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.
O masă m = 70 g de azot (μ = 28 g/mol) este închisă etanș într-un cilindru orizontal, cu ajutorul unui piston care se poate deplasa fără frecare, ca în figura alăturată. Aerul din exterior este tot timpul la presiunea p₀ = 10⁵ Pa. Inițial pistonul este în echilibru, iar temperatura azotului este t₁ = 7°C.
Etapa descrisă la punctul c: Pistonul se blochează și, foarte lent, se introduce în compartiment azot, la temperatura t₁. După introducerea masei suplimentare de azot, gazul este încălzit până la t₂ = 27°C, iar presiunea acestuia devine p₂ = 1,5·10⁵ Pa.
Figura aferentă subiectului II se află pe pagina 2.
Cerința
4 puncte
Pistonul este lăsat să se deplaseze liber, iar azotul este răcit. În starea finală pistonul este în echilibru, iar temperatura azotului este t₁ = 7°C. Determinați raportul dintre volumul azotului în starea finală și volumul inițial al azotului înainte de intoducerea cantității suplimentare de gaz.
Arată baremul
Răspuns: 1.4
B. Subiectul al II-lea
d. Pentru: 4p
p₀·V_f = ((m + Δm)/μ)RT₁ - 2p
V_f/V = (m + Δm)/m - 1p
rezultat final: V_f/V = 1,4 - 1p