K 2010. máj. 18. ideg. II. rész 3/B 2272

Egy dugattyús edényben lévő gáz térfogatát és nyomását mértük egy állapotváltozás során. A mérési adatokat a táblázat tartalmazza.
 

$V\ \mathrm{(cm^3)}$504540353025201510
$p\ \mathrm{(10^5\ Pa)}$11,62,02,33,13,74,04,45

a)  Ábrázolja a mérési adatokat $p(V)$ grafikonon! Illesszen egyenest a mérési adatok grafikonjára! 
 

A grafikon elkészítése és a pontokra illeszkedő egyenes ábrázolása:

 

Az ábrázolásnál a tengelyek megfelelő feliratozása és skálázása 2 pontot ér (legalább két numerikus érték feltüntetésével tengelyenként), a mérési adatok megfelelő ábrázolása pedig 3 pontot. A berajzolt regressziós egyenes helyességét a jóindulatú tanári gyakorlatnak megfelelően ítéljük meg! (2 pont, ha elfogadható, 0 pont, ha nem.)

5 + 2 pont

b)  Mennyi munkát végeztünk a gázon, miközben $50\ \mathrm{cm^3}$‑ről $10\ \mathrm{cm^3}$‑re összenyomtuk?

$W=12\ \mathrm{J}$

b) A gázon végzett munka felírása és meghatározása:

A gázon végzett munkát a grafikon alatti terület adja:

$$W={{p_{\mathrm{kezdő}}+p_{\mathrm{végső}}}\over {2}}\cdot \Delta V=12\ \mathrm{J}$$

3 + 2 pont

(Helyesnek tekintendő a számítás, ha $\displaystyle \Delta V=40\ \mathrm{{cm}^3}$, és a nyomásértékek a berajzolt egyenesnek megfelelőek. Ettől függően az eredmény a \(12\ \mathrm{J}\)‑tól eltérhet.)

c)  Hasonlítsa össze a gáz kezdeti, illetve végső hőmérsékletét!

A gáz végső hőmérséklete megegyezik a kezdetivel.

c) A kezdeti, illetve végső hőmérséklet összehasonlítása:

Annak felismerése, hogy a kezdeti és a végső nyomásértékek fordítottan arányosak a térfogatértékekkel:

3 pont

Annak felismerése, hogy a nyomás- és térfogatértékek fordított arányosságából a hőmérséklet azonossága következik:

3 pont

(A két gondolatnak nem kell feltétlenül széttagolódnia, az állapotegyenlet vizsgálatával egyetlen gondolatmenetként is megoldható a feladat például így:

$${{p\cdot V}\over {T}}=\mathrm{áll.}$$

és mivel

$$p_{\mathrm{kezdő}}\cdot V_{\mathrm{kezdő}}=p_{\mathrm{végső}}\cdot V_{\mathrm{végső}}$$

a gáz végső hőmérséklete megegyezik a kezdetivel.)

Összesen: 18 pont