Termodinamică: gaze, principiul I, calorimetrie

Cum se punctează un item de termodinamică
La itemii de 9 puncte, șapte sunt pentru formule, câte 1 punct fiecare, și 2 pentru răspuns: 1 punct valoarea numerică și 1 punct unitatea de măsură. Un punct întreg se dă uneori doar pentru trecerea temperaturii în kelvini, deci scrie fiecare formulă, chiar dacă o folosești din cap.

Cantitatea de substanță și temperatura

• $\nu = \dfrac{m}{M} = \dfrac{N}{N_A}$, cu $N_A = 6{,}02\cdot10^{23}$ mol⁻¹.
• $R = 8{,}31$ J/(mol·K).
• În toate formulele temperatura este în kelvini: $T = t + 273$, deci $17\ ^\circ$C $= 290$ K.

Ecuația de stare și transformările simple
Ecuația Clapeyron–Mendeleev: $pV = \nu RT = \dfrac{m}{M}RT$. Pentru o masă constantă de gaz, $\dfrac{p_1V_1}{T_1} = \dfrac{p_2V_2}{T_2}$.

Principiul I al termodinamicii
$Q = \Delta U + L$: căldura primită de gaz se duce în creșterea energiei interne și în lucrul efectuat de gaz.

• Pentru gazul ideal monoatomic, $U = \dfrac32\nu RT$, deci $\Delta U = \dfrac32\nu R\Delta T$.

Teoria cinetico-moleculară

• Ecuația fundamentală a teoriei cinetico-moleculare: $p = \dfrac13 n m_0 \overline{v^2}$, unde este concentrația moleculelor, iar masa unei molecule.

Calorimetrie

• Încălzire fără schimbarea stării: $Q = cm\Delta T$, unde $c$ se dă în J/(kg·K).
• Topire: $Q = \lambda m$; vaporizare: $Q = L_v m$.

Unitățile și transformările care decid punctul de valoare
Presiunea în pascali ($1$ kPa $= 10^3$ Pa), volumul în metri cubi ($1$ L $= 10^{-3}$ m³, deci L m³), temperatura în kelvini, căldura și lucrul în jouli. Un volum lăsat în litri într-o formulă cu dă un rezultat de o mie de ori mai mare.