul de gaze astfel încât presiunea acestuia să se dubleze.

Arată baremul

Răspuns: 600 K

B. Subiectul al II-lea d. Pentru: 4p p/T₁ = 2p/T₂ - 3p rezultat final: T₂ = 600 K - 1p

Se consideră: numărul lui Avogadro N_A = 6,02 · 10²³ mol⁻¹, constanta gazelor ideale R = 8,31 J · mol⁻¹ · K⁻¹. Între parametrii de stare ai gazului ideal într-o stare dată există relația: p · V = νRT. II. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte) Un cilindru orizontal, închis la ambele capete și având lungimea 2ℓ = 50 cm, este împărțit în două compartimente de volume egale de un piston subțire, termoizolant și care se poate deplasa etanș, fără frecări. Fiecare compartiment al cilindrului conține ν = 3 mol de oxigen cu masa molară μ = 32 g/mol la temperatura T = 300 K și presiunea p = 1,0 · 10⁵ Pa. Considerați că oxigenul are un comportament de gaz ideal.

Calculați masa de oxigen dintr-un compartiment al cilindrului.

Arată baremul

Răspuns: 96 g

B. Subiectul al II-lea II.a. Pentru: - 4p ν = m/μ - 3p rezultat final m = 96 g - 1p

Se consideră: numărul lui Avogadro N_A = 6,02·10²³ mol⁻¹, constanta gazelor ideale R = 8,31 J·mol⁻¹·K⁻¹. Între parametrii de stare ai gazului ideal într-o stare dată există relația: p·V = νRT.

II. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte) Un cilindru orizontal, închis la ambele capete și având lungimea 2ℓ = 50 cm, este împărțit în două compartimente de volume egale de un piston subțire, termoizolant și care se poate deplasa etanș, fără frecări. Fiecare compartiment al cilindrului conține ν = 3 mol de oxigen cu masa molară μ = 32 g/mol la temperatura T = 300 K și presiunea p = 1,0·10⁵ Pa. Considerați că oxigenul are un comportament de gaz ideal.

Calculați numărul de molecule de oxigen dintr-un compartiment al cilindrului.

Arată baremul

Răspuns: N ≅ 18·10²³ molecule

B. Subiectul al II-lea b. Pentru: 4p ν = N/N_A - 3p rezultat final N ≅ 18·10²³ molecule - 1p

Se consideră: numărul lui Avogadro N_A = 6,02 · 10²³ mol⁻¹, constanta gazelor ideale R = 8,31 J · mol⁻¹ · K⁻¹. Între parametrii de stare ai gazului ideal într-o stare dată există relația: p · V = νRT. II. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte) Un cilindru orizontal, închis la ambele capete și având lungimea 2ℓ = 50 cm, este împărțit în două compartimente de volume egale de un piston subțire, termoizolant și care se poate deplasa etanș, fără frecări. Fiecare compartiment al cilindrului conține ν = 3 mol de oxigen cu masa molară μ = 32 g/mol la temperatura T = 300 K și presiunea p = 1,0 · 10⁵ Pa. Considerați că oxigenul are un comportament de gaz ideal.

Calculați densitatea oxigenului dintr-un compartiment al cilindrului.

Arată baremul

Răspuns: ρ ≅ 1,28 kg/m³

B. Subiectul al II-lea c. Pentru: - 3p ρ = pμ/(RT) - 2p rezultat final ρ ≅ 1,28 kg/m³ - 1p

Se consideră: numărul lui Avogadro Nₐ = 6,02 · 10²³ mol⁻¹, constanta gazelor ideale R = 8,31 J · mol⁻¹ · K⁻¹. Între parametrii de stare ai gazului ideal într-o stare dată există relația: p · V = νRT. II. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte) Un cilindru orizontal, închis la ambele capete și având lungimea 2ℓ = 50 cm, este împărțit în două compartimente de volume egale de un piston subțire, termoizolant și care se poate deplasa etanș, fără frecări. Fiecare compartiment al cilindrului conține ν = 3 mol de oxigen cu masa molară μ = 32 g/mol la temperatura T = 300 K și presiunea p = 1,0 · 10⁵ Pa. Considerați că oxigenul are un comportament de gaz ideal.

În compartimentul din stânga se introduce lent o cantitate suplimentară Δν = 1,5 mol de oxigen la aceeași temperatură T = 300 K. Calculați deplasarea pistonului din poziția inițială până în noua poziție de echilibru. Temperatura sistemului rămâne constantă în timpul procesului.

Arată baremul

Răspuns: 5 cm

B. Subiectul al II-lea d. Pentru: 4p p′(ℓ + x)S = ν′RT - 1p p′(ℓ − x)S = νRT - 1p ν′ = ν + Δν - 1p rezultat final x = 5 cm - 1p

Se consideră: numărul lui Avogadro N_A = 6,02·10²³ mol⁻¹, constanta gazelor ideale R = 8,31 J·mol⁻¹·K⁻¹. Între parametrii de stare ai gazului ideal într-o stare dată există relația: p·V = νRT. II. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte) Un cilindru este separat în două compartimente cu ajutorul unui perete fix, de grosime neglijabilă, ca în figura alăturată. Primul compartiment are volumul V și conține 160 g de oxigen (μ₁ = 32 g/mol), iar al doilea compartiment are volumul 3V și conține 84 g de azot (μ₂ = 28 g/mol). Gazele din cele două compartimente se află la aceeași temperatură. Se consideră că cele două gaze sunt gaze ideale.

Determinați cantitatea de oxigen.

Figura din subiect
Arată baremul

Răspuns: 5 mol

B. Subiectul al II-lea II.a. Pentru: 3p ν₁ = m₁/μ₁ - 2p rezultat final: ν₁ = 5 mol - 1p

Se consideră: numărul lui Avogadro Nₐ = 6,02·10²³ mol⁻¹, constanta gazelor ideale R = 8,31 J·mol⁻¹·K⁻¹. Între parametrii de stare ai gazului ideal într-o stare dată există relația: p·V = νRT. II. Rezolvați următoarea problemă: Un cilindru este separat în două compartimente cu ajutorul unui perete fix, de grosime neglijabilă, ca în figura alăturată. Primul compartiment are volumul V și conține 160 g de oxigen (μ₁ = 32 g/mol), iar al doilea compartiment are volumul 3V și conține 84 g de azot (μ₂ = 28 g/mol). Gazele din cele două compartimente se află la aceeași temperatură. Se consideră că cele două gaze sunt gaze ideale.

Calculați numărul moleculelor de azot.

Figura din subiect
Arată baremul

Răspuns: N₂ = 1,8·10²⁴

B. Subiectul al II-lea b. Pentru: - 4p ν₂ = m₂/μ₂ - 2p ν₂ = N₂/Nₐ - 1p rezultat final: N₂ = 1,8·10²⁴ - 1p

Se consideră: numărul lui Avogadro N_A = 6,02·10²³ mol⁻¹, constanta gazelor ideale R = 8,31 J·mol⁻¹·K⁻¹. Între parametrii de stare ai gazului ideal într-o stare dată există relația: p·V = νRT. II. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte) Un cilindru este separat în două compartimente cu ajutorul unui perete fix, de grosime neglijabilă, ca în figura alăturată. Primul compartiment are volumul V și conține 160 g de oxigen (μ₁ = 32 g/mol), iar al doilea compartiment are volumul 3V și conține 84 g de azot (μ₂ = 28 g/mol). Gazele din cele două compartimente se află la aceeași temperatură. Se consideră că cele două gaze sunt gaze ideale.

Determinați raportul dintre presiunea oxigenului și cea a azotului în starea inițială.

Figura din subiect
Arată baremul

Răspuns: 5

B. Subiectul al II-lea c. Pentru: 4p p₁/p₂ = (ν₁·R·T)/(ν₂·R·T) · (3V/V) - 3p rezultat final: p₁/p₂ = 5 - 1p

Se consideră: numărul lui Avogadro Nₐ = 6,02·10²³ mol⁻¹, constanta gazelor ideale R = 8,31 J·mol⁻¹·K⁻¹. Între parametrii de stare ai gazului ideal într-o stare dată există relația: p·V = νRT. II. Rezolvați următoarea problemă: Un cilindru este separat în două compartimente cu ajutorul unui perete fix, de grosime neglijabilă, ca în figura alăturată. Primul compartiment are volumul V și conține 160 g de oxigen (μ₁ = 32 g/mol), iar al doilea compartiment are volumul 3V și conține 84 g de azot (μ₂ = 28 g/mol). Gazele din cele două compartimente se află la aceeași temperatură. Se consideră că cele două gaze sunt gaze ideale.

Se înlătură peretele astfel încât cele două gaze se amestecă. Calculați masa molară a amestecului.

Figura din subiect
Arată baremul

Răspuns: μ = 30,5 g/mol

B. Subiectul al II-lea d. Pentru: - 4p μ = m_amestec/ν - 1p ν = ν₁ + ν₂ - 1p m_amestec = m₁ + m₂ - 1p rezultat final: μ = 30,5 g/mol - 1p

Se consideră: numărul lui Avogadro Nₐ = 6,02 · 10²³ mol⁻¹, constanta gazelor ideale R = 8,31 J/(mol · K). Între parametrii de stare ai gazului ideal într-o stare dată există relația: p · V = νRT.

II. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte) O masă m = 280 g de azot molecular (μ = 28 g/mol) ocupă, în starea inițială, volumul V₁ la temperatura T₁ = 500 K și presiunea p₁ = 831 kPa. Gazul, considerat ideal, se comprimă la temperatură constantă, până la înjumătățirea volumului, iar apoi este încălzit la presiune constantă, până la volumul inițial V₁. Determinați:

numărul moleculelor de azot ce alcătuiesc gazul;

Arată baremul

Răspuns: N = 6,02 · 10²⁴

B. Subiectul al II-lea II.a. Pentru: 3p m/μ = N/Nₐ - 2p rezultat final N = 6,02 · 10²⁴ - 1p

densitatea maximă a gazului în cursul transformărilor;

Arată baremul

Răspuns: ρₘₐₓ = 11,2 kg/m³

B. Subiectul al II-lea c. Pentru: 4p ρₘₐₓ = ρ₂ - 1p ρ₂ = m/V₂ - 1p V₁ = 2V₂ - 1p rezultat final ρₘₐₓ = 11,2 kg/m³ - 1p

raportul dintre temperatura minimă și temperatura maximă a gazului în cursul transformărilor.

Arată baremul

Răspuns: 0.5

B. Subiectul al II-lea d. Pentru: 4p Tₘᵢₙ = T₁ = T₂ - 1p Tₘₐₓ = T₃ - 1p V₂/T₂ = V₃/T₃ - 1p rezultat final Tₘᵢₙ/Tₘₐₓ = 0,5 - 1p

Se consideră: numărul lui Avogadro Nₐ = 6,02·10²³ mol⁻¹, constanta gazelor ideale R = 8,31 J/(mol·K). Între parametrii de stare ai gazului ideal într-o stare dată există relația: p·V = νRT.

II. Rezolvați următoarea problemă: O masă m = 70 g de azot (μ = 28 g/mol) este închisă etanș într-un cilindru orizontal cu ajutorul unui piston, inițial blocat, ca în figura alăturată. În această stare azotul are temperatura t₁ = 7 °C, iar presiunea acestuia este p₁ = 1,4·10⁵ Pa. Celălalt capăt al recipientului este deschis către aerul din exterior, a cărui presiune este constantă și egală cu p₀ = 10⁵ Pa.

Calculați numărul de molecule de azot.

Figura din subiect
Arată baremul

Răspuns: N ≅ 1,5·10²⁴ molecule

B. Subiectul al II-lea II.a. Pentru: 4p N = ν·Nₐ - 1p ν = m/μ - 2p rezultat final: N ≅ 1,5·10²⁴ molecule - 1p

Se consideră: numărul lui Avogadro N_A = 6,02·10²³ mol⁻¹, constanta gazelor ideale R = 8,31 J/(mol·K). Între parametrii de stare ai gazului ideal într-o stare dată există relația: p·V = νRT. II. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte) O masă m = 70 g de azot (μ = 28 g/mol) este închisă etanș într-un cilindru orizontal cu ajutorul unui piston, inițial blocat, ca în figura alăturată. În această stare azotul are temperatura t₁ = 7 °C, iar presiunea acestuia este p₁ = 1,4·10⁵ Pa. Celălalt capăt al recipientului este deschis către aerul din exterior, a cărui presiune este constantă și egală cu p₀ = 10⁵ Pa.

Determinați densitatea azotului din cilindru.

Figura din subiect
Arată baremul

Răspuns: ρ ≅ 1,7 kg/m³

B. Subiectul al II-lea b. Pentru: 4p ρ = p₁μ/(RT₁) - 3p rezultat final: ρ ≅ 1,7 kg/m³ - 1p

Pistonul se deblochează și se deplasează fără frecare în interiorul cilindrului în timp ce azotul este încălzit lent. În starea finală temperatura azotului este t₂ = 27 °C, iar pistonul se află în echilibru. Determinați presiunea azotului în starea finală.

Figura din subiect
Arată baremul

Răspuns: p₂ = 10⁵ Pa

B. Subiectul al II-lea c. Pentru: 3p p₂ = p₀ - 2p rezultat final: p₂ = 10⁵ Pa - 1p

Se consideră: numărul lui Avogadro N_A = 6,02 · 10²³ mol⁻¹, constanta gazelor ideale R = 8,31 J/(mol · K). Între parametrii de stare ai gazului ideal într-o stare dată există relația: p · V = νRT. O masă m = 70 g de azot (μ = 28 g/mol) este închisă etanș într-un cilindru orizontal cu ajutorul unui piston, inițial blocat, ca în figura alăturată. În această stare azotul are temperatura t₁ = 7 °C, iar presiunea acestuia este p₁ = 1,4 · 10⁵ Pa. Celălalt capăt al recipientului este deschis către aerul din exterior, a cărui presiune este constantă și egală cu p₀ = 10⁵ Pa. Pistonul se deblochează și se deplasează fără frecare în interiorul cilindrului în timp ce azotul este încălzit lent. În starea finală temperatura azotului este t₂ = 27 °C, iar pistonul se află în echilibru.

Determinați raportul dintre volumul azotului în starea finală și volumul inițial al azotului.

Figura din subiect
Arată baremul

Răspuns: 1.5

B. Subiectul al II-lea d. Pentru: 4p (p₁ · V₁)/T₁ = (p₀ · V₂)/T₂ - 3p rezultat final: V₂/V₁ = 1,5 - 1p

Se consideră: numărul lui Avogadro N_A = 6,02 · 10²³ mol⁻¹, constanta gazelor ideale R = 8,31 J/(mol · K). Între parametrii de stare ai gazului ideal într-o stare dată există relația: p · V = νRT. II. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte) Un cilindru orizontal este prevăzut cu un piston etanș care se poate mișca fără frecare. În cilindru se află o masă m = 11 g de dioxid de carbon (CO₂), cu masa molară μ = 44 · 10⁻³ kg/mol. Inițial pistonul este blocat, volumul ocupat de gaz este V = 16,62 L, iar temperatura este t = 27 °C. Presiunea aerului din exterior este p₀ = 10⁵ N/m². Determinați:

cantitatea de dioxid de carbon din cilindru;

Arată baremul

Răspuns: ν = 0,25 mol

B. Subiectul al II-lea II.a. Pentru: 3p ν = m/μ - 2p rezultat final ν = 0,25 mol - 1p

Se consideră: numărul lui Avogadro N_A = 6,02·10²³ mol⁻¹, constanta gazelor ideale R = 8,31 J/(mol·K). Între parametrii de stare ai gazului ideal într-o stare dată există relația: p·V = νRT. II. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte) Un cilindru orizontal este prevăzut cu un piston etanș care se poate mișca fără frecare. În cilindru se află o masă m = 11 g de dioxid de carbon (CO₂), cu masa molară μ = 44·10⁻³ kg/mol. Inițial pistonul este blocat, volumul ocupat de gaz este V = 16,62 L, iar temperatura este t = 27 °C. Presiunea aerului din exterior este p₀ = 10⁵ N/m². Determinați:

densitatea dioxidului de carbon în starea inițială;

Arată baremul

Răspuns: ρ ≅ 0,66 kg/m³

B. Subiectul al II-lea b. Pentru: 4p ρ = m/V - 3p rezultat final ρ ≅ 0,66 kg/m³ - 1p

Se consideră: numărul lui Avogadro Nₐ = 6,02·10²³ mol⁻¹, constanta gazelor ideale R = 8,31 J/(mol·K). Între parametrii de stare ai gazului ideal într-o stare dată există relația: p·V = νRT.

Un cilindru orizontal este prevăzut cu un piston etanș care se poate mișca fără frecare. În cilindru se află o masă m = 11 g de dioxid de carbon (CO₂), cu masa molară μ = 44·10⁻³ kg/mol. Inițial pistonul este blocat, volumul ocupat de gaz este V = 16,62 L, iar temperatura este t = 27°C. Presiunea aerului din exterior este p₀ = 10⁵ N/m².

II. Rezolvați următoarea problemă: Determinați: c. presiunea la care se află dioxidul de carbon în starea inițială;

Arată baremul

Răspuns: 3,75·10⁴ Pa

B. Subiectul al II-lea c. Pentru: 4p pV = νRT - 3p rezultat final p = 3,75·10⁴ Pa - 1p

II. Rezolvați următoarea problemă: Determinați: d. volumul ocupat de gaz după deblocarea pistonului și stabilirea echilibrului, dacă temperatura rămâne constantă.

Arată baremul

Răspuns: V_final ≅ 6,23 L

B. Subiectul al II-lea d. Pentru: 4p p_final = p₀ - 2p p₀V_final = νRT - 1p rezultat final V_final ≅ 6,23 L - 1p

Simulări și modele de subiect

Se consideră: numărul lui Avogadro N_A = 6,02 · 10²³ mol⁻¹, constanta gazelor ideale R = 8,31 J · mol⁻¹ · K⁻¹. Între parametrii de stare ai gazului ideal într-o stare dată există relația: p · V = νRT. II. Rezolvați următoarea problemă: Un vas cilindric cu secțiunea S = 831 cm² și lungimea L = 60 cm, închis la ambele capete, conține heliu (μ = 4 g/mol) la presiunea p₀ = 1 · 10⁵ Pa și la temperatura t = 27 °C. Se introduce heliu, aflat la t = 27 °C, în cilindru, până când presiunea heliului devine p = 3 · 10⁵ Pa. Calculați:

cantitatea inițială de heliu din cilindru;

Arată baremul

Răspuns: 2 mol

B. Subiectul al II-lea II.a. Pentru: 4p p₀V = νRT - 2p V = S · L - 1p rezultat final ν = 2 mol - 1p

Se consideră: numărul lui Avogadro Nₐ = 6,02 · 10²³ mol⁻¹, constanta gazelor ideale R = 8,31 J · mol⁻¹ · K⁻¹. Între parametrii de stare ai gazului ideal într-o stare dată există relația: p · V = νRT. II. Rezolvați următoarea problemă: Un vas cilindric cu secțiunea S = 831 cm² și lungimea L = 60 cm, închis la ambele capete, conține heliu (μ = 4 g/mol) la presiunea p₀ = 1 · 10⁵ Pa și la temperatura t = 27 °C. Se introduce heliu, aflat la t = 27 °C, în cilindru, până când presiunea heliului devine p = 3 · 10⁵ Pa. Calculați:

Calculați densitatea inițială a heliului din cilindru.

Arată baremul

Răspuns: ρ ≅ 0,16 kg/m³

B. Subiectul al II-lea b. Pentru: 4p ν = m/μ - 1p ρ = m/V - 2p rezultat final ρ ≅ 0,16 kg/m³ - 1p

Se consideră: numărul lui Avogadro N_A = 6,02 · 10²³ mol⁻¹, constanta gazelor ideale R = 8,31 J · mol⁻¹ · K⁻¹. Între parametrii de stare ai gazului ideal într-o stare dată există relația: p · V = νRT. II. Rezolvați următoarea problemă: Un vas cilindric cu secțiunea S = 831 cm² și lungimea L = 60 cm, închis la ambele capete, conține heliu (μ = 4 g/mol) la presiunea p₀ = 1 · 10⁵ Pa și la temperatura t = 27 °C. Se introduce heliu, aflat la t = 27 °C, în cilindru, până când presiunea heliului devine p = 3 · 10⁵ Pa. Calculați:

masa de heliu care s-a introdus suplimentar în vasul cilindric;

Arată baremul

Răspuns: 16 g

B. Subiectul al II-lea c. Pentru: 4p pV = (m₁/μ)RT - 2p m₁ = m + Δm - 1p rezultat final Δm = 16 g - 1p

Se consideră: numărul lui Avogadro Nₐ = 6,02 · 10²³ mol⁻¹, constanta gazelor ideale R = 8,31 J · mol⁻¹ · K⁻¹. Între parametrii de stare ai gazului ideal într-o stare dată există relația: p · V = νRT. II. Rezolvați următoarea problemă: Un vas cilindric cu secțiunea S = 831 cm² și lungimea L = 60 cm, închis la ambele capete, conține heliu (μ = 4 g/mol) la presiunea p₀ = 1 · 10⁵ Pa și la temperatura t = 27 °C. Se introduce heliu, aflat la t = 27 °C, în cilindru, până când presiunea heliului devine p = 3 · 10⁵ Pa. Calculați:

Calculați temperatura la care trebuie adus gazul rezultat prin introducerea cantității suplimentare de heliu pentru ca presiunea să devină p′ = 2,5 · 10⁵ Pa.

Arată baremul

Răspuns: T′ = 250 K

B. Subiectul al II-lea d. Pentru: 3p p₁/T = p′/T′ - 2p rezultat final T′ = 250 K - 1p

Se consideră: numărul lui Avogadro N_A = 6,02 · 10²³ mol⁻¹, constanta gazelor ideale R = 8,31 J · mol⁻¹ · K⁻¹. Între parametrii de stare ai gazului ideal într-o stare dată există relația: p · V = νRT. II. Rezolvați următoarea problemă: Un balon rigid (A) este conectat printr-un tub de volum neglijabil cu un cilindru (B), închis cu ajutorul unui piston etanș. Pistonul este inițial blocat la capătul cilindrului, ca în figura alăturată. Balonul A are volumul V₁ = 3 L și conține gaz ideal la presiunea p₁ = 1,4 · 10⁵ Pa și temperatura T₁ = 280 K. Presiunea atmosferică este p₀ = 1,0 · 10⁵ Pa.

Calculați cantitatea de gaz din balonul A.

Figura din subiect
Arată baremul

Răspuns: ν ≅ 0,18 mol

B. Subiectul al II-lea II.a. Pentru: 3p p₁V₁ = νRT₁ - 2p rezultat final ν ≅ 0,18 mol - 1p

Pistonul fiind blocat, calculați temperatura T₂ la care trebuie răcit gazul pentru ca presiunea acestuia să devină egală cu presiunea atmosferică.

Figura din subiect
Arată baremul

Răspuns: T₂ = 200 K

B. Subiectul al II-lea b. Pentru: 4p p₁/T₁ = p₀/T₂ - 3p rezultat final T₂ = 200 K - 1p

Se consideră: numărul lui Avogadro N_A = 6,02 · 10²³ mol⁻¹, constanta gazelor ideale R = 8,31 J · mol⁻¹ · K⁻¹. Între parametrii de stare ai gazului ideal într-o stare dată există relația: p · V = νRT. II. Rezolvați următoarea problemă: Un balon rigid (A) este conectat printr-un tub de volum neglijabil cu un cilindru (B), închis cu ajutorul unui piston etanș. Pistonul este inițial blocat la capătul cilindrului, ca în figura alăturată. Balonul A are volumul V₁ = 3 L și conține gaz ideal la presiunea p₁ = 1,4 · 10⁵ Pa și temperatura T₁ = 280 K. Presiunea atmosferică este p₀ = 1,0 · 10⁵ Pa. b. Pistonul fiind blocat, calculați temperatura T₂ la care trebuie răcit gazul pentru ca presiunea acestuia să devină egală cu presiunea atmosferică.

După răcire se deblochează pistonul și se încălzește gazul până la temperatura T₃ = 320 K. Pistonul se deplasează fără frecare și rămâne în interiorul cilindrului. Calculați volumul total ocupat de gaz în urma încălzirii.

Figura din subiect
Arată baremul

Răspuns: V₃ = 4,8 L

B. Subiectul al II-lea c. Pentru: 4p V₁/T₂ = V₃/T₃ - 3p rezultat final V₃ = 4,8 L - 1p

Se consideră: numărul lui Avogadro N_A = 6,02 · 10²³ mol⁻¹, constanta gazelor ideale R = 8,31 J · mol⁻¹ · K⁻¹. Între parametrii de stare ai gazului ideal într-o stare dată există relația: p · V = νRT. II. Rezolvați următoarea problemă: Un balon rigid (A) este conectat printr-un tub de volum neglijabil cu un cilindru (B), închis cu ajutorul unui piston etanș. Pistonul este inițial blocat la capătul cilindrului, ca în figura alăturată. Balonul A are volumul V₁ = 3 L și conține gaz ideal la presiunea p₁ = 1,4 · 10⁵ Pa și temperatura T₁ = 280 K. Presiunea atmosferică este p₀ = 1,0 · 10⁵ Pa. b. Pistonul fiind blocat, calculați temperatura T₂ la care trebuie răcit gazul pentru ca presiunea acestuia să devină egală cu presiunea atmosferică. c. După răcire se deblochează pistonul și se încălzește gazul până la temperatura T₃ = 320 K. Pistonul se deplasează fără frecare și rămâne în interiorul cilindrului. Calculați volumul total ocupat de gaz în urma încălzirii.

Temperatura este menținută la valoarea T₃ = 320 K, iar pistonul este readus în poziția inițială. Calculați presiunea gazului în starea finală.

Figura din subiect
Arată baremul

Răspuns: 1,6 · 10⁵ Pa

B. Subiectul al II-lea d. Pentru: 4p p_fV₁ = p₀V₃ - 3p rezultat final p₂ = 1,6 · 10⁵ Pa - 1p

Se consideră: numărul lui Avogadro Nₐ = 6,02 · 10²³ mol⁻¹, constanta gazelor ideale R = 8,31 J/(mol · K). Între parametrii de stare ai gazului ideal într-o stare dată există relația: p · V = νRT. II. Rezolvați următoarea problemă: O butelie cu volumul V = 83,1 L conține ν = 4 mol de heliu (μₕₑ = 4 g/mol) la temperatura T = 300 K. Căldura molară la volum constant a heliului este Cᵥ = 1,5R.

Calculați presiunea gazului din butelie.

Arată baremul

Răspuns: p = 1,2 · 10⁵ N/m²

B. Subiectul al II-lea II.a. Pentru: - 3p pV = νRT - 2p rezultat final p = 1,2 · 10⁵ N/m² - 1p

Se încălzește butelia până când temperatura heliului devine T₂ = 320 K. Calculați căldura primită de heliul aflat în butelie în procesul de încălzire.

Arată baremul

Răspuns: Q ≅ 1 kJ

B. Subiectul al II-lea c. Pentru: - 4p Q = νCᵥΔT - 2p ΔT = T₂ − T₁ - 1p rezultat final Q ≅ 1 kJ - 1p

Se consideră: numărul lui Avogadro Nₐ = 6,02 · 10²³ mol⁻¹, constanta gazelor ideale R = 8,31 J/(mol · K). Între parametrii de stare ai gazului ideal într-o stare dată există relația: p · V = νRT. II. Rezolvați următoarea problemă: O butelie cu volumul V = 83,1 L conține ν = 4 mol de heliu (μₕₑ = 4 g/mol) la temperatura T = 300 K. Căldura molară la volum constant a heliului este Cᵥ = 1,5R. Se încălzește butelia până când temperatura heliului devine T₂ = 320 K.

După încălzire robinetul buteliei se deschide astfel încât din butelie iese o masă Δm = 2 g de gaz. Robinetul se închide, iar temperatura gazului din butelie rămâne T₂ = 320 K. Calculați presiunea gazului rămas în butelie.

Arată baremul

Răspuns: p′ = 1,12 · 10⁵ N/m²

B. Subiectul al II-lea d. Pentru: - 4p p′V = ν′RT₂ - 1p ν′ = ν − Δm/μ - 2p rezultat final p′ = 1,12 · 10⁵ N/m² - 1p

Se consideră: numărul lui Avogadro N_A = 6,02 · 10²³ mol⁻¹, constanta gazelor ideale R = 8,31 J/(mol · K). Între parametrii de stare ai gazului ideal într-o stare dată există relația: p · V = νRT. Cilindrul vertical din figură are lungimea L = 60 cm. Pistonul mobil, de grosime neglijabilă, delimitează două compartimente și se poate deplasa fără frecări. Pistonul se află în echilibru la mijlocul cilindrului. Un compartiment conține heliu (μ₁ = 4 g/mol) la presiunea p₁, iar celălalt conține azot (μ₂ = 28 g/mol) la presiunea p₂ = 2p₁. Tot ansamblul se află la temperatura T.

Calculați: raportul dintre cantitatea de azot și cea de heliu;

Figura din subiect
Arată baremul

Răspuns: 2

B. Subiectul al II-lea II.a. Pentru: 3p p₁(L/2)S = ν₁RT - 1p p₂(L/2)S = ν₂RT - 1p rezultat final ν₂/ν₁ = 2 - 1p

Se consideră: numărul lui Avogadro Nₐ = 6,02·10²³ mol⁻¹, constanta gazelor ideale R = 8,31 J/(mol·K). Între parametrii de stare ai gazului ideal într-o stare dată există relația: p·V = νRT. II. Rezolvați următoarea problemă: Cilindrul vertical din figură are lungimea L = 60 cm. Pistonul mobil, de grosime neglijabilă, delimitează două compartimente și se poate deplasa fără frecări. Pistonul se află în echilibru la mijlocul cilindrului. Un compartiment conține heliu (μ₁ = 4 g/mol) la presiunea p₁, iar celălalt conține azot (μ₂ = 28 g/mol) la presiunea p₂ = 2p₁. Tot ansamblul se află la temperatura T. Figura de la pagina 2 reprezintă cilindrul vertical, cu heliu deasupra pistonului și azot dedesubt; L indică lungimea întregului cilindru.

Calculați: raportul dintre densitatea azotului și cea a heliului;

Figura din subiect
Arată baremul

Răspuns: 14

B. Subiectul al II-lea b. Pentru: - 4p ρ₂/ρ₁ = m₂/m₁ - 1p m₁ = ν₁μ₁ - 1p m₂ = ν₂μ₂ - 1p rezultat final ρ₂/ρ₁ = 14 - 1p

Se consideră: numărul lui Avogadro N_A = 6,02 · 10²³ mol⁻¹, constanta gazelor ideale R = 8,31 J/(mol · K). Între parametrii de stare ai gazului ideal într-o stare dată există relația: p · V = νRT. Cilindrul vertical din figură are lungimea L = 60 cm. Pistonul mobil, de grosime neglijabilă, delimitează două compartimente și se poate deplasa fără frecări. Pistonul se află în echilibru la mijlocul cilindrului. Un compartiment conține heliu (μ₁ = 4 g/mol) la presiunea p₁, iar celălalt conține azot (μ₂ = 28 g/mol) la presiunea p₂ = 2p₁. Tot ansamblul se află la temperatura T.

Calculați: distanța, față de mijlocul cilindrului, la care se află noua poziție de echilibru a pistonului, dacă se aduce cilindrul în poziție orizontală;

Figura din subiect
Arată baremul

Răspuns: x = 10 cm

B. Subiectul al II-lea c. Pentru: 4p p′₁(L/2 − x)S = ν₁RT - 1p p′₂(L/2 + x)S = ν₂RT - 1p p′₁ = p′₂ - 1p rezultat final x = 10 cm - 1p

Se consideră: numărul lui Avogadro Nₐ = 6,02·10²³ mol⁻¹, constanta gazelor ideale R = 8,31 J/(mol·K). Între parametrii de stare ai gazului ideal într-o stare dată există relația: p·V = νRT. II. Rezolvați următoarea problemă: Cilindrul vertical din figură are lungimea L = 60 cm. Pistonul mobil, de grosime neglijabilă, delimitează două compartimente și se poate deplasa fără frecări. Pistonul se află în echilibru la mijlocul cilindrului. Un compartiment conține heliu (μ₁ = 4 g/mol) la presiunea p₁, iar celălalt conține azot (μ₂ = 28 g/mol) la presiunea p₂ = 2p₁. Tot ansamblul se află la temperatura T. Figura de la pagina 2 reprezintă cilindrul vertical, cu heliu deasupra pistonului și azot dedesubt; L indică lungimea întregului cilindru.

Calculați: masa molară medie a amestecului format din cele două gaze dacă se îndepărtează pistonul.

Figura din subiect
Arată baremul

Răspuns: μ_amestec = 20 g/mol

B. Subiectul al II-lea d. Pentru: - 4p ν_amestec = ν₁ + ν₂ - 1p m_amestec = m₁ + m₂ - 1p ν_amestec = m_amestec/μ_amestec - 1p rezultat final μ_amestec = 20 g/mol - 1p

Se consideră: numărul lui Avogadro Nₐ = 6,02·10²³ mol⁻¹, constanta gazelor ideale R = 8,31 J/(mol·K). Între parametrii de stare ai gazului ideal într-o stare dată există relația: p·V = νRT. II. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte) Un mol de heliu (μ = 4 g/mol) se află închis într-un recipient cu pereți rigizi de volum V = 8,31 dm³. Încălzind gazul cu ΔT = 300 K, presiunea acestuia crește de două ori. După încălzire, din recipient se consumă, pentru un experiment, 0,5 mol de gaz, temperatura gazului rămânând constantă în tot acest timp. Determinați:

temperatura inițială a gazului;

Arată baremul

Răspuns: T₁ = 300 K

B. Subiectul al II-lea II.a. Pentru: 4p T₂ = T₁·p₂/p₁ - 2p ΔT = T₂ − T₁ - 1p rezultat final T₁ = 300 K - 1p

presiunea finală a gazului rămas în recipient.

Arată baremul

Răspuns: p₃ = 3·10⁵ Pa

B. Subiectul al II-lea d. Pentru: 4p p₃ = ν′RT₂/V - 2p ν′ = ν − Δν - 1p rezultat final p₃ = 3·10⁵ Pa - 1p

Se consideră: numărul lui Avogadro N_A = 6,02·10²³ mol⁻¹, constanta gazelor ideale R = 8,31 J·mol⁻¹·K⁻¹. Între parametrii de stare ai gazului ideal într-o stare dată există relația: p·V = νRT.

II. Rezolvați următoarea problemă: O incintă cu pereți rigizi are volumul V = 2,493 L și conține oxigen (μ₁ = 32 g/mol), la presiunea p₁ = 2,0·10⁵ Pa și temperatura T = 300 K. Un cilindru cu piston mobil conține heliu (μ₂ = 4 g/mol), la presiunea p₀ = 1,0·10⁵ Pa și aceeași temperatură T. Inițial pistonul se află la distanța ℓ = 50 cm de capătul cilindrului. Aria secțiunii transversale a cilindrului este S = 24,93 cm². Incinta este conectată la cilindru printr-un tub de volum neglijabil prevăzut cu un robinet R, inițial închis, ca în figura alăturată.

Determinați: numărul de atomi de heliu aflați inițial în cilindru;

Figura din subiect
Arată baremul

Răspuns: N₂ = 3·10²² atomi

B. Subiectul al II-lea II.a. Pentru: 4p p₀V₂ = ν₂RT - 1p N₂ = ν₂·N_A - 1p V₂ = S·ℓ - 1p rezultat final N₂ = 3·10²² atomi - 1p

Determinați: distanța pe care trebuie deplasat pistonul astfel încât presiunea heliului să devină p₁ = 2·10⁵ Pa considerând că temperatura rămâne constantă;

Figura din subiect
Arată baremul

Răspuns: x = 25 cm

B. Subiectul al II-lea c. Pentru: 4p p₀ℓS = p₁(ℓ − x)S - 3p rezultat final x = 25 cm - 1p

Determinați: masa molară a amestecului de gaze obținut în urma deschiderii robinetului.

Figura din subiect
Arată baremul

Răspuns: μ_am = 26,4 g/mol

B. Subiectul al II-lea d. Pentru: 4p ν_am = m_am/μ_am - 1p m_am = ν₁μ₁ + ν₂μ₂ - 1p ν_am = ν₁ + ν₂ - 1p rezultat final μ_am = 26,4 g/mol - 1p

Se consideră: numărul lui Avogadro N_A = 6,02·10²³ mol⁻¹, constanta gazelor ideale R = 8,31 J/(mol·K). Între parametrii de stare ai gazului ideal într-o stare dată există relația: p·V = νRT.

II. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte) O butelie din oțel având volumul V = 30 dm³ conține m₁ = 96 g de oxigen (μ = 32 g/mol) la presiunea p₁ = 249,3 kPa. Butelia este prevăzută cu o supapă care rămâne închisă până în momentul în care presiunea oxigenului devine p₂ = 2p₁. Se neglijează efectele dilatării buteliei la încălzirea acesteia. Determinați:

densitatea oxigenului aflat în butelie;

Arată baremul

Răspuns: 3,2 kg/m³

B. Subiectul al II-lea II.a. Pentru: 3p ρ₁ = m₁/V - 2p rezultat final ρ₁ = 3,2 kg/m³ - 1p

Se consideră: numărul lui Avogadro N_A = 6,02 · 10²³ mol⁻¹, constanta gazelor ideale R = 8,31 J/(mol · K). Între parametrii de stare ai gazului ideal într-o stare dată există relația: p · V = νRT. II. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte) O butelie din oțel având volumul V = 30 dm³ conține m₁ = 96 g de oxigen (μ = 32 g/mol) la presiunea p₁ = 249,3 kPa. Butelia este prevăzută cu o supapă care rămâne închisă până în momentul în care presiunea oxigenului devine p₂ = 2p₁. Se neglijează efectele dilatării buteliei la încălzirea acesteia.

Determinați: temperatura inițială T₁ a oxigenului din butelie;

Arată baremul

Răspuns: T₁ = 300 K

B. Subiectul al II-lea b. Pentru: - 4p p₁V = ν₁RT₁ - 1p ν₁ = m₁/μ - 2p rezultat final T₁ = 300 K - 1p

Determinați: numărul de molecule de oxigen din butelie;

Arată baremul

Răspuns: N = 18,06 · 10²³ molecule

B. Subiectul al II-lea c. Pentru: - 4p ν₁ = N/N_A - 3p rezultat final N = 18,06 · 10²³ molecule - 1p

Se consideră: numărul lui Avogadro Nₐ = 6,02·10²³ mol⁻¹, constanta gazelor ideale R = 8,31 J/(mol·K). Între parametrii de stare ai gazului ideal într-o stare dată există relația: p·V = νRT. II. Rezolvați următoarea problemă: O butelie din oțel având volumul V = 30 dm³ conține m₁ = 96 g de oxigen (μ = 32 g/mol) la presiunea p₁ = 249,3 kPa. Butelia este prevăzută cu o supapă care rămâne închisă până în momentul în care presiunea oxigenului devine p₂ = 2p₁. Se neglijează efectele dilatării buteliei la încălzirea acesteia. Determinați:

temperatura maximă T₂ până la care poate fi încălzită butelia astfel încât supapa să rămână închisă.

Arată baremul

Răspuns: 600 K

B. Subiectul al II-lea d. Pentru: - 4p p₁/T₁ = p₂/T₂ - 3p rezultat final T₂ = 600 K - 1p

Se consideră: numărul lui Avogadro N_A = 6,02·10²³ mol⁻¹, constanta gazelor ideale R = 8,31 J/(mol·K). Între parametrii de stare ai gazului ideal într-o stare dată există relația: p·V = νRT. II. Rezolvați următoarea problemă: O incintă de formă paralelipipedică, având lungimea L = 1,2 m și aria secțiunii transversale S = 83,1 cm², este împărțită în două compartimente de volume egale, cu ajutorul unui piston subțire, termoizolant, care se poate mișca liber, fără frecare, ca în figura alăturată. În compartimentul din stânga se află heliu (μ₁ = 4 g/mol), la presiunea p₁ = 3·10⁵ Pa și temperatura t₁ = 27 °C. În compartimentul din dreapta se află oxigen (μ₂ = 32 g/mol), la temperatura T₂ = 2T₁. Pistonul se află în echilibru mecanic.

Calculați cantitatea de heliu.

Figura din subiect
Arată baremul

Răspuns: ν₁ = 0,6 mol

B. Subiectul al II-lea II.a. Pentru: 4p p₁·V/2 = ν₁RT₁ - 1p V = LS - 1p T₁ = t₁ + 273 - 1p rezultat final ν₁ = 0,6 mol - 1p

Se consideră: numărul lui Avogadro Nₐ = 6,02·10²³ mol⁻¹, constanta gazelor ideale R = 8,31 J/(mol·K). Între parametrii de stare ai gazului ideal într-o stare dată există relația: p·V = νRT. II. Rezolvați următoarea problemă: O incintă de formă paralelipipedică, având lungimea L = 1,2 m și aria secțiunii transversale S = 83,1 cm², este împărțită în două compartimente de volume egale, cu ajutorul unui piston subțire, termoizolant, care se poate mișca liber, fără frecare, ca în figura alăturată. În compartimentul din stânga se află heliu (μ₁ = 4 g/mol), la presiunea p₁ = 3·10⁵ Pa și temperatura t₁ = 27 °C. În compartimentul din dreapta se află oxigen (μ₂ = 32 g/mol), la temperatura T₂ = 2T₁. Pistonul se află în echilibru mecanic.

Calculați numărul de molecule de oxigen.

Figura din subiect
Arată baremul

Răspuns: N₂ ≅ 1,8·10²³ molecule

B. Subiectul al II-lea b. Pentru: 4p p₂·V/2 = ν₂RT₂ - 1p ν₂ = N₂/Nₐ - 1p p₁ = p₂ - 1p rezultat final N₂ ≅ 1,8·10²³ molecule - 1p

Se consideră: numărul lui Avogadro N_A = 6,02·10²³ mol⁻¹, constanta gazelor ideale R = 8,31 J/(mol·K). Între parametrii de stare ai gazului ideal într-o stare dată există relația: p·V = νRT. II. Rezolvați următoarea problemă: O incintă de formă paralelipipedică, având lungimea L = 1,2 m și aria secțiunii transversale S = 83,1 cm², este împărțită în două compartimente de volume egale, cu ajutorul unui piston subțire, termoizolant, care se poate mișca liber, fără frecare, ca în figura alăturată. În compartimentul din stânga se află heliu (μ₁ = 4 g/mol), la presiunea p₁ = 3·10⁵ Pa și temperatura t₁ = 27 °C. În compartimentul din dreapta se află oxigen (μ₂ = 32 g/mol), la temperatura T₂ = 2T₁. Pistonul se află în echilibru mecanic.

Pistonul este blocat, iar heliul este încălzit până la temperatura T₂. Determinați presiunea heliului la temperatura T₂.

Figura din subiect
Arată baremul

Răspuns: p₁′ = 6·10⁵ Pa

B. Subiectul al II-lea c. Pentru: 3p p₁/p₁′ = T₁/T₂ - 2p rezultat final p₁′ = 6·10⁵ Pa - 1p

Se consideră: numărul lui Avogadro N_A = 6,02·10²³ mol⁻¹, constanta gazelor ideale R = 8,31 J/(mol·K). Între parametrii de stare ai gazului ideal într-o stare dată există relația: p·V = νRT. II. Rezolvați următoarea problemă: O incintă de formă paralelipipedică, având lungimea L = 1,2 m și aria secțiunii transversale S = 83,1 cm², este împărțită în două compartimente de volume egale, cu ajutorul unui piston subțire, termoizolant, care se poate mișca liber, fără frecare, ca în figura alăturată. În compartimentul din stânga se află heliu (μ₁ = 4 g/mol), la presiunea p₁ = 3·10⁵ Pa și temperatura t₁ = 27 °C. În compartimentul din dreapta se află oxigen (μ₂ = 32 g/mol), la temperatura T₂ = 2T₁. Pistonul se află în echilibru mecanic. Condiția de la subpunctul c: Pistonul este blocat, iar heliul este încălzit până la temperatura T₂.

Determinați presiunea amestecului gazos obținut după îndepărtarea pistonului, în condițiile în care temperatura sistemului rămâne T₂.

Figura din subiect
Arată baremul

Răspuns: p_am = 4,5·10⁵ Pa

B. Subiectul al II-lea d. Pentru: 4p p_amV = ν_amRT₂ - 1p ν_am = ν₁ + ν₂ - 2p rezultat final p_am = 4,5·10⁵ Pa - 1p

Se consideră: numărul lui Avogadro Nₐ = 6,02·10²³ mol⁻¹, constanta gazelor ideale R = 8,31 J/(mol·K). Între parametrii de stare ai gazului ideal într-o stare dată există relația: p·V = νRT.

II. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte) O butelie cu volumul V = 16,62 L conține un amestec de oxigen (μ₁ = 32 g/mol) și heliu (μ₂ = 4 g/mol) în raportul molar ν₁/ν₂ = 2/3. La temperatura t = 27°C, presiunea amestecului de gaze din butelie este p = 1,5·10⁶ Pa. Determinați:

masa unui atom de heliu;

Arată baremul

Răspuns: m₀₂ ≅ 6,6·10⁻²⁷ kg

B. Subiectul al II-lea II.a. Pentru: 3p m₀₂ = μ₂/Nₐ - 2p rezultat final m₀₂ ≅ 6,6·10⁻²⁷ kg - 1p

numărul total de molecule de gaz din butelie;

Arată baremul

Răspuns: N = 6,02·10²⁴

B. Subiectul al II-lea b. Pentru: 4p N = ν·Nₐ - 1p pV = νRT - 1p T = t + T₀ - 1p rezultat final N = 6,02·10²⁴ - 1p

masa amestecului de gaze din butelie;

Arată baremul

Răspuns: m = 152 g

B. Subiectul al II-lea c. Pentru: 4p m = m₁ + m₂ - 1p m = ν₁μ₁ + ν₂μ₂ - 1p ν = ν₁ + ν₂ - 1p rezultat final m = 152 g - 1p

presiunea amestecului de gaze din butelie dacă temperatura gazului a crescut cu ΔT = 20 K.

Arată baremul

Răspuns: p₂ = 1,6·10⁶ Pa

B. Subiectul al II-lea d. Pentru: 4p p₁/T₁ = p₂/T₂ - 2p T₂ = T₁ + ΔT - 1p rezultat final p₂ = 1,6·10⁶ Pa - 1p

Se consideră: numărul lui Avogadro N_A = 6,02·10²³ mol⁻¹, constanta gazelor ideale R = 8,31 J/(mol·K). Între parametrii de stare ai gazului ideal într-o stare dată există relația: p·V = νRT. II. Rezolvați următoarea problemă: (15 puncte) Un cilindru orizontal, de volum V₁ = 16,62 L, conține azot (μ₁ = 28 g/mol) la temperatura T = 300 K. Cilindrul este închis cu un piston mobil, etanș, având aria suprafeței S = 831 cm². Pistonul se poate deplasa fără frecare. În exterior se află aer la presiunea p₀ = 1·10⁵ Pa. Cilindrul este conectat cu o incintă de volum V₂ = 8,31 L prin intermediul unui tub de volum neglijabil prevăzut cu un robinet R, inițial închis. Incinta conține m₂ = 8 g de heliu (μ₂ = 4 g/mol), la temperatura T = 300 K. Robinetul se deschide lent. În timpul procesului temperatura este menținută constantă. Gazele sunt considerate ideale. Determinați:

masa de azot din cilindru;

Figura din subiect
Arată baremul

Răspuns: m₁ ≅ 18,7 g

B. Subiectul al II-lea II.a. Pentru: 4p p₀V₁ = ν₁RT - 1p m₁ = ν₁·μ₁ - 2p rezultat final m₁ ≅ 18,7 g - 1p

volumul total ocupat de amestecul de gaze după deschiderea robinetului și atingerea stării de echilibru;

Figura din subiect
Arată baremul

Răspuns: V_f ≅ 66,5 L

B. Subiectul al II-lea c. Pentru: ν_am = ν₁ + ν₂ - 2p p₀V_f = ν_amRT - 1p rezultat final V_f ≅ 66,5 L - 1p Total: 4p

Se consideră: numărul lui Avogadro N_A = 6,02·10²³ mol⁻¹, constanta gazelor ideale R = 8,31 J/(mol·K). Între parametrii de stare ai gazului ideal într-o stare dată există relația: p·V = νRT. II. Rezolvați următoarea problemă: O butelie având volumul V = 8,31 L conține aer la presiunea p = 2,0·10⁵ Pa și temperatura t = 17 °C. Butelia este prevăzută cu o membrană care se sparge dacă diferența dintre presiunea gazului din interior și cea atmosferică este Δp = 3,0·10⁵ Pa. Masa molară a aerului este μ = 29·10⁻³ kg/mol, presiunea atmosferică este constantă și are valoarea p₀ = 1,0·10⁵ Pa. Determinați:

numărul de molecule de aer;

Arată baremul

Răspuns: N ≅ 4,15·10²³ molecule

B. Subiectul al II-lea II.a. Pentru: 3p N = ν_aer N_A - 1p ν_aer = pV/(RT) - 1p rezultat final: N ≅ 4,15·10²³ molecule - 1p

Se consideră: numărul lui Avogadro Nₐ = 6,02·10²³ mol⁻¹, constanta gazelor ideale R = 8,31 J/(mol·K). Între parametrii de stare ai gazului ideal într-o stare dată există relația: p·V = νRT. II. Rezolvați următoarea problemă: O butelie având volumul V = 8,31 L conține aer la presiunea p = 2,0·10⁵ Pa și temperatura t = 17°C. Butelia este prevăzută cu o membrană care se sparge dacă diferența dintre presiunea gazului din interior și cea atmosferică este Δp = 3,0·10⁵ Pa. Masa molară a aerului este μ = 29·10⁻³ kg/mol, presiunea atmosferică este constantă și are valoarea p₀ = 1,0·10⁵ Pa. Determinați:

densitatea aerului din butelie;

Arată baremul

Răspuns: ρ ≅ 2,4 kg/m³

B. Subiectul al II-lea b. Pentru: 4p ρ = pμ/(RT) - 3p rezultat final: ρ ≅ 2,4 kg/m³ - 1p

masa minimă de azot, aflată la temperatura t = 17°C, care trebuie introdusă suplimentar în butelie pentru a produce spargerea membranei (masa molară a azotului este μₙ₂ = 28·10⁻³ kg/mol);

Arată baremul

Răspuns: mₙ₂ ≅ 1,9·10⁻² kg

B. Subiectul al II-lea c. Pentru: 4p (p₀ + Δp)V = (νₐₑᵣ + νₙ₂)RT - 2p νₙ₂ = mₙ₂/μₙ₂ - 1p rezultat final: mₙ₂ ≅ 1,9·10⁻² kg - 1p

Se consideră: numărul lui Avogadro N_A = 6,02·10²³ mol⁻¹, constanta gazelor ideale R = 8,31 J/(mol·K). Între parametrii de stare ai gazului ideal într-o stare dată există relația: p·V = νRT. II. Rezolvați următoarea problemă: O butelie având volumul V = 8,31 L conține aer la presiunea p = 2,0·10⁵ Pa și temperatura t = 17 °C. Butelia este prevăzută cu o membrană care se sparge dacă diferența dintre presiunea gazului din interior și cea atmosferică este Δp = 3,0·10⁵ Pa. Masa molară a aerului este μ = 29·10⁻³ kg/mol, presiunea atmosferică este constantă și are valoarea p₀ = 1,0·10⁵ Pa. Determinați: Cerința precedentă care definește introducerea azotului suplimentar: c. masa minimă de azot, aflată la temperatura t = 17 °C, care trebuie introdusă suplimentar în butelie pentru a produce spargerea membranei (masa molară a azotului este μ_N₂ = 28·10⁻³ kg/mol);

masa molară a amestecului obținut după spargerea membranei, ca urmare a introducerii azotului suplimentar.

Arată baremul

Răspuns: μ = 28,5·10⁻³ kg/mol

B. Subiectul al II-lea d. Pentru: 4p μ = (m + m_N₂)/(ν_aer + ν_N₂) - 3p rezultat final: μ = 28,5·10⁻³ kg/mol - 1p

Se consideră: numărul lui Avogadro N_A = 6,02·10²³ mol⁻¹, constanta gazelor ideale R = 8,31 J·mol⁻¹·K⁻¹. Între parametrii de stare ai gazului ideal într-o stare dată există relația: p·V = νRT.

II. Rezolvați următoarea problemă: Un cilindru cu volumul V = 24,93 L este împărțit în două compartimente de volume egale prin intermediul unui piston care se poate deplasa fără frecări, inițial blocat, ca în figura alăturată. Compartimentul A conține heliu (μ₁ = 4 g/mol), iar compartimentul B conține neon (μ₂ = 20 g/mol) și este prevăzut cu un robinet închis, R. Gazele din cele două compartimente se află la temperatura T = 300 K și la presiunea p₀ = 10⁵ N/m².

Calculați: cantitatea de neon din compartimentul B.

Figura din subiect
Arată baremul

Răspuns: 0,5 mol

Se punctează oricare alte modalități de rezolvare corectă a cerințelor.

B. Subiectul al II-lea II.a. Pentru: 3p p₀·V/2 = ν_Ne RT - 2p rezultat final ν_Ne = 0,5 mol - 1p

Calculați: raportul maselor celor două gaze, m_Ne/m_He.

Figura din subiect
Arată baremul

Răspuns: 5

Se punctează oricare alte modalități de rezolvare corectă a cerințelor.

B. Subiectul al II-lea b. Pentru: 4p p₀·V/2 = ν_He RT - 2p m_He/μ₁ = m_Ne/μ₂ - 1p rezultat final m_Ne/m_He = 5 - 1p

Calculați: cantitatea suplimentară de neon care trebuie introdusă prin robinetul R în compartimentul B, pentru ca presiunea gazului din compartimentului B să devină p = 1,4·10⁵ N/m². Cantitatea suplimentară introdusă se află tot la temperatura T = 300 K.

Figura din subiect
Arată baremul

Răspuns: 0,2 mol

Se punctează oricare alte modalități de rezolvare corectă a cerințelor.

B. Subiectul al II-lea c. Pentru: 4p p·V/2 = (ν_Ne + Δν)RT - 3p rezultat final Δν = 0,2 mol - 1p

Se consideră: numărul lui Avogadro N_A = 6,02·10²³ mol⁻¹, constanta gazelor ideale R = 8,31 J·mol⁻¹·K⁻¹. Între parametrii de stare ai gazului ideal într-o stare dată există relația: p·V = νRT. II. Rezolvați următoarea problemă: Un cilindru cu volumul V = 24,93 L este împărțit în două compartimente de volume egale prin intermediul unui piston care se poate deplasa fără frecări, inițial blocat, ca în figura alăturată. Compartimentul A conține heliu (μ₁ = 4 g/mol), iar compartimentul B conține neon (μ₂ = 20 g/mol) și este prevăzut cu un robinet închis, R. Gazele din cele două compartimente se află la temperatura T = 300 K și la presiunea p₀ = 10⁵ N/m². Cerința precedentă, care stabilește modificarea stării gazului înainte de punctul d: c. cantitatea suplimentară de neon care trebuie introdusă prin robinetul R în compartimentul B, pentru ca presiunea gazului din compartimentului B să devină p = 1,4·10⁵ N/m². Cantitatea suplimentară introdusă se află tot la temperatura T = 300 K. Figura cilindrului aferentă subiectului II se află pe pagina 2.

Calculați: raportul volumelor celor două compartimente, V_B/V_A, după deblocarea pistonului și stabilirea echilibrului, gazele fiind menținute la aceeași temperatură.

Figura din subiect
Arată baremul

Răspuns: V_B/V_A = 1,4

Se punctează oricare alte modalități de rezolvare corectă a cerințelor. B. Subiectul al II-lea d. Pentru: 4p p₀V/2 = p_AV_A - 1p pV/2 = p_BV_B - 1p p_A = p_B - 1p rezultat final V_B/V_A = 1,4 - 1p

Exersează zilnic cu Academos

Aplicația pentru Evaluarea Națională și Bac. În curând pe:

  • App Store
  • Google Play