CT]LEGERE DE PROBLEME, FIZICA - cdn4.libris.ro de probleme de fizica - Clasa10... · DE, FIZICA PE,NTRU CLASAAX-A. 9 13 I7 t9 7Z J/ 40 42 44 51 J5 59 61 CUPRII\S Prefafi Capitolul

PROF. DR. IIJLIAN STANCI.]

CT]LEGEREDE PROBLEME,

DE, FIZICAPE,NTRU CLASAAX-A

913

I7t97Z

J/40424451

J55961

CUPRII\S

Prefafi

Capitolul 1. Elemente de termodinamicil.l Noliuni privind structura substanlei1.2 Tboria cinetico_moleculard a gazului ideall.J Echilibrut termic. kmperatuilLI Ecuayia termicd de stareL5 Legile gazului idealI . 6 C il orimetrie. C oefi ci enli c al ori ci1.7 Transformdri politrope gi adiabate*1.8 Lucrul mecanic, energia internd Si cdldura tn termodinamicdI.9 Principiul I al termodinamiciil.l0 principiul al ll_lea al termodinamicii. trfotoare termiceLll Transformdri de stdri de agregarel.I 2 Fenomene superficiale*I. I 3 Dilatarea corpurilor*

capitolul2' producerea si ut'izarea curenturui continuu2.1. Curentul electric2. 2. Rezistenla electricd2.3. Legile lui Ohm2. 4. Grup ar e a re zi s t o are I or S i g ener at o are I or2.5. Tboremele lui Kirchhoff2.6. Energia Si puterea curentului electric

Capitolul 3. Cimpul magnetic3.1. Cdmpul magnetic. Induclia cdmpului magneticj 2 Forla electromagneticd Siforla electrodinamicd

:,:rr:":" ^rentz' A'fiscarea unui corp tncdrcat cu sarcind electricd tntr-un cdmp magnetic

3.1. Fluxul magnetic3, 5. Induclia electromagneticd

capitolul 4. Producerea $i utilizarea curentului alternativ1.1. Valorile efective4.2. Elemente de circuit4.3. Circuite fu curent alternativ4.4. Puterea tn curent alternativ4. 5. Tr ansfor mat orul. MaS ini el e c tr i c e. Ap ar at e el e ctroc as ni c e

capitolul 5. Probleme recapiturative pentru pregitirea concursurilor5.1. Elemente de termodinamicd5.2. Producerea Si utilizmea curentului conlinuu

Bibliografie

63

83

95

63

646771

75

79

848688

9I92

969899102105

108

133

108

120

CAPITOLUL 1.

E,LEMENTE DE TERMODIIIAMICA

1.1 Nofiuni privind structura substan{ei

1. Sd se afle num1rul de molecule continut:a) intr-un volum V :lm3 hidrogen aflat in condifii normale de temperaturd qi presiune,b) intr-o masd m:lkg de hidrogen;

c) masa unei molecule de hidrogen gi masa unui atom.

R, o)N : 2,69 -102s molecule; b) N = 3,01 1. 10'6 mokcule;

c)mu,: 3,3 ' 1o-27 kg, mu :1.65'10 27 kg

2. Sb se afle:a) num6rul de molecule con{inute intr-o mas[ m:lg de ap[;b) raza unei molecule (molecula fiind ccnsideratl sfericd).

R: c)-A/ = 3,34'1022 molecule; b)r : 1,9 .10-8 cm

3. S[ se calculeze numdrul de molecule aflate intr-un volum V =lm3 de oxigen, azot, heliuin condi{ii normale de temperaturd qi presiune.

R: -A/ = 2,7 '1025 molecule

4. SI se calc;ttleze numlrul de molecule cuprinse intr-o masd m=lkg de oxigen, azot,

heliu.

R: a) No, :1,88'1025 mokcule; b) N", = 2,15'102s molecule; c) N r" :1,5 '1026 mobcule

5. SI se afle masa molecularl qi masa unei molecule de acetilen[ (CzHz).

R' pr,u, =26'10-3 kg lmot; m:4,31'10-26 kg

6. S[ se afle masa unei molecule qi densitatea propanului (C3H3) aflat in condilii normalede temperaturd qi presiune'

R: m = 7 ,31 .r0a6 kg; p : r,g7 kg r m3

7. S[ se calctleze lungimea unui "lan{" ce s-ar obline dacd moleculele con{inute de o masdm =lmg de apd sunt aqezate in linie, una in contact cu alta (molecule sferice). De c6te ori poate fiinconjurat Plmdntul pe la ecuator cu acest "lan[" molecular? Diametrul moleculei de apd

d =3,8.I0-r0 m, lungimea cercului ecuatorial L = 4.107 m.

R: Z = 1,27 .1010 tfi, n:3l&ori8. Dou[ vase identice inchise ermetic, care confin aer uscat qi respectiv aer umed, sunt

aEezate pe talerele unei balanle. Care vas este mai greu dac[ temperatura;i presiunea sunt aceleagiin ambele vase?

9. Calculafi numlrul de kilomoli de substantd din:a) lkg de apd;

R *ur"o, ) fru-"d

b) un corp care are N = 6,625.1024 molecule;

c) volumul V =\m3 de ap5.

R: a) v = 0,055hnoli b) y = 0,01 lhnoli c) v = 5l,5lqnoli10. calcula{i masa unei molecule de azot qi a unei molecure de ap[.

R: ruo = 4,64.1016 kg mo :2,99.1026 kg11. Calculafi densitatea oxigenului in condilii normale de presiune qi temperatur6.

R: P=I,43kglm312. Calculati densitatea relativl a metanului faf6 de aer gi fafd de hidrogen.

R: D=0,55 D=813. un amestec de azot gi oxigen are masa molard medie (aparent[) p = 30kg I lcrnot . rn

amestec se glsesc mr :7 g azot. Calculafi masa de oxigen din amestec.

R: m, :3g14. Calculali masa molarl medie (aparenti) a aerului cunoscAnd compozitia procentuald

&=76YoNz' gz=23yoo2' gt=rYoAr R: p=29.r0-3kgrmor

15. Calculafi distanla dintre doi ioni vecini din cristalul de clorur[ de sodiu pentru care secunoaste densitatea p :2,2g I cm' qi pro = 23 qi trtr, = 35,5 .

R: /=2,9.10-10m16. Calculafi cea mai micd distanld dintre doi ioni de fier. Se cunosc /tp" = 56,

PF" :7,9g I cm3 Ei faptul cdformeazd, o structurd cristalind cubicl centratiin volum.

R: d: 2,48.10-to m17. in 18g de ap5 se gisesc N ,t = 6 .1023 molecule . Dac|lulm un numir N

^ de alice, de

volum V =Imm3 fiecare, care este volumul ocupat de aceste alice in comparalie cu volumul deapi al Mdrii Negre? Se cunosc suprafala Mdrii Negre S = 4-I}s km2 qiadAncimea medie h =IA:m .

R, v^ =7-5

Votir"

18. in l0 zile un volum de l00cm2 de apd, aflati intr-un pahar, s-a evaporat complet.calculati num[rul de molecule care s-au evaporat in medie pe secundd.

19. calculafi diametrur unei molecure de ap[. R: N = 3'87 '1018 molecule

R: d=0,31.I0-em20. Sarea de bucdtdrie (sistem cubic) conline ioni de Na gi Cl aqeza[i alternativ. Calculali

constanta refelei (distanta dintre ioni) dac[ se cunoaste densitatea sdrli p :2,2g I cm3 .

R; a= 0,28.I0-em21. Aerul cu masa molarl p = 29kg I lcrnal confine un amestec de oxigen Ei azot. Care sunt

procentele reprezentate de aceste gaze?

R: x, = 27,6yo, x, = 72,4Yo22. Calctlati masa unei molecule gi a atomului de oxigen.

R: rzo = 5,31 .10-26 kg, m = 2,66 .1016 kg23. S5 se determine masa continuti intr-o mole cul6 de azot.

R: m = 4,65 .1016 kg24. Calculali:a) numirul de molecule continut in 5kg de COr;

l0

li

o

lI

8]Ln

b) masa unei molecule de COr;

c) num[rul de molecule conlinute intr-o butelie in care se glseEte lm3 de CO, in condilii/ ^\fizice normale (R =1,98k9 I m' ),

d) distanla medie dintre moleculele de CO, in condilii fizice normale.

R: a)N=0,68.1026mo\ec;b)m=7,3.1016kg;c)N=0,27.1026mo\ec;d)d=3,3.I\-em25. Determinafi:a) masa unei molecule de amoniac;b) densitatea amoniacului in conditlifrzice normale.

R: a) m=2,8'l0a6kg;b) p=0,75kglnf26. Calculafi num[rul de molecule confinute intr-un balon de volum V = 2l de gaz in

condilii fizice normale.

R: N = 0,54.1023 molecule

27. Determina[i a cdta parte din volumul ocupat de un gaz in condilii fizice normale revinemoleculelor sale. Se cunoaste diametrul moleculei d :10-t0 m .

R: k= 1

7100028. Determinali volumul si diametrul atomului de aluminiu, considerat sfer[ rigidS. Se

cunoaEte pzt :2,7 -I03 kg I m3 .

R: Z: 1,7 .104 ffit, d =3-10-ro m

molecule conlinut intr-un cm' de aer in condilli frzice normale.

R: N :2,7 .101e molecule

de molecule care se gdsesc intr-un cmt de ap6la temperatura de

R: l/ = 0,33 .1023 molecule

31. Compara{i densitatea dioxidului de carbon Ei a aerului in condilii fizice normale.R: pco, ) po",

32. Pe suprafala unui lac, de la motorul unei b[rci, se formeazl o pelicull de ulei pe osuprafa!6 S:0,2dm2. Dacd volumul picdturii este V:2.10-s cmt qi considerdnd cd moleculele

se aqeazd intr-un singur skat determinaJi:a) volumul ;i diametrul moleculelor;b) numdrul de moli ;i masa moleculard.

Se cunoaqte p =900kg lrmt gi masa molecularl relativl medie p:400g I mol .

R: a) V :0,52.I}-u cmt , d =10-6 cm b) v = 0,45 .I0r mol, p = 66,41'1016 kg I mol

33. Dintr-un centru de inclrcare a buteliilor cu oxigen sunt distribuite tuburi de volumV =ll,2ll care confin oxigen in condilii standard. Calculafi:

a) numdrul de moli;b) num[rul de molecule;c) masa unei molecule de oxigen;d) densitatea oxigenului.

R: a)v =O,Smoli; b) ,l/= 30,12'l02zmolecc) *o = 5,31'10-26 kS; d) p=I,43kglm334. Un gaz in condilii normale de temperatur[ qi presiune are densilatea p =l,4lg I I .

Determinafi gazd,R: O,

35. intr-o gdleati se afld l2kg de apd. Calculati cantitatea de substanf5 din gileat[.R: v = 666,67mo1i

of

la

,l

n

i,

n

le

le

5

t.

n

!i

,,

rt

o

29. Calculati num[rul de

30. Determinati numlrul00c.

11

36. lntr-o butelie se gdse;te un amestec deoxigen. Calculafi masa molarl a amestecului.

gaze format din doul p[(i hidrogen Ei trei pdrli

R: 7z = 20.10-3 kg /mot37' Dintr-un centru de umplere butelii sunt plasate pe piala libera recipiente care confin

I'{ = 2,7 '1024 molecule . Care este cantitatea de substanti continut6 in butelie.

38. Pe masa de lucru din laboratorul de fizic| se g[sescmas6 de gaze diferite. calculali raportul numlrului de mJeculemaselor molare ale celor doud gaze este egal cu 5.

R, N' = 0.2

,ly'239' in atmosfera din jurul Pdmdntului, aerul atmosferic este alc[tuit dintr-un amestec deoxigen si azot, neglijAnd celelalte gaze. Stabilili confinutul procentual al celor dou[ gaze. Se

cunosc Po", =29kg I hnol, Fo, =32kg I kmot $i /tr. =2gkg / lonol.

40. intr-o sticluf[ se g[seqte acetilenl (CrHr). Determinali:a) masa moleculard a acetilenei;b) masa a dou[ molecule de acetilend.

R: n, = 72,4oA, nz = 27,6%o

R: a) lt:26.I0-3 kg /mot; b) m: g,63 .10-26 kg41' Pentru realizarca unui experiment se utllizeazd,propanol (Crttr). in vederearealizdrii

experimentului in conditii optime determinali :

a) masa unei molecule de propanol;b) densitatea propanolului.

R: a) m:7,3.1016kg;b) p=l,96kglm342. calculati volumul ocupat de un gram de azotin condilii normale.

43. intr-un pahar de mas[ neglijabild se afl6 un mol decAntar atunci cdnd paharul se afl[ pus pe el.

R: m:18.104/rg44. in urma testelor controlate efectuate in atmosfera terestr[ s-a produs o explozie a unei

bombe atomice cu plutoniu ('o' ,u) a cdreisubstan!5 "activd" are masa de lkg qi a rezultat cAte oparticuld radioactivl in fiecare nucleu de plutoniu. ConsiderAnd imprdgierea uniform[ aparticulelor determinafi num6rul de particule radioactive din fiecare decimetiu cub de aer de lasuprafala Pim6nfului. Se cunoaste Ro = 6400km , Fo", :29kg I kmot $i p = I}s pa .

R: n =6l0particldm345. Pe suprafafa linigtiti a unui lac aparc o patl de ulei cu diametrul D. Se considera

cunoscutd masa molari a uleiului, densitatea uleiului gi masa pic[turii de ulei gi faptul c6 stratul deulei este monomolecular (format pe un singur strat) determinali:

a) diametrul unei molecule;b) numdrul de molecule din strat.

R: a) 4=J!-.b\N=trD:orD- 4d.

46' intr-o butelie de volum V =8,311 se giseqte m=5g de gaz in condilii normale detemperatur[ gi presiune. Determinafi masa molard a gazului.

R: P=l3,5glmol

R: y = 4,5molidoul vase in care se afld aceeasidin cele dou[ vase dac[ raportul

R: Z : 0,8.10-3r23api. Determina{i indicalia unui

t2

rti

)lin

47. intr-o inc[pere se gdsesc Nr =1023 molecule de oxigen $i ]i, :2.lT23molecule de

dioxid de carbon' calculati masa molarr medie de amestec' R: 7-l

: 40.10-3 kg r mor

48. intr-un recipient se gise;te lkg de apd. CunoscAnd densitatea p -1g lcm3 determinafi:a) numdrul de molecule de api;b) masa qi volumul unei molecule de ap6;c) diametrul unei molecule dac[ se considerl moleculele sfere rigide dispuse in contact una

l6ng[ alta.

R: a) N : 0,33 .1026 molec; b) m = 2,99.10a6 kg; V : 2,99.10-'n mt ; c)D = 3,85'10-10 m

49. ldm3 de oxigen se afl6 in condifii normale de temperatur[ qi presiune. Determinali:a) masa molecular[ relativ[ qi masa molar[ a oxigenului;b) numlrul de moli gi num[ru] de molecule de oxigen confinufi;c) masa unei molecule qi a unui atom de oxigen.

R, o) m, :32, lt = 32.10-3 kg I mol; b) v : 0,04moli, N :2,65 .1022 molecule;

c) m =5,31. 10-26 kg, m = 2,66'10-26 kg

50. Determinafi masa unei molecule gi densitatea propanului (C,A*) aflat in conditiinormale de presiune qi temperaturl'

R: ruo = 7,3.10-26 kg, p =r,g6kg r m,

1.2. Teoria cinetico-molecularl a gazului ideal

1. Intr-o butelie pentru sudurl se afld argon la presiunea p =l,Satm Ei temperatura

t =270 C. Determinali:a) concentrafia moleculelor de argon;b) densitatea argonului. Se considerd p.q, :36kg I lcmol ;

c) viteza termic[ a moleculelor.

R: a) n = 3,6.10" mt ; b) u = 2,l5kg I *' ; r) v, = 455,8m I s

2. Dintr-o unitate de incdrcat butelii pentru sudur[ pleacd un lot. in .r.mu cercet[rilor s-a

depistat faptul c[ in butelie se aflI un gaz necunoscut care are densitatea p = 0,275kg I m3 qi

concentrafia moleculelor n=4l.l02amoleclmt. Temperatura la cre se afl[ gazul este 770C.Determinafi:

a) masa molard a gazului;b) presiunea gazt:Jui din butelie;c)viteza termici a moleculelor;d) energia cinetic[ medie a unei molecule in timpul miEcirii de translafie.

R: a) p = 4.10-3 kg I mot; b) p = 1,5- 105 N / m2 ; c) v r = 1477 m I s; d) Ec = 7,24 -10-21 J3. Dependen[a presiunii unui gaz de temperaturd este

rcprezentall in graficul al[turat. Determina{i concentra{iamoleculelor gazului.

R: n = 0,73 -1026 molec I m3 3

4. intr-o pompd, fiilizatd pentru umflarea ro{ilor de

bicicleti se afld oxigen la temperatun t = 200 C qi presiunenormald. Yiteza de pompare este de lZm I s. Determina{i: t

a) masa unei molecule de oxigen;

II

.si

ul

2

leie

a

'ii

T

:io

a

a

3

d,

e

13

b) media prtratelor vitezelor moleculelor de oxigen din tubul pompei;c) valoarea maximl a varia{iei impulsului moleculelor la cio"nir"a (perfect elasticl)

moleculelor cu pistonul pompei. Se considerivitezamoleculelor egal[ cu vitezatermici.d) varia{ia energiei cinetice a morecurelor in conditiile punctului c).

R, o) mo = 53,I'lo-27 kg; b)7 :$2177m I s;

c) Lp* : 42,7 .10-24 Ns; d) LE" = S,I2.10-22 J. 5' Calculafi viteza termicd gi energia cineticd medie de translatie a unui atom de mercur(p =201u) la temperatura de 300K .

R: v, :193m I s; E : 621.10-23 J6' Se incilzeqte o butelie in care se afl[ oxigen. in timpul incdlzirii viteza termici a

moleculelor creqte dela 5Am / s la l00mls . Determinali:a) varialia de temperatur[ a oxigenului;b) varialia energiei cinetice medii a unei molecule in miqcarea de transla{ie.

R: a) A,T = 9,63 K; b) LE , : 19 ,93 . 10-23 J7' intr-o butelie de volum V =l\t se afl[ N =2.l\2smolec de azot la temperatura

t = 370 C . Azotul se incdlzegte cu AZ = 50K . Calculagi:a) concentra{ia moleculelor de gaz;b) densitatea azotului;c) energia cinetici medie a unei molecule in timpul migcirii de translafie;d) energia cineticb medie a tuturor moleculelor;e) varia{iile relative a energie interne, presiunii qi a vitezei termice datorit6 creqterii

temperaturii azotului.

a) n=0,2.1028moleclm3;b) p:92,98kg/mr; ")

a, =64I,7.10-23 Jot,)

u=1283,4.102J;")+=g - Lp - 16o/o.Lv, =gyoU T p '- -' vr

8. Un balon meteorologic este umplut cu heliu qi are masa m =2.10-3 kg .yitezatermic[ amoleculelor de heliu este u. =I450mls. Determina{i:

a) numlrul de molecule de heliu din balon;b) energia intemd a gazului.

R: a) N = 3 .1023 molec, b) U =2102J9. Un fascicul paralel de molecule de oxigen cu viteza v = 500ml s se ciocnegte perfect

elastic oblic cu un perete. Concentratia moleculelor di fascicul este n:6.ITromolelm3. Asupraperetelui se exercit[ o presiune p : ll9542N I m2. Determinafi unghiul de inciden{d alfascicolului.

R: a=30010. Calcula{i presiunea unui gaz cu densitatea p=0,3kglm3 gi a c5rui vitezl termicd a

moleculelor este vz = 500m I s .

R: P=25000N1m211. intr-o incint[ se afl[ vn gaz necunoscut al clrui numir de molecule din unitatea de

volum, in conditrii fizice normale, este ho=2,7.102sm-3. Se aduce acelagi gaz la temperaturat=910C gi presiunea p=\atm gi se detemind densitatea p=5,4kg1m3. Calculati masa uneimolecule din acel gaz.

L4

R: rzo = 3,33 .1046 kg

e)L2. Cunoscdndviteza termicd a moleculelor de oxigen la temperatura de 00C ca fiind

vr : 460m ls determina[ivitezatermicb a moleculelor de heliu aflat la temperatura de 400 C .

R: v:l393mls13. O cantitate de hidrogen se afl[ intr-o butelie la presiunea pt. Gazul se incdlzeqte pAnl

cAnd moleculele disociazlin atomi, iar presiunea cregte de 900ori. Determinali raportul vitezelortermice ale moleculelor gazului la cele doud presiuni.

R: L:30v1

14. Determina{i concentralia moleculelor gi densitatea azotului aflat lapresiunea p = 5atm

cunoscAnd viteza termicd a moleculelot v, : 500m I s .

15. Presiunea aerului rarefiat dintr-un tubtemperatura T :288K. S[ se afle:

a) concentra{ia moleculelor din tub;b) v tteza termic5 a moleculelor.

R: n : 1,3.1024 mokc I m3, p = 0,6kg I mtRoentgen este egall cu p =l\torr , iar

Se cunosc lt =29kg I lonol, k =1,38'10-23 J I K qi R=8,31J I molK .

16. cAte morecute conJine un metru cub de T;i',^x;i;ti.i!rir::l:::"I';:'";::#:;Presiune

R: N :2,7 .rot, morec

17. Un gaz oarecare, aflat la presiunea p =80atm qi temperatura T :364K, are densitatea

p=5,4kglm'. Se se afle masa unei molecule de gaz. Se cunoagte num[rul lui Loschmidt

fuo =2,7'lo" mt)-

R: rzo :3,33 '10-27 kg

18. Agregatele moderne pentru ob{inerea vidului permit realizarea unei presiuni intr-un vas

egal5 cu p =10-" torr . Cdte molecule de gaz se aflI intr-un volum V :lcm3 la presiunea amintitiqi temperatura T = 32lK ?

R: l/ = 3.104 molec19. Se se afle concentra{ia n a moleculelor de azot qi densitatea azofitlui, dacd presiunea

este p =56.103 N lm2 iarvitezatermicI vr =600m1s.R: n =1025moleclfi13, p--0,5kglm3

20. incdlzind un gaz cv AZ = l00K , viteza termicd a moleculelor a crescut de lavr, = 400m I s la vr, = 500m I s. Sd se afle masa molar[ a gaztllni.

R: P:2Skglkmolp :6'10-2 kg I mt au viteza termic[ a moleculelor

de gaz asupra perefilor recipientului in care afli

R: P=5000N1m222.Determina{i viteza pltratic5 medie a aerului dintr-o zi de prim5varl in care temperatura

este / : 170 C .Se cunoagte p =29kg I lonol

R: v, =499,3m/s

Jff

Ia

T

:a

'll

I:t'a

rl

0

a

2

e

a

,i

21. Moleculele unui gaz c\ densitatea

vr :500mls. Calcula{i presiunea exercitatd

gazul.

l5

23' intr-un recipient se glseqte hidrogen qi oxigen. Calculati raportul vitezelor termice alemoleculelor celor doud gaze.

R: A=4v2

24. Calculali presiunea unui gaz aflat intr-un cub cu latura I :1,6m aflatla Z = 300K si incare se g[segte 1026 molec .

R: P=1,016'lysNlm225. intr-un recipient se afl[ heliu la presiunea p =llLkpa cu concentra{ia moleculelor

n =2,5'1023 molec I m3 . carculagivitezatermici a moreculelor.

R: u, =l3400mlsegal5 cu viteza unui avion supersonic

26. Yiteza piltratic1 medie a moleculelor de aer estev = 700mls. Calculafi temperatura aerului.

27. in dou[ recipiente

temperafura t*Dacd cele dou6care se g[seqte hidrogenul.

28. Intr-un balon de volum V = l0l la temperatura /qi azot. Presiunea pafiiald, a oxigenului este pn. = 5atm iar

31. O masd de azot se afl6la temperatura T =300Kcineticd a moleculelor gazului este E. = 6,3J. Calcula{i:

a) numirul total de molecule;

R: Z = 570Kse gdsesc oxigen la temperatura tr = 470 C gi hidrogen la

gaze auviteza termici a moleculelor egali calcula{i temperatura la

R: T, =2gY:270 C se afl5 un amestec de oxigenin balon se gS.sesc 0,5moli de azot.

Calculali:a) masa de oxigen din balon;b) presiunea total[ a amestecului;c) vitezele prtratice medii ale moleculelor celor doul gaze.

R: a) tn = 6,4.10-3 kg; b) p =17465AN I mt ; ") ro, = 4g3m/ s, v*, : 5l7m I s

29' Calculali energia de agitatrie termicl a 20g de oxigen aflatelatemperatura de 100C. Acdta patte din aceastd energie corespunde migc5rii de translalie gi a cAta parte migcirii de rota{ie?

R: [/ : 37ooJ, Y+" = 0.6:u ,., = o-4UU30' Pentru a ob{ine un vid bun intr-un vas de sticlS perefii acestuia vor fi incdlzifi. Calcula(i

cu cdt poate cregte presiunea intr-un vas sferic cu raza , = 70"* dac[ moleculele absorbite trec invas de pe perefi. Secfiunea transversal5 a unei molecule este S =10-rs cmr, iar stratul estemonomolecular. Temperatura se consider[ egal[ cu 300K.

R: P=2,3N1m2gi presiunea p =l}s N lm2. Energia

b) masa gazului;c) volumul gazului.

R: a) N = l02r molec; b) m = 4,7 .I}-s kg; c) V = 4,2.10s m332. Presiunea aerului dintr-o camer5. de automobil de volum V =I,2.10-zm3 este

p, = 5atm. Din exterior se introduce aer cu o pomp[ de volum V' = 3.I}a m3 p6,nd,la atingereapresiunii p:l,Satm. Se considerd presiunea atmosferi cd po =latm. Calculali numlrul ap[slrilorla pomp[.

16

R: n =40

rle

1n

33. O molecul[ de azot aflat in condilii normale de temperatur[ qi presiune suferd cu altemolecule, intr-o secund[, un num[r de N = 10e ciocniri. Calcula[i drumul liber mediu almoleculelor'

R: 7: 493.10-s m34. intr-un recipient in forml de cub cu latura I = 10cm se g[seqte oxigen la temperafura

T :300K. Calcula{i:a) energia cinetic[ medie de translafie a unei molecule;b) valoarea medie a pitratului vitezei;c) viteza pdtraticd medie;d) impulsul unei molecule de oxigen care se deplaseazd cu aceast[ vitezd.;e) fo(a medie pe care o exercitd moleculele asupra pere{ilor incintei la miqcarea dus-intors

intre doud fe{e opuse;f) presiunea medie produs[ pe perete;g) numdrul de molecule care se deplaseaz[ cu aceastl vitezd., necesar pentru a produce o

presiune medie de latm;h) raportul dintre numdrul de molecule de mai sus qi numlrul de molecule de oxigen din

recipient.

a) E = 6,21.I0-2r J: D7 = 23383 lm2 I st, c) vr = 483,56m/ s

R: d) p =2569.10-26Ns| e) F =1242.10-z'N; -f) p^ =1242.10-20 N lm2

B)N = 244,74.1020 molec; h) + =l,,Nl

35. O pl[cu![ metalicd este aqezati orizontal pe fundul unui vas in care existl oxigenmolecular la T:300K qi presiunea p:1013.105 N lm2. Presupundnd c6 toate moleculele deoxigen care se ciocnesc cu pllcu{a se lipesc de aceasta calculali timpul necesar depunerii unui stratmonomolecular cunoscAnd diametrul unei molecule de oxigen d :3.10-B cm .

R: / :4.36.10-es

1.3. Echilibrul termic. Temperatura

1. Datoritl unei erori de fabricaqie un termometru cu mercur greqit etalonat indici atuncicAnd este introdus intr-un vas cu gheafd, care se topeqte -5 grade, iar atunci cdnd este introdusintr-un vas cu apd care fierbe la presiune normal[, +l0l grade. Calculali:

a) valoarea adeviratl de temperaturd atunci cAnd el indic[ 27,5 grade ;

b) temperatura la care indicatia coincide cu cea a unui termometru corect etalonat.R: a) r = 30,66 grade; b) 83,3 grade

2. Principiul de func{ionare al termometrelor cu cuar{ se bazeazd. pe fenomenul de dilatafie.Calculafi raportul dintre lungimile unui grad de pe doud astfel de termometoe dac[ acestea autuburile capilare de secliuni egale dar conlin alcool etilic respectiv mercur. Se consider[

Tot"oot = 108'10-5K-t $i Trr:18,2'10-5K-t.

R: {=5,9v

3. intr-o fabricd mercurul din termometre este inlocuit cu fenol. in aceste condifii se

constatd cd la 00C acesta indici diviziunea zero. Determinafi ce diviziune va indica nivelullichiduluila 300C. Seconsider[: Tsticta=10-sK-l, Tur=18,2.10-sK-t $i Ty"nor =79.10-s K-l .

R: n =136

K

la

la

K

)n

rt.

)2-

or

,s

Lic

2

ia

te

,4,

)r

s

A

4

4iin

te

I7

5' Pentru mrsurarea temperaturii unui corp este utilizatun termometru cu r.rr.r"l;.11;la 00c are Ror =200f)' Rezistenfa este confec{ionatd dintr-un fir de cupru. Determina{itemperatura corpului atunci c6nd rezistenfa termometrului devine R, = 225,6e. Se cunoaqtea = 0,0043K-t .

6. Intervalul de temperaturd t, = 1000C qi /, = 2000Crezisten{i de zinc (Ro = l0OO dR = 0,1O) gi cu un termocuplu

termoelectromotoare E = 5,4mv ra temperatura t =1000c gi sensiblitatea ^s

_.^ avtU?. Eroareamaxim[ asupra tensiunii termoelectromotoare este dE = 0,1mv. Afla]i care misur dtoareeste maiprecisd. vqlv rrr4rLl

R: rezistor7' La m[suratea temperaturii unui cuptor electric se foloseqte termocuplu I pt - ptRh.Termometrul termoelectric astfel construit inaica ,rrmatour"l" temperaturi in scara Fahrenheit:1742;2102;2192 qi 2462' determinafi temperatura corespunz[toare din scara celsius.R: 9500C; 1 1500 C; I200o C; l35oo C8' Sudura rece a unui termocuplu cupru-constantan este menfinuti la 00c. cand suduracaldr se afld'la temperatura /r = 1000c t"nsiunea termoerectromotoare este E, = 4,277mv. La cetemperaturd /, tensiunea termoelectromotoare devine Ez = 9,2ggmV ?

R: 29,80Ceste mdsurat cu un termometru cufi er-constantan, cate are tensiunea

9. Transforma{i in grade Fahrenheit gi Reaumur 1500 C .

R: 2220 C

R: 2700 F;1200 R10' un termometru Fahrenheit indicd 1820 F. calculafi indica{ia termometrului in scirileCelsius Ei Reaumur

lf in laboratorul de fizicd,se gisesc doud termometre, unul cu ..u.1' jjt:ril:;jtr;1ir'!"

scar[ Reaumur' Determinafi temperatuia indicatr de cele dour t"rmometre daca suma cifrelor este

R: 40oC; 50oR12' un termometru cu mercur are secfiunea transversalr a capilarului la 0o c A0 qivolumul reze.orului de mercut vo- calculafi lungimea coloanei de mercur din capil ar dacd,mercurul umple complet rezervorul la 8,60 c iar ariasecfiunii rdmdne constanti.

termometru cu mercur, parfial intr-un lichid, acesta indici 700 c .ocupd un numlr de 50 diviziuni pe scara termometricd. Deasupraeste de 200 c . Determina(i temperatu ra reard a lichidului. Se

R: /= \O_r"y

la o temperatur[ necunoscuti qi indicdin apa care fierbe 35 grade. Calcula(i

4. Dacd. introducem unDeasupra lichidului, mercurullichidului temperatura medie

cunoaste /"-- : I K-,^, / aparcnl

6400'.

13. Un termometru cu lichid a fost inscriplionaturmitoarele valori: in apa cu gheaf5 indici 25 grade iartemperatura in grade Celsius atunci c6nd indicl l0 grade .

l8

R: -300C