Čvrste tvari su one tvari koje mogu tvoriti tijela i imaju volumen. Po obliku se razlikuju od tekućina i plinova. Čvrste tvari zadržavaju svoj oblik tijela zbog činjenice da se njihove čestice ne mogu slobodno kretati. Razlikuju se po gustoći, plastičnosti, električnoj vodljivosti i boji. Imaju i druga svojstva. Na primjer, većina ovih tvari topi se tijekom zagrijavanja, poprimajući tekuće agregatno stanje. Neki od njih pri zagrijavanju odmah prelaze u plin (sublimiraju). Ali postoje i oni koji se razlažu na druge tvari.

Vrste čvrstih tijela

Sve čvrste tvari dijele se u dvije skupine.

1. Amorfni, u kojem su pojedinačne čestice raspoređene nasumično. Drugim riječima: nemaju jasnu (definiranu) strukturu. Ove krute tvari mogu se taliti unutar određenog temperaturnog raspona. Najčešći od njih uključuju staklo i smolu.
2. Kristalni, koji su pak podijeljeni u 4 vrste: atomski, molekularni, ionski, metalni. U njima se čestice nalaze samo prema određenom uzorku, naime u čvorovima kristalne rešetke. Njegova geometrija u različitim tvarima može jako varirati.

Čvrste kristalne tvari svojim brojem prevladavaju nad amorfnim tvarima.

Vrste kristalnih krutina

U čvrstom stanju gotovo sve tvari imaju kristalnu strukturu. Razlikuju se po svojim rešetkama u svojim čvorovima koje sadrže različite čestice i kemijske elemente. U skladu s njima su i dobili svoja imena. Svaka vrsta ima karakteristična svojstva:

• U atomskoj kristalnoj rešetki čestice krutog tijela povezane su kovalentnim vezama. Odlikuje se izdržljivošću. Zbog toga takve tvari imaju visoko vrelište. Ova vrsta uključuje kvarc i dijamant.
• U molekularnoj kristalnoj rešetki, veze između čestica karakterizirane su njihovom slabošću. Tvari ove vrste karakterizira lakoća vrenja i topljenja. Karakterizira ih hlapljivost, zbog čega imaju određeni miris. Takve čvrste tvari uključuju led i šećer. Kretanja molekula u čvrstim tijelima ove vrste razlikuju se po svojoj aktivnosti.
• U čvorovima se izmjenjuju odgovarajuće čestice, pozitivno i negativno nabijene. Drži ih zajedno elektrostatičko privlačenje. Ova vrsta rešetke postoji u alkalijama, solima. Mnoge tvari ove vrste lako su topljive u vodi. Zbog prilično jake veze između iona, oni su vatrostalni. Gotovo svi su bez mirisa, jer ih karakterizira nehlapljivost. Tvari s ionskom rešetkom ne mogu provoditi električnu struju jer ne sadrže slobodne elektrone. Tipičan primjer ionske čvrste tvari je kuhinjska sol. Ova kristalna rešetka daje mu krhkost. To je zbog činjenice da svaki njegov pomak može dovesti do pojave sila odbijanja iona.
• U metalnoj kristalnoj rešetki samo su pozitivno nabijeni kemijski ioni prisutni u čvorovima. Između njih postoje slobodni elektroni, kroz koje savršeno prolazi toplinska i električna energija. Zato se svi metali razlikuju po takvoj osobini kao što je vodljivost.

Opći pojmovi o čvrstim tijelima

Krutine i tvari su praktički iste stvari. Ovi pojmovi se odnose na jedno od 4 agregatna stanja. Čvrste tvari imaju stabilan oblik i obrazac toplinskog gibanja atoma. Štoviše, potonji izvode male oscilacije u blizini ravnotežnih položaja. Grana znanosti koja proučava sastav i unutarnju strukturu naziva se fizika čvrstog stanja. Postoje i druga važna područja znanja koja se bave takvim tvarima. Promjena oblika pod vanjskim utjecajima i kretanjem naziva se mehanikom deformabilnog tijela.

Zbog različitih svojstava čvrstih tijela, one su našle primjenu u raznim tehničkim uređajima koje je stvorio čovjek. Najčešće se njihova uporaba temeljila na svojstvima kao što su tvrdoća, volumen, masa, elastičnost, plastičnost i lomljivost. Moderna znanost omogućuje korištenje drugih kvaliteta krutih tvari koje se mogu otkriti samo u laboratorijskim uvjetima.

Što su kristali

Kristali su čvrste tvari s česticama poredanim određenim redoslijedom. Svaki ima svoju strukturu. Njegovi atomi tvore trodimenzionalni periodički raspored koji se naziva kristalna rešetka. Čvrsta tijela imaju različite simetrije strukture. Kristalno stanje krutine smatra se stabilnim jer ima minimalnu količinu potencijalne energije.

Velika većina čvrstih tvari sastoji se od ogromnog broja nasumično orijentiranih pojedinačnih zrnaca (kristalita). Takve se tvari nazivaju polikristalne. To uključuje tehničke legure i metale, kao i mnoge stijene. Pojedinačni prirodni ili sintetski kristali nazivaju se monokristalini.

Najčešće se takve krute tvari formiraju iz stanja tekuće faze, predstavljene taljevinom ili otopinom. Ponekad se dobivaju iz plinovitog stanja. Taj se proces naziva kristalizacija. Zahvaljujući znanstvenom i tehnološkom napretku, postupak uzgoja (sintetiziranja) različitih tvari dosegao je industrijske razmjere. Većina kristala ima prirodni oblik kao što su Njihove veličine uvelike variraju. Dakle, prirodni kvarc (gorski kristal) može težiti do nekoliko stotina kilograma, a dijamanti - do nekoliko grama.

U amorfnim čvrstim tijelima, atomi su u stalnoj vibraciji oko nasumično smještenih točaka. Zadržavaju određeni poredak kratkog dometa, ali im nedostaje poredak dugog dometa. To je zbog činjenice da su njihove molekule smještene na udaljenosti koja se može usporediti s njihovom veličinom. Najčešći primjer takve čvrste tvari u našem životu je staklasto stanje. često se smatra tekućinom beskonačno visoke viskoznosti. Vrijeme njihove kristalizacije ponekad je toliko dugo da se uopće ne pojavi.

Upravo navedena svojstva ovih tvari čine ih jedinstvenima. Amorfne krute tvari smatraju se nestabilnima jer s vremenom mogu postati kristalne.

Molekule i atomi koji čine krutinu pakirani su u visokoj gustoći. Oni praktički zadržavaju svoj relativni položaj u odnosu na druge čestice i drže se zajedno zahvaljujući međumolekularnoj interakciji. Udaljenost između molekula krutine u različitim smjerovima naziva se parametar kristalne rešetke. Struktura tvari i njezina simetrija određuju mnoga svojstva, kao što su elektronički pojas, cijepanje i optika. Kada je čvrsta tvar izložena dovoljno velikoj sili, ove kvalitete mogu biti narušene u jednom ili drugom stupnju. U tom je slučaju čvrsto tijelo podložno zaostaloj deformaciji.

Atomi čvrstih tijela izvode oscilatorna kretanja, koja određuju njihovo posjedovanje toplinske energije. Budući da su zanemarivi, mogu se promatrati samo u laboratorijskim uvjetima. čvrste tvari uvelike utječe na njezina svojstva.

Proučavanje čvrstih tvari

Značajke, svojstva ovih tvari, njihove kvalitete i kretanje čestica proučavaju se u raznim potpodručjima fizike čvrstog stanja.

Za istraživanje se koriste sljedeće metode: radiospektroskopija, strukturna analiza rendgenskim zrakama i druge metode. Tako se proučavaju mehanička, fizikalna i toplinska svojstva čvrstih tijela. Tvrdoća, otpornost na opterećenje, vlačna čvrstoća, fazne transformacije proučavaju se u znanosti o materijalima. Ima mnogo toga zajedničkog s fizikom čvrstog stanja. Postoji još jedna važna moderna znanost. Proučavanje postojećih tvari i sinteza novih provodi se kemijom čvrstog stanja.

Značajke čvrstih tijela

Priroda kretanja vanjskih elektrona atoma čvrste tvari određuje mnoga njegova svojstva, na primjer, električna. Postoji 5 klasa takvih tijela. Oni se uspostavljaju ovisno o vrsti veze između atoma:

• Ionski, čija je glavna karakteristika sila elektrostatskog privlačenja. Njegove značajke: refleksija i apsorpcija svjetlosti u infracrvenom području. Na niskim temperaturama ionske veze imaju nisku električnu vodljivost. Primjer takve tvari je natrijeva sol klorovodične kiseline (NaCl).
• Kovalentna, koju provodi elektronski par koji pripada oba atoma. Takvu vezu dijelimo na: jednostruku (jednostavnu), dvostruku i trostruku. Ovi nazivi ukazuju na prisutnost parova elektrona (1, 2, 3). Dvostruke i trostruke veze nazivaju se višestruke. Postoji još jedna podjela ove skupine. Dakle, ovisno o rasporedu gustoće elektrona, razlikuju se polarne i nepolarne veze. Prvu čine različiti atomi, a drugu identični. Ovo čvrsto stanje tvari, čiji su primjeri dijamant (C) i silicij (Si), ističe se svojom gustoćom. Najtvrđi kristali pripadaju upravo kovalentnoj vezi.
• Metalni, nastali spajanjem valentnih elektrona atoma. Kao rezultat toga nastaje opći elektronski oblak koji se pomiče pod utjecajem električnog napona. Metalna veza nastaje kada su atomi koji se vezuju veliki. Oni su ti koji mogu donirati elektrone. U mnogim metalima i kompleksnim spojevima ova veza tvori čvrsto agregatno stanje. Primjeri: natrij, barij, aluminij, bakar, zlato. Mogu se uočiti sljedeći nemetalni spojevi: AlCr 2, Ca 2 Cu, Cu 5 Zn 8. Tvari s metalnim vezama (metali) imaju različita fizikalna svojstva. Mogu biti tekući (Hg), meki (Na, K), vrlo tvrdi (W, Nb).
• Molekularni, javlja se u kristalima koje tvore pojedinačne molekule tvari. Karakteriziraju ga praznine između molekula s nultom elektronskom gustoćom. Sile koje međusobno povezuju atome u takvim kristalima su značajne. U tom slučaju molekule se međusobno privlače samo slabim međumolekularnim privlačenjem. Zato se veze među njima lako uništavaju zagrijavanjem. Veze među atomima mnogo je teže raskinuti. Molekularne veze se dijele na orijentacijske, disperzivne i induktivne. Primjer takve tvari je čvrsti metan.
• Vodik, koji se javlja između pozitivno polariziranih atoma molekule ili njezinog dijela i negativno polarizirane najmanje čestice druge molekule ili dijela. Takve veze uključuju led.

Svojstva čvrstih tijela

Što znamo danas? Znanstvenici su dugo proučavali svojstva krutog stanja tvari. Kada je izložena temperaturama, također se mijenja. Prijelaz takvog tijela u tekućinu naziva se taljenje. Transformacija krutog u plinovito stanje naziva se sublimacija. Kako se temperatura smanjuje, krutina kristalizira. Neke tvari pod utjecajem hladnoće prelaze u amorfnu fazu. Znanstvenici ovaj proces nazivaju stakleni prijelaz.

Kada se unutarnja struktura čvrstih tijela mijenja. Najveću urednost dobiva snižavanjem temperature. Pri atmosferskom tlaku i temperaturi T > 0 K sve tvari koje postoje u prirodi se skrućuju. Samo je helij, kojem je za kristalizaciju potreban tlak od 24 atm, iznimka od ovog pravila.

Čvrsto stanje tvari daje joj različita fizikalna svojstva. Oni karakteriziraju specifično ponašanje tijela pod utjecajem određenih polja i sila. Ova svojstva su podijeljena u skupine. Postoje 3 metode utjecaja, koje odgovaraju 3 vrste energije (mehanička, toplinska, elektromagnetska). Prema tome, postoje 3 skupine fizikalnih svojstava krutina:

• Mehanička svojstva povezana s naprezanjem i deformacijom tijela. Prema tim kriterijima krutine se dijele na elastične, reološke, čvrstoće i tehnološke. U mirovanju takvo tijelo zadržava svoj oblik, ali se može promijeniti pod utjecajem vanjske sile. U tom slučaju njegova deformacija može biti plastična (ne vraća se u prvobitni oblik), elastična (vraća se u prvobitni oblik) ili destruktivna (dezintegracija/lom se događa kada se dosegne određeni prag). Odziv na primijenjenu silu opisuje se modulima elastičnosti. Čvrsto tijelo otporno je ne samo na pritisak i napetost, već i na smicanje, torziju i savijanje. Snaga krutog tijela je njegova sposobnost da se odupre razaranju.
• Toplinski, očituje se kada je izložen toplinskim poljima. Jedno od najvažnijih svojstava je talište pri kojem tijelo prelazi u tekuće stanje. Uočava se u kristalnim krutinama. Amorfna tijela imaju latentnu toplinu taljenja, budući da se njihov prijelaz u tekuće stanje odvija postupno s povećanjem temperature. Dostizanjem određene topline amorfno tijelo gubi elastičnost i dobiva plastičnost. Ovo stanje znači da je dosegla temperaturu staklenog prijelaza. Zagrijavanjem se čvrsto tijelo deformira. Štoviše, najčešće se širi. Kvantitativno, ovo stanje karakterizira određeni koeficijent. Tjelesna temperatura utječe na mehanička svojstva kao što su fluidnost, duktilnost, tvrdoća i čvrstoća.
• Elektromagnetski, povezan s utjecajem na čvrstu tvar tokova mikročestica i elektromagnetskih valova visoke krutosti. To također uključuje svojstva zračenja.

Zonska struktura

Krutine se također klasificiraju prema njihovoj tzv. zonskoj strukturi. Dakle, među njima su:

• Vodiči karakterizirani time što se njihov vodljivi i valentni pojas preklapaju. U ovom slučaju, elektroni se mogu kretati između njih, primajući najmanju energiju. Svi se metali smatraju vodičima. Kada se na takvo tijelo nanese razlika potencijala, nastaje električna struja (zbog slobodnog kretanja elektrona između točaka s najnižim i najvećim potencijalom).
• Dielektrici čije se zone ne preklapaju. Interval između njih prelazi 4 eV. Za provođenje elektrona iz valentnog pojasa u vodljivi pojas potrebne su velike količine energije. Zbog ovih svojstava dielektrici praktički ne provode struju.
• Poluvodiči karakterizirani odsutnošću vodljivih i valentnih vrpci. Razmak između njih manji je od 4 eV. Za prijenos elektrona iz valentnog pojasa u vodljivi pojas potrebno je manje energije nego za dielektrike. Čisti (nedopirani i intrinzični) poluvodiči slabo propuštaju struju.

Kretanja molekula u čvrstim tijelima određuju njihova elektromagnetska svojstva.

Ostala svojstva

Krutine se također klasificiraju prema svojim magnetskim svojstvima. Postoje tri grupe:

• Dijamagneti, čija svojstva malo ovise o temperaturi ili stanju agregacije.
• Paramagneti, koji su posljedica orijentacije elektrona vodljivosti i magnetskih momenata atoma. Prema Curiejevom zakonu, njihova osjetljivost opada proporcionalno s temperaturom. Dakle, na 300 K to je 10 -5.
• Tijela s uređenom magnetskom strukturom, koja posjeduju atomski red velikog dometa. Čestice s magnetskim momentima periodički se nalaze u čvorovima svoje rešetke. Takve krute tvari i tvari često se koriste u raznim područjima ljudske djelatnosti.

Najtvrđe tvari u prirodi

Što su oni? Gustoća krutih tvari uvelike određuje njihovu tvrdoću. Posljednjih godina znanstvenici su otkrili nekoliko materijala koji tvrde da su "najjače tijelo". Najtvrđa tvar je fulerit (kristal s molekulama fulerena), koji je otprilike 1,5 puta tvrđi od dijamanta. Nažalost, trenutno ga ima u iznimno malim količinama.

Danas je najtvrđa tvar koja bi se u budućnosti mogla koristiti u industriji lonsdaleit (šesterokutni dijamant). Tvrđi je od dijamanta za 58%. Lonsdaleit je alotropska modifikacija ugljika. Njegova kristalna rešetka vrlo je slična rešetki dijamanta. Stanica lonsdaleita sadrži 4 atoma, a dijamant - 8. Od danas naširoko korištenih kristala, dijamant je i dalje najteži.

Udaljenosti između molekula usporedive su s veličinama molekula (u normalnim uvjetima) za

1. tekućine, amorfna i kristalna tijela

   plinovi i tekućine

   plinovi, tekućine i kristalne čvrste tvari

U plinovima u normalnim uvjetima prosječna udaljenost između molekula iznosi

1. približno jednak promjeru molekule

   manji od promjera molekule

   otprilike 10 puta veći od promjera molekule

   ovisi o temperaturi plina

Najmanji red u rasporedu čestica karakterističan je za

1. tekućine

   kristalna tijela

   amorfna tijela

Udaljenost između susjednih čestica tvari u prosjeku je višestruko veća od veličine samih čestica. Ova izjava odgovara modelu

1. samo modeli plinske strukture

   samo modeli građe amorfnih tijela

   modeli strukture plinova i tekućina

   modeli strukture plinova, tekućina i krutina

Pri prijelazu vode iz tekućeg u kristalno stanje

1. povećava se udaljenost između molekula

   molekule počinju privlačiti jedna drugu

   povećava se urednost u rasporedu molekula

   udaljenost između molekula se smanjuje

Pri stalnom tlaku koncentracija molekula plina porasla je 5 puta, ali se njegova masa nije promijenila. Prosječna kinetička energija translatornog gibanja molekula plina

1. nije se promijenio

   povećan 5 puta

   smanjen za 5 puta

   uvećano za korijen iz pet

Tablica prikazuje talište i vrelište nekih tvari:

Odaberite točnu tvrdnju.

Talište žive je više od vrelišta etera

Vrelište alkohola niže je od tališta žive

Vrelište alkohola je više od tališta naftalina

Vrelište etera niže je od tališta naftalena

Temperatura krutine se smanjila za 17 ºS. Na apsolutnoj temperaturnoj ljestvici ta je promjena bila

1) 290 K 2) 256 K 3) 17 K 4) 0 K

9. Posuda stalnog volumena sadrži idealni plin u količini od 2 mol. Kako bi se trebala promijeniti apsolutna temperatura posude s plinom kada se iz posude oslobodi 1 mol plina pa se tlak plina na stijenke posude poveća 2 puta?

1) povećati 2 puta 3) povećati 4 puta

2) smanjiti 2 puta 4) smanjiti 4 puta

10. Pri temperaturi T i tlaku p jedan mol idealnog plina zauzima volumen V. Koliki je volumen istog plina uzetog u količini od 2 mola pri tlaku 2p i temperaturi 2T?

1) 4V 2) 2V 3) V 4) 8V

11. Temperatura vodika uzetog u količini od 3 mola u posudu jednaka je T. Kolika je temperatura kisika uzetog u količini od 3 mola u posudu istog volumena i pri istom tlaku?

1) T 2) 8T 3) 24 T 4) T/8

12. U posudi zatvorenoj klipom nalazi se idealan plin. Na slici je prikazan graf ovisnosti tlaka plina o temperaturi s promjenama njegovog stanja. Koje stanje plina odgovara najmanjem volumenu?

1) A 2) B 3) C 4) D

13. Posuda stalnog volumena sadrži idealan plin čija masa varira. Dijagram prikazuje proces promjene stanja plina. U kojoj je točki dijagrama masa plina najveća?

1) A 2) B 3) C 4) D

14. Pri istoj temperaturi zasićena para u zatvorenoj posudi razlikuje se od nezasićene pare u istoj posudi

1) pritisak

2) brzina gibanja molekula

3) prosječna energija kaotičnog gibanja molekula

4) odsutnost stranih plinova

15. Koja točka na dijagramu odgovara maksimalnom tlaku plina?

nemoguće je dati točan odgovor

17. Balon obujma 2500 kubnih metara s ljuskom mase 400 kg na dnu ima rupu kroz koju se plamenikom zagrijava zrak u balonu. Na koju minimalnu temperaturu mora biti zagrijan zrak u balonu da bi balon poletio zajedno s teretom (košara i aeronaut) mase 200 kg? Temperatura okolnog zraka je 7ºS, njegova gustoća je 1,2 kg po kubnom metru. Ljuska lopte se smatra nerastezljivom.

MCT i termodinamika

MCT i termodinamika

Za ovaj odjeljak svaka je opcija uključivala pet zadataka s izborom

odgovor od kojih su 4 osnovna razina i 1 napredna. Na temelju rezultata ispita

Naučeni su sljedeći elementi sadržaja:

Primjena Mendeleev–Clapeyronove jednadžbe;

Ovisnost tlaka plina o koncentraciji molekula i temperaturi;

Količina topline pri zagrijavanju i hlađenju (proračun);

Značajke prijenosa topline;

Relativna vlažnost zraka (izračun);

Rad iz termodinamike (graf);

Primjena plinske jednadžbe stanja.

Od zadataka osnovne razine poteškoće su izazvala sljedeća pitanja:

1) Promjena unutarnje energije u različitim izoprocesima (na primjer, sa

izohorno povećanje tlaka) – 50% dovršenost.

2) Grafikoni izoprocesa – 56%.

Primjer 5.

U prikazanom procesu sudjeluje stalna masa idealnog plina

na slici. Postiže se najveći tlak plina u procesu

1) u točki 1

2) kroz cijeli segment 1–2

3) u točki 3

4) kroz cijeli segment 2–3

Odgovor: 1

3) Određivanje vlažnosti zraka – 50%. Ovi su zadaci sadržavali fotografiju

psihrometar, prema kojem je bilo potrebno očitati suho i mokro

termometra, a zatim određivati ​​vlažnost zraka pomoću part

psihrometrijska tablica dana u zadatku.

4) Primjena prvog zakona termodinamike. Ovih zadataka pokazalo se najviše

teško među zadacima osnovne razine za ovaj dio – 45%. Ovdje

bilo je potrebno pomoću grafa odrediti vrstu izoprocesa

(korištene su ili izoterme ili izohore) iu skladu s tim

odrediti jedan od parametara na temelju zadanog drugog.

Od zadataka napredne razine prikazani su računski zadaci na

primjena plinske jednadžbe stanja, koja je ispunjena u prosjeku 54%

učenika, kao i prethodno korištene zadatke za utvrđivanje promjena

parametri idealnog plina u proizvoljnom procesu. Uspješno se nosi s njima

samo skupina jakih diplomanata, a prosječna stopa završetka bila je 45%.

Jedan takav zadatak dan je u nastavku.

Primjer 6

Idealan plin nalazi se u posudi zatvorenoj klipom. Postupak

promjene agregatnog stanja plina prikazane su dijagramom (vidi sliku). Kako

je li se volumen plina promijenio tijekom njegovog prijelaza iz stanja A u stanje B?

1) povećavao cijelo vrijeme

2) smanjivao cijelo vrijeme

3) prvo se povećao, a zatim smanjio

4) prvo se smanjio, a zatim povećao

Odgovor: 1

Vrste aktivnosti Količina

zadaci %

fotografije2 10-12 25.0-30.0

4. FIZIKA

4.1. Značajke kontrolnih mjernih materijala u fizici

2007. godine

Ispitni rad za jedinstveni državni ispit 2007. godine imao je

ista struktura kao i prethodne dvije godine. Sastojao se od 40 zadataka,

razlikuju se po obliku prezentacije i stupnju složenosti. U prvom dijelu rada

Uključeno je 30 zadataka višestrukog izbora, pri čemu je svaki zadatak bio popraćen

četiri odgovora, od kojih je samo jedan točan. Drugi dio je sadržavao 4

zadaci s kratkim odgovorima. Bili su to računski zadaci, nakon rješavanja

što je zahtijevalo da se odgovor da u obliku broja. Treći dio ispita

rad - to je 6 računskih zadataka, kojima je trebalo donijeti potpun

detaljno rješenje. Ukupno vrijeme za izvođenje radova bilo je 210 minuta.

Kodifikator elemenata i specifikacija obrazovnih sadržaja

ispitni radovi sastavljani su na temelju Obveznog minimuma

1999 br. 56) i uzeo u obzir saveznu komponentu državnog standarda

srednje (potpuno) obrazovanje fizike, stručna razina (Naredba MO od 5

ožujka 2004. broj 1089). Kodifikator elementa sadržaja nije se promijenio prema

u odnosu na 2006. i uključivao je samo one elemente koji su istovremeno

prisutan iu federalnoj komponenti državnog standarda

(razina profila, 2004.), te u Obveznom minimumu sadržaja

obrazovanje 1999

U usporedbi s kontrolnim mjernim materijalima iz 2006. u opcijama

Na Jedinstvenom državnom ispitu 2007. napravljene su dvije promjene. Prva od njih bila je redistribucija

zadaci u prvom dijelu rada po tematskoj osnovi. Bez obzira na poteškoće

(osnovne ili napredne razine), prvo slijede svi zadaci iz mehanike, a zatim

u MCT i termodinamici, elektrodinamici i, konačno, kvantnoj fizici. Drugi

Promjena se odnosila na ciljano uvođenje testiranja zadataka

formiranje metodičkih vještina. U 2007. zadaci A30 testirali su vještine

analizirati rezultate eksperimentalnih istraživanja, izražene u obliku

tablice ili grafike, kao i konstruirati grafikone na temelju rezultata pokusa. Izbor

Zadaci za liniju A30 izvršeni su na temelju potrebe provjere u ovom

niz mogućnosti za jednu vrstu aktivnosti i, sukladno tome, bez obzira na

tematska pripadnost konkretnog zadatka.

Ispitni rad sadržavao je zadatke osnovnog, naprednog

i visoke razine težine. Zadaci osnovne razine najviše su testirali ovladavanje

važni fizikalni pojmovi i zakoni. Kontrolirani su zadaci više razine

sposobnost korištenja tih pojmova i zakona za analizu složenijih procesa ili

sposobnost rješavanja problema koji uključuju primjenu jednog ili dva zakona (formule) prema bilo kojem od

teme školskog tečaja fizike. Izračunavaju se zadaci visokog stupnja složenosti

zadaci koji odražavaju razinu zahtjeva za prijamne ispite na sveučilištima i

zahtijevaju primjenu znanja iz dva ili tri dijela fizike odjednom u modificiranim ili

nova situacija.

KIM 2007. sadržavao je zadatke na svim osnovnim sadržajima

dijelovi kolegija fizike:

1) “Mehanika” (kinematika, dinamika, statika, zakoni očuvanja u mehanici,

mehaničke vibracije i valovi);

2) “Molekularna fizika. Termodinamika";

3) “Elektrodinamika” (elektrostatika, istosmjerna struja, magnetsko polje,

elektromagnetska indukcija, elektromagnetske oscilacije i valovi, optika);

4) “Kvantna fizika” (elementi STR, valno-čestični dualitet, fizika

atom, fizika atomske jezgre).

Tablica 4.1 prikazuje distribuciju zadataka po blokovima sadržaja u svakom

iz dijelova ispitnog papira.

Tablica 4.1

ovisno o vrsti zadataka

Svi rade

(sa izborom

(sa kratkim

zadaci % Količina

zadaci % Količina

zadaci %

1 Mehanika 11-131 27,5-32,5 9-10 22,5-25,0 1 2,5 1-2 2,5-5,0

2 MCT i termodinamika 8-10 20,0-25,0 6-7 15,0-17,5 1 2,5 1-2 2,5-5,0

3 Elektrodinamika 12-14 30,0-35,5 9-10 22,5-15,0 2 5,0 2-3 5,0-7,5

4 Kvantna fizika i

STO 6-8 15,0-20,0 5-6 12,5-15,0 – – 1-2 2,5-5,0

Tablica 4.2 prikazuje distribuciju zadataka po blokovima sadržaja u

ovisno o razini težine.

Stol4.2

Raspodjela zadataka po dijelovima kolegija fizike

ovisno o razini težine

Svi rade

Osnovna razina

(sa izborom

Povišen

(sa izborom odgovora

i kratko

Visoka razina

(s proširenim

odjeljak za odgovore)

zadaci % Količina

zadaci % Količina

zadaci % Količina

zadaci %

1 Mehanika 11-13 27,5-32,5 7-8 17,5-20,0 3 7,5 1-2 2,5-5,0

2 MCT i termodinamika 8-10 20,0-25,0 5-6 12,5-15,0 2 5,0 1-2 2,5-5,0

3 Elektrodinamika 12-14 30,0-35,5 7-8 17,5-20,0 4 10,0 2-3 5,0-7,5

4 Kvantna fizika i

STO 6-8 15,0-20,0 4-5 10,0-12,5 1 2,5 1-2 2,5-5,0

Pri izradi sadržaja ispitnog rada vodili smo računa

potreba za provjerom ovladavanja raznim vrstama aktivnosti. pri čemu

zadaci za svaku od nizova opcija odabrani su uzimajući u obzir distribuciju prema vrsti

aktivnosti prikazane u tablici 4.3.

1 Promjena u broju zadataka za svaku temu je zbog različitih tema složenih zadataka C6 i

zadaci A30, provjera metodičkih sposobnosti na temelju gradiva iz različitih grana fizike, u

razne serije opcija.

Stol4.3

Raspodjela zadataka po vrsti aktivnosti

Vrste aktivnosti Količina

zadaci %

1 Razumjeti fizičko značenje modela, koncepata, količina 4-5 10,0-12,5

2 Objasniti fizikalne pojave, razlikovati utjecaj razli

čimbenici na nastanak pojava, manifestacije pojava u prirodi odn

njihovu primjenu u tehničkim uređajima i svakodnevnom životu

3 Primijenite zakone fizike (formule) za analizu procesa

razina kvalitete 6-8 15,0-20,0

4 Primijenite zakone fizike (formule) za analizu procesa

izračunata razina 10-12 25,0-30,0

5 Analizirati rezultate eksperimentalnih istraživanja 1-2 2,5-5,0

6 Analizirajte informacije dobivene iz grafikona, tablica, dijagrama,

fotografije2 10-12 25.0-30.0

7 Rješavanje zadataka različitih razina složenosti 13-14 32,5-35,0

Svi zadaci prvog i drugog dijela ispitnog rada ocijenjeni su 1

primarni rezultat. Rješenja zadataka u trećem dijelu (C1-C6) provjerila su dva stručnjaka u

u skladu s općim kriterijima ocjenjivanja, vodeći računa o ispravnosti i

potpunost odgovora. Maksimalna ocjena za sve zadatke s detaljnim odgovorom bila je 3

bodova. Zadatak se smatrao riješenim ako je učenik za njega osvojio najmanje 2 boda.

Na temelju bodova dobivenih za rješavanje svih ispitnih zadataka

rad, pretočen je u “testne” bodove na ljestvici od 100 bodova i u ocjene

na ljestvici od pet stupnjeva. Tablica 4.4 prikazuje odnose između primarnih,

rezultate testova korištenjem sustava od pet bodova u posljednje tri godine.

Stol4.4

Primarni omjer rezultata, rezultate testova i školske ocjene

Godine, bodovi 2 3 4 5

2007 primarni 0-11 12-22 23-35 36-52

test 0-32 33-51 52-68 69-100

2006 primarni 0-9 10-19 20-33 34-52

test 0-34 35-51 52-69 70-100

2005 primarni 0-10 11-20 21-35 36-52

test 0-33 34-50 51-67 68-100

Usporedba granica primarnih bodova pokazuje da su ove godine uvjeti

dobivanje odgovarajućih ocjena bili su stroži u odnosu na 2006. godinu, ali

približno odgovarao uvjetima iz 2005. To je bilo zbog činjenice da je u prošlosti

godine, jedinstveni ispit iz fizike nisu položili samo oni koji su planirali upisati sveučilišta

u predmetnom profilu, ali i gotovo 20% učenika (od ukupnog broja polaganih),

koji su učili fiziku na osnovnoj razini (za njih je ovaj ispit odlučio

regija obavezna).

Za ispit 2007. godine pripremljeno je ukupno 40 opcija,

koje su bile pet serija od 8 opcija, stvorenih prema različitim planovima.

Niz opcija razlikovao se po kontroliranim sadržajnim elementima i vrstama

aktivnosti za isti niz zadataka, ali općenito su svi imali otprilike

2 U ovom slučaju mislimo na oblik informacija predstavljen u tekstu zadatka ili distraktore,

dakle, isti zadatak može testirati dvije vrste aktivnosti.

iste prosječne razine težine i odgovara planu ispita

rad dat u prilogu 4.1.

4.2. Karakteristike sudionika jedinstvenog državnog ispita iz fizike2007 godine

Broj sudionika Jedinstvenog državnog ispita iz fizike ove godine bio je 70.052 ljudi, što

znatno niža nego prethodne godine i približno u skladu s pokazateljima

2005. (vidi tablicu 4.5). Broj regija u kojima su maturanti polagali jedinstveni državni ispit

fizike, porastao na 65. Broj maturanata koji su odabrali fiziku u formatu

Jedinstveni državni ispit značajno se razlikuje za različite regije: od 5316 ljudi. u Republici

Tatarstan do 51 osoba u Nenetskom autonomnom okrugu. Kao postotak od

na ukupan broj maturanata, broj sudionika Jedinstvenog državnog ispita iz fizike kreće se od

0,34% u Moskvi do 19,1% u regiji Samara.

Stol4.5

Broj polaznika ispita

Godina Broj Djevojke Dječaci

regije

sudionici Broj % Broj %

2005 54 68 916 18 006 26,1 50 910 73,9

2006 61 90 3893 29 266 32,4 61 123 67,6

2007 65 70 052 17 076 24,4 52 976 75,6

Ispit iz fizike biraju pretežno mladići, i to samo četvrtina

od ukupnog broja sudionika su djevojke koje su odlučile nastaviti

obrazovna sveučilišta s fizičkim i tehničkim profilom.

Raspodjela sudionika ispita po kategorijama ostaje gotovo nepromijenjena iz godine u godinu.

vrste naselja (vidi tablicu 4.6). Gotovo polovica maturanata koji su polagali

Jedinstveni državni ispit iz fizike, živi u velikim gradovima i samo 20% su studenti koji su završili

seoske škole.

Stol4.6

Raspodjela sudionika ispita prema vrsti naselja, u kojem

nalaze se njihove obrazovne ustanove

Broj ispitanika Postotak

Tip lokaliteta ispitanika

Ruralno naselje (selo,

selo, imanje itd.) 13.767 18.107 14.281 20,0 20,0 20,4

Urbano naselje

(radničko naselje, gradsko naselje

vrsta, itd.)

4 780 8 325 4 805 6,9 9,2 6,9

Grad s populacijom manjom od 50 tisuća ljudi 7.427 10.810 7.965 10,8 12,0 11,4

Grad sa populacijom od 50-100 tisuća ljudi 6.063 8.757 7.088 8,8 9,7 10,1

Grad sa populacijom od 100-450 tisuća ljudi 16.195 17.673 14.630 23,5 19,5 20,9

Grad sa populacijom od 450-680 tisuća ljudi 7.679 11.799 7.210 11,1 13,1 10,3

Grad s više od 680 tisuća stanovnika.

ljudi 13.005 14.283 13.807 18,9 15,8 19,7

Sankt Peterburg – 72 7 – 0,1 0,01

Moskva – 224 259 – 0,2 0,3

Nema podataka – 339 – – 0,4 –

Ukupno 68.916 90.389 70.052 100% 100% 100%

3 Godine 2006. u jednoj od regija prijamni ispiti za sveučilišta iz fizike održani su samo u

Format jedinstvenog državnog ispita. To je rezultiralo tako značajnim povećanjem broja sudionika Jedinstvenog državnog ispita.

Sastav ispita po vrstama obrazovanja ostaje gotovo nepromijenjen.

institucije (vidi tablicu 4.7). Kao i prošle godine, velika većina

ispitanih završilo je općeobrazovne ustanove, a samo oko 2%

maturanti su na ispit dolazili iz obrazovnih ustanova osnovnog odn

srednje strukovno obrazovanje.

Stol4.7

Raspodjela sudionika ispita prema vrsti obrazovne ustanove

Broj

ispitanici

postotak

Vrsta obrazovne ustanove ispitanika

2006 G. 2007 G. 2006 G. 2007 G.

Općeobrazovne ustanove 86.331 66.849 95,5 95,4

Večer (smjena) općeg obrazovanja

ustanove 487 369 0,5 0,5

Općeobrazovni internat,

kadetska škola, internat sa

početna letačka obuka

1 144 1 369 1,3 2,0

Obrazovne ustanove osnovnog i

srednje strukovno obrazovanje 1.469 1.333 1,7 1,9

Nema podataka 958 132 1,0 0,2

Ukupno: 90.389 70.052 100% 100%

4.3. Glavni rezultati ispitnog rada iz fizike

Općenito, rezultati ispitnog rada u 2007. godini bili su

nešto viši od prošlogodišnjih rezultata, ali približno na istoj razini kao

pokazatelji iz pretprošle godine. Tablica 4.8 prikazuje rezultate Jedinstvenog državnog ispita iz fizike 2007. godine.

na ljestvici od pet stupnjeva, a u tablici 4.9 i sl. 4.1 – na temelju rezultata testa od 100-

bodovna ljestvica. Radi jasnoće usporedbe, rezultati su prikazani u usporedbi s

prethodne dvije godine.

Stol4.8

Raspodjela sudionika ispita po razinama

priprema(postotak od ukupnog broja)

Godine “2” Oznake “p3o” 5 bodova “b4n” na skali “5”

2005 10,5% 40,7% 38,1% 10,7%

2006 16,0% 41,4% 31,1% 11,5%

2007 12,3% 43,2% 32,5% 12,0%

Stol4.9

Raspodjela sudionika ispita

na temelju rezultata testova dobivenih u2005-2007 yy.

Godina Ispitni interval ljestvice

razmjena 0-10 11-20 21-30 31-40 41-50 51-60 61-70 71-80 81-90 91-100

2005 0,09% 0,57% 6,69% 19,62% 24,27% 24,44% 16,45% 6,34% 1,03% 0,50% 68 916

2006 0,10% 0,19% 6,91% 23,65% 23,28% 19,98% 15,74% 7,21% 2,26% 0,68% 90 389

2007 0,07% 1,09% 7,80% 19,13% 27,44% 20,60% 14,82% 6,76% 1,74% 0,55% 70 052

0-10 11-20 21-30 31-40 41-50 51-60 61-70 71-80 81-90 91-100

Rezultat testa

Postotak učenika koji su primili

odgovarajući rezultat testa

Riža. 4.1 Raspodjela sudionika ispita prema dobivenim ocjenama

Tablica 4.10 prikazuje usporedbu ljestvice u ispitnim bodovima od 100

ljestvica s rezultatima rješavanja zadataka ispitne verzije u osnovnoj

Stol4.10

Usporedba intervala primarnih i ispitnih rezultata u2007 godina

Podjela ljestvice

ispitni bodovi 0-10 11-20 21-30 31-40 41-50 51-60 61-70 71-80 81-90 91-100

Podjela ljestvice

primarni bodovi 0-3 4-6 7-10 11-15 16-22 23-29 30-37 38-44 45-48 49-52

Za primanje 35 bodova (ocjena 3, primarna ocjena – 13) ispitanik

Bilo je dovoljno točno odgovoriti na 13 najjednostavnijih pitanja iz prvog dijela

raditi. Da bi postigao 65 bodova (ocjena 4, početni rezultat – 34), maturant mora

bio je, primjerice, točno odgovoriti na 25 pitanja s višestrukim izborom, riješiti tri od četiri

probleme s kratkim odgovorom, a također se nositi s dva problema visoke razine

poteškoće. Oni koji su dobili 85 bodova (ocjena 5, primarna ocjena – 46)

savršeno odradio prvi i drugi dio rada i riješio najmanje četiri zadatka

treći dio.

Najbolji od najboljih (raspon od 91 do 100 bodova) trebaju ne samo

slobodno se kretati svim pitanjima školskog tečaja fizike, ali i praktično

Izbjegavajte čak i tehničke pogreške. Dakle, da biste dobili 94 boda (primarni rezultat

– 49) bilo je moguće „ne dobiti“ samo 3 primarna boda, dopuštajući npr.

aritmetičke pogreške pri rješavanju jednog od zadataka visoke razine složenosti

i pogriješiti u odgovoru na bilo koja dva pitanja s višestrukim izborom.

Nažalost, ove godine nije došlo do povećanja broja diplomiranih studenata

Prema rezultatima Jedinstvenog državnog ispita iz fizike, najviši mogući rezultat. U tablici 4.11

Naveden je broj 100 bodova u posljednje četiri godine.

Stol4.11

Broj ispitanika, koji su bodovali prema rezultatima ispita100 bodova

Godina 2004. 2005. 2006. 2007

Broj učenika 6 23 33 28

Ovogodišnji lideri su 27 dječaka i samo jedna djevojčica (Romanova A.I. iz

Novovoronješka srednja škola br. 1). Kao i prošle godine, među maturantima Liceja br. 153

Ufa - dva učenika odjednom koji su osvojili 100 bodova. Isti rezultati (dva 100-

Gimnazija broj 4 koja nosi njihovo ime također je postigla rezultat. KAO. Puškina u Yoshkar-Oli.

Ta se udaljenost može procijeniti poznavanjem gustoće tvari i molarne mase. Koncentracija – broj čestica po jedinici volumena povezan je s gustoćom, molarnom masom i Avogadrovim brojem odnosom:

gdje je gustoća tvari.

Recipročna vrijednost koncentracije je volumen po jedančestica, a udaljenost između čestica, dakle, udaljenost između čestica:

Za tekućine i čvrste tvari gustoća slabo ovisi o temperaturi i tlaku, stoga je gotovo stalna vrijednost i približno jednaka, tj. Udaljenost između molekula je reda veličine samih molekula.

Gustoća plina jako ovisi o tlaku i temperaturi. U normalnim uvjetima (tlak, temperatura 273 K), gustoća zraka je približno 1 kg/m 3, molarna masa zraka je 0,029 kg/mol, tada procjena pomoću formule (5.6) daje vrijednost. Dakle, u plinovima je udaljenost između molekula puno veća od veličine samih molekula.

Kraj posla -

Ova tema pripada odjeljku:

Fizika

Savezna državna proračunska obrazovna ustanova.. Visoko stručno obrazovanje.. Orenburški državni institut za menadžment..

Ako trebate dodatne materijale o ovoj temi ili niste pronašli ono što ste tražili, preporučamo pretraživanje naše baze radova:

Što ćemo učiniti s primljenim materijalom:

Ako vam je ovaj materijal bio koristan, možete ga spremiti na svoju stranicu na društvenim mrežama:

Sve teme u ovom odjeljku:

Fizičke osnove nerelativističke mehanike
Mehanika proučava mehaničko kretanje. Mehaničko kretanje je promjena položaja tijela ili dijelova tijela u odnosu na druga tijela ili dijelove tijela.

Kinematika materijalne točke. Kinematika krutog tijela
Metode zadavanja gibanja materijalne točke u kinematici. Osnovni kinematički parametri: putanja, putanja, pomak, brzina, normalno, tangencijalno i puno ubrzanje

Dinamika materijalne točke i translatorno gibanje krutog tijela
Tromost tijela. Težina. Puls. Međudjelovanje tijela. Sila. Newtonovi zakoni. Vrste sila u mehanici. Gravitacijske sile. Reakcija tla i težina. Elastična sila. Sila trenja. Deformacija elastičnih tijela. OKO

Dinamika rotacijskog gibanja
Osnovna jednadžba za dinamiku rotacijskog gibanja apsolutno krutog tijela. Trenutak moći. Moment u odnosu na točku i os. Moment tromosti krutog tijela u odnosu na glavni

Zakoni održanja i promjene količine gibanja i kutne količine gibanja u mehanici
Telefonski sustavi Svaki skup tijela naziva se sustavom tijela. Ako na tijela uključena u sustav ne utječu druga tijela koja nisu uključena

Rad i snaga u mehanici
Rad i snaga sile i moment sila. ; ; ; ; ; Mehanički rad i potencijalna energija

Energetski LGO
Kretanje u bilo kojoj potencijalnoj jažici je oscilatorno kretanje (slika 2.1.1). Slika 2.1.1. Oscilatorno gibanje u potencijalnoj jažici

Opružno njihalo
Zakon očuvanja i transformacije energije osciliranja opružnog njihala (sl. 2.1.2): EPmax = EP + EK =

Fizičko njihalo
Zakon održanja i transformacije energije titranja fizičkog njihala (sl. 2.1.3): Sl. 2.1.3. Fizičko njihalo: O - točka

Fizičko njihalo
Jednadžba osnovnog zakona dinamike rotacijskog gibanja apsolutno krutog tijela: .(2.1.33) Budući da je za fizičko njihalo (sl. 2.1.6), tada.

Opruga i fizikalna (matematička) njihala
Za proizvoljne oscilatorne sustave diferencijalna jednadžba vlastitih oscilacija ima oblik: .(2.1.43) Ovisnost pomaka o vremenu (sl. 2.1.7)

Dodavanje vibracija
Zbrajanje titraja istog smjera Razmotrimo zbrajanje dva harmonijska titraja iste frekvencije. Pomak x tijela koje oscilira bit će zbroj pomaka xl

Načini raspadanja
β < ω0 – квазипериодический колебательный режим (рис. 2.2.2). Рис. 2.2.2. График затухающих колебаний

Parametri prigušenih oscilacija
koeficijent prigušenja b Ako se tijekom nekog vremena te amplituda oscilacija smanji za e puta, tada. onda, ah, sljedeći

Opružno njihalo
U skladu s drugim Newtonovim zakonom: , (2.2.17) gdje je (2.2.18) vanjska periodična sila koja djeluje na opružno njihalo.

Proces uspostavljanja prisilnih kontinuiranih oscilacija
Proces uspostavljanja prisilnih neprigušenih oscilacija može se prikazati kao proces zbrajanja dvaju oscilacija: 1. prigušenih oscilacija (sl. 2.2.8); ; &nb

Osnove specijalne teorije relativnosti
Osnove specijalne teorije relativnosti. Transformacije koordinata i vremena (1) Pri t = t’ = 0 ishodišta koordinata oba sustava se podudaraju: x0

Električni naboji. Metode za dobivanje naknada. Zakon održanja električnog naboja
U prirodi postoje dvije vrste električnih naboja, konvencionalno nazvani pozitivni i negativni. Povijesno pozitivno se zove zora

Međudjelovanje električnih naboja. Coulombov zakon. Primjena Coulombova zakona za izračunavanje sila međudjelovanja produženih nabijenih tijela
Zakon međudjelovanja električnih naboja uspostavio je 1785. Charles Coulomb (Coulomb Sh., 1736-1806). Privjesak je mjerio silu međudjelovanja između dvije male nabijene kuglice ovisno o brzini

Električno polje. Jačina električnog polja. Princip superpozicije električnih polja
Međudjelovanje električnih naboja provodi se putem posebne vrste materije koju generiraju nabijene čestice - električno polje. Električni naboji mijenjaju svojstva

Osnovne jednadžbe elektrostatike u vakuumu. Vektorski tok jakosti električnog polja. Gaussov teorem
Po definiciji, tok vektorskog polja kroz područje je veličina (Sl. 2.1) Sl. 2.1. Prema definiciji vektorskog toka.

Primjena Gaussovog teorema za izračunavanje električnih polja
U brojnim slučajevima Gaussov teorem omogućuje pronalaženje jakosti električnog polja produženih nabijenih tijela bez pribjegavanja izračunavanju glomaznih integrala. To se obično odnosi na tijela čiji geometar

Rad sila polja za pomicanje naboja. Potencijal i razlika potencijala električnog polja
Kao što slijedi iz Coulombova zakona, sila koja djeluje na točkasti naboj q u električnom polju stvorenom drugim nabojima je središnja. Podsjetimo da je središnji

Odnos između intenziteta električnog polja i potencijala. Potencijalni gradijent. Teorem o cirkulaciji električnog polja
Napetost i potencijal dvije su karakteristike istog objekta - električnog polja, stoga između njih mora postojati funkcionalna veza. Doista, rad sa

Potencijali najjednostavnijih električnih polja
Iz odnosa koji određuje odnos između intenziteta i potencijala električnog polja slijedi formula za izračunavanje potencijala polja: gdje se vrši integracija

Polarizacija dielektrika. Slobodni i vezani troškovi. Glavne vrste polarizacije dielektrika
Pojava pojave električnih naboja na površini dielektrika u električnom polju naziva se polarizacija. Nastali naboji su polarizirani

Vektor polarizacije i vektor električne indukcije
Za kvantitativno karakteriziranje polarizacije dielektrika uvodi se koncept vektora polarizacije kao ukupnog (ukupnog) dipolnog momenta svih molekula po jedinici volumena dielektrika.

Jakost električnog polja u dielektriku
U skladu s načelom superpozicije, električno polje u dielektriku je vektorski sastavljeno od vanjskog polja i polja polarizacijskih naboja (sl. 3.11). ili po apsolutnoj vrijednosti

Rubni uvjeti za električno polje
Pri prelasku sučelja između dvaju dielektrika s različitim dielektričnim konstantama ε1 i ε2 (sl. 3.12) potrebno je uzeti u obzir granične sile

Električni kapacitet vodiča. Kondenzatori
Naboj q koji se prenosi na izolirani vodič stvara električno polje oko njega, čiji je intenzitet proporcionalan veličini naboja. Potencijal polja φ je pak povezan

Proračun kapaciteta jednostavnih kondenzatora
Prema definiciji, kapacitet kondenzatora je: , gdje je (integral uzet duž linije polja između ploča kondenzatora). Stoga, opća formula za izračunavanje e

Energija sustava stacionarnih točkastih naboja
Kao što već znamo, sile s kojima nabijena tijela međusobno djeluju su potencijalne. Prema tome, sustav nabijenih tijela ima potencijalnu energiju. Kad se otklone optužbe

Trenutne karakteristike. Jačina i gustoća struje. Pad potencijala duž vodiča kojim teče struja
Svako uređeno kretanje naboja naziva se električna struja. Nositelji naboja u vodljivim medijima mogu biti elektroni, ioni, "rupe" pa čak i makroskopski

Ohmov zakon za homogeni dio lanca. Otpor vodiča
Postoji funkcionalni odnos između pada potencijala - napona U i struje u vodiču I, koji se naziva strujno-naponska karakteristika danog p

Da bi električna struja tekla u vodiču, na njegovim se krajevima mora održavati razlika potencijala. Očito, nabijeni kondenzator se ne može koristiti u tu svrhu. Akcijski

Razgranati lanci. Kirchhoffova pravila
Električni krug koji sadrži čvorove naziva se razgranati krug. Čvor je mjesto u krugu gdje se sastaju tri ili više vodiča (slika 5.14).

Otporna veza
Veza otpora može biti serijska, paralelna i mješovita. 1) Serijska veza. U serijskom spoju, struja teče kroz sve

Pomicanjem električnih naboja duž zatvorenog kruga, izvor struje radi. Razlikuje se koristan i potpun rad izvora struje.

Međudjelovanje vodiča sa strujom. Amperov zakon
Poznato je da permanentni magnet djeluje na vodič sa strujom (na primjer, okvir sa strujom); poznata je i suprotna pojava - na permanentni magnet djeluje vodič kroz koji teče struja (npr.

Biot-Savart-Laplaceov zakon. Princip superpozicije magnetskih polja
Pokretni električni naboji (struje) mijenjaju svojstva prostora koji ih okružuje – stvaraju u njemu magnetsko polje. Ovo polje se očituje u činjenici da žice postavljene u njemu

Strujni krug u magnetskom polju. Magnetski moment struje
U mnogim slučajevima imamo posla sa zatvorenim strujama, čije su dimenzije male u usporedbi s udaljenošću od njih do točke promatranja. Takva strujanja ćemo nazvati elementarnim

Magnetsko polje na osi kružnog svitka sa strujom
Prema Biot-Savart-Laplaceovom zakonu, indukcija magnetskog polja koju stvara strujni element dl na udaljenosti r od njega je, gdje je α kut između strujnog elementa i polumjera

Momenti sila koje djeluju na strujni krug u magnetskom polju
Postavimo ravni pravokutni strujni krug (okvir) sa strujom u jednoliko magnetsko polje s indukcijom (sl. 9.2).

Energija kruga sa strujom u magnetskom polju
Krug kojim teče struja postavljen u magnetsko polje ima rezervu energije. Doista, da bi se krug kojim teče struja zakrenuo za određeni kut u smjeru suprotnom od smjera njegove rotacije u magnetskom polju

Strujni krug u nejednolikom magnetskom polju
Ako se krug s strujom nalazi u nejednolikom magnetskom polju (sl. 9.4), tada na njega, osim zakretnog momenta, djeluje i sila zbog prisutnosti gradijenta magnetskog polja. Projekcija ovoga

Rad pri pomicanju kruga kojim teče struja u magnetskom polju
Razmotrimo komad vodiča kroz koji teče struja koji se može slobodno kretati duž dvije vodilice u vanjskom magnetskom polju (slika 9.5). Magnetsko polje smatrat ćemo jednolikim i usmjerenim pod kutom

Vektorski tok magnetske indukcije. Gaussov teorem u magnetostatici. Vrtložna priroda magnetskog polja
Tok vektora kroz bilo koju plohu S zove se integral: , gdje je projekcija vektora na normalu na plohu S u danoj točki (sl. 10.1). Slika 10.1. DO

Teorem o cirkulaciji magnetskog polja. Magnetski napon
Kruženje magnetskog polja po zatvorenoj konturi l naziva se integralom: , gdje je projekcija vektora na smjer tangente na konturu u određenoj točki. Relevantno

Magnetsko polje solenoida i toroida
Primijenimo dobivene rezultate da pronađemo jakost magnetskog polja na osi ravnog dugog solenoida i toroida. 1) Magnetsko polje na osi ravnog dugog solenoida.

Magnetsko polje u tvari. Ampereova hipoteza o molekularnim strujama. Vektor magnetizacije
Različite tvari su u različitim stupnjevima sposobne za magnetizaciju: to jest, pod utjecajem magnetskog polja u kojem se nalaze, poprimaju magnetski moment. Neke tvari

Opis magnetskog polja u magnetima. Jakost i indukcija magnetskog polja. Magnetska susceptibilnost i magnetska permeabilnost tvari
Magnetizirana tvar stvara magnetsko polje, koje se superponira na vanjsko polje (polje u vakuumu). Oba polja u zbroju daju rezultirajuće magnetsko polje s indukcijom, a prema

Rubni uvjeti za magnetsko polje
Pri prelasku sučelja između dva magneta s različitim magnetskim permeabilitetima μ1 i μ2, linije magnetskog polja doživljavaju

Magnetski momenti atoma i molekula
Atomi svih tvari sastoje se od pozitivno nabijene jezgre i negativno nabijenih elektrona koji se kreću oko nje. Svaki elektron koji se kreće po orbiti tvori kružnu struju sile – h

Priroda dijamagnetizma. Larmoreov teorem
Ako se atom postavi u vanjsko magnetsko polje s indukcijom (sl. 12.1), tada će na elektron koji se kreće u orbiti djelovati rotacijski moment sila, nastojeći uspostaviti magnetski moment elektrona

Paramagnetizam. Curiejev zakon. Langevinova teorija
Ako je magnetski moment atoma različit od nule, tada se tvar pokazuje paramagnetskom. Vanjsko magnetsko polje nastoji uspostaviti magnetske momente atoma duž

Elementi teorije feromagnetizma. Pojam razmjenskih sila i domenske strukture feromagneta. Curie-Weissov zakon
Kao što je ranije navedeno, feromagnete karakterizira visok stupanj magnetizacije i nelinearna ovisnost o. Osnovna krivulja magnetiziranja feromagnetika

Sile koje djeluju na nabijenu česticu u elektromagnetskom polju. Lorentzova sila
Već znamo da na vodič kroz koji teče struja u magnetskom polju djeluje Amperova sila. Ali struja u vodiču je usmjereno kretanje naboja. To upućuje na zaključak da sila de

Gibanje nabijene čestice u jednoličnom konstantnom električnom polju
U ovom slučaju Lorentzova sila ima samo električnu komponentu. Jednadžba gibanja čestice u ovom slučaju je: . Razmotrimo dvije situacije: a)

Gibanje nabijene čestice u jednoličnom konstantnom magnetskom polju
U ovom slučaju Lorentzova sila ima samo magnetsku komponentu. Jednadžba gibanja čestice, zapisana u Kartezijevom koordinatnom sustavu, u ovom slučaju je: .

Praktične primjene Lorentzove sile. Hall efekt
Jedna od dobro poznatih manifestacija Lorentzove sile je učinak koji je otkrio Hall (Hall E., 1855-1938) 1880. godine. _ _ _ _ _ _

Fenomen elektromagnetske indukcije. Faradayev zakon i Lenzovo pravilo. EMF indukcije. Elektronski mehanizam za nastanak indukcijske struje u metalima
Fenomen elektromagnetske indukcije otkriven je 1831. godine. Michael Faraday (Faraday M., 1791-1867), koji je ustanovio da u svakom zatvorenom vodljivom krugu, kada se znoj mijenja

Fenomen samoindukcije. Induktivnost vodiča
Kad god se promijeni struja u vodiču, mijenja se i njegovo magnetsko polje. Uz to se mijenja i tok magnetske indukcije koji prodire kroz površinu prekrivenu konturom vodiča.

Prijelazni procesi u električnim krugovima koji sadrže induktivitet. Ekstra struje zatvaranja i prekida
S bilo kojom promjenom jakosti struje u bilo kojem krugu, u njemu se pojavljuje samoinduktivna emf, što uzrokuje pojavu dodatnih struja u ovom krugu, nazvanih dodatnim strujama

Energija magnetskog polja. Gustoća energije
U pokusu, čiji je dijagram prikazan na slici 14.7, nakon otvaranja sklopke kroz galvanometar neko vrijeme teče opadajuća struja. Rad te struje jednak je radu vanjskih sila čiju ulogu ima ED

Usporedba osnovnih teorema elektrostatike i magnetostatike
Do sada smo proučavali statička električna i magnetska polja, odnosno polja koja stvaraju stacionarni naboji i istosmjerne struje.

Vrtložno električno polje. Maxwellova prva jednadžba
Pojava indukcijske struje u nepomičnom vodiču pri promjeni magnetskog toka ukazuje na pojavu vanjskih sila u krugu koje pokreću naboje. Kao što smo već

Maxwellova hipoteza o struji pomaka. Interkonvertibilnost električnog i magnetskog polja. Maxwellova treća jednadžba
Maxwellova glavna ideja je ideja o interkonvertibilnosti električnog i magnetskog polja. Maxwell je sugerirao da nisu samo izmjenična magnetska polja izvori

Diferencijalni oblik Maxwellovih jednadžbi
1. Primjenom Stokesovog teorema transformiramo lijevu stranu Maxwellove prve jednadžbe u oblik: . Tada se sama jednadžba može prepisati kao, odakle

Zatvoreni sustav Maxwellovih jednadžbi. Materijalne jednadžbe
Za zatvaranje sustava Maxwellovih jednadžbi također je potrebno naznačiti vezu između vektora, odnosno specificirati svojstva materijalnog medija u kojem se elektron promatra.

Korolari iz Maxwellovih jednadžbi. Elektromagnetski valovi. Brzina svjetlosti
Razmotrimo neke od glavnih posljedica koje slijede iz Maxwellovih jednadžbi danih u tablici 2. Prije svega napominjemo da su te jednadžbe linearne. Iz toga slijedi da

Električni oscilatorni krug. Thomsonova formula
U krugu koji sadrži induktivitet L i kapacitet C mogu se pojaviti elektromagnetske oscilacije (slika 16.1). Takav krug naziva se oscilatorni krug. Uzbuditi se

Slobodne prigušene oscilacije. Kvaliteta oscilatornog kruga
Svaki realni oscilatorni krug ima otpor (sl. 16.3). Energija električnih oscilacija u takvom krugu postupno se troši na zagrijavanje otpora, pretvarajući se u Jouleovu toplinu

Prisilne električne oscilacije. Metoda vektorskog dijagrama
Ako je izvor promjenjivog EMF-a uključen u krug električnog kruga koji sadrži kapacitet, induktivitet i otpor (slika 16.5), tada u njemu, zajedno s vlastitim prigušenim oscilacijama,

Pojave rezonancije u oscilatornom krugu. Rezonancija napona i rezonancija struje
Kao što slijedi iz gornjih formula, pri frekvenciji EMF varijable ω jednakoj, vrijednost amplitude struje u oscilatornom krugu je

Valna jednadžba. Vrste i karakteristike valova
Proces širenja vibracija u prostoru naziva se valni proces ili jednostavno val. Valovi različite prirode (zvučni, elastični,

Elektromagnetski valovi
Iz Maxwellovih jednadžbi proizlazi da ako se uz pomoć naboja pobudi izmjenično električno ili magnetsko polje, u okolnom prostoru nastat će niz međusobnih transformacija.

Energija i količina gibanja elektromagnetskog vala. Pointingov vektor
Širenje elektromagnetskog vala prati prijenos energije i količine gibanja elektromagnetskog polja. Da bismo to potvrdili, pomnožimo skalarno prvu Maxwellovu jednadžbu u diferencijal

Elastični valovi u čvrstim tijelima. Analogija s elektromagnetskim valovima
Zakoni širenja elastičnih valova u čvrstim tijelima slijede iz općih jednadžbi gibanja homogenog elastično deformiranog medija: , gdje je ρ

Stojeći valovi
Kada se dva suprotna vala s istom amplitudom superponiraju, nastaju stojni valovi. Do pojave stojnih valova dolazi, primjerice, kada se valovi odbijaju od prepreke. P

Doppler efekt
Kada se izvor i/ili prijamnik zvučnih valova pomiču u odnosu na medij u kojem se zvuk širi, frekvencija ν koju prijemnik percipira može biti otprilike

Molekularna fizika i termodinamika
Uvod. Predmet i zadaci molekularne fizike. Molekularna fizika proučava stanje i ponašanje makroskopskih objekata pod vanjskim utjecajima (br

Količina tvari
Makroskopski sustav mora sadržavati broj čestica usporediv s Avogadrovim brojem da bi se mogao razmatrati u okviru statističke fizike. Avogadro zove broj

Kinetički parametri plina
Srednji slobodni put je prosječna udaljenost koju prijeđe molekula plina između dva uzastopna sudara, određena formulom: . (4.1.7) U ovom obliku

Idealan tlak plina
Pritisak plina na stijenku posude rezultat je sudara molekula plina s njom. Svaka molekula pri sudaru prenosi određeni impuls na stijenku, dakle, djeluje na stijenku s n

Diskretna slučajna varijabla. Pojam vjerojatnosti
Pogledajmo koncept vjerojatnosti na jednostavnom primjeru. Neka u kutiji budu pomiješane bijele i crne kuglice koje se ne razlikuju jedna od druge osim po boji. Radi jednostavnosti hoćemo

Raspodjela molekula po brzini
Iskustvo pokazuje da brzine molekula plina koje su u stanju ravnoteže mogu imati vrlo različite vrijednosti - i vrlo velike i blizu nule. Brzina molekula može

Osnovna jednadžba molekularne kinetičke teorije
Prosječna kinetička energija translatornog gibanja molekula jednaka je: . (4.2.15) Dakle, apsolutna temperatura proporcionalna je prosječnoj kinetičkoj energiji

Broj stupnjeva slobode molekule
Formula (31) određuje samo energiju translatornog gibanja molekule. Molekule jednoatomskog plina imaju ovu prosječnu kinetičku energiju. Za poliatomske molekule potrebno je uzeti u obzir doprinos k

Unutarnja energija idealnog plina
Unutarnja energija idealnog plina jednaka je ukupnoj kinetičkoj energiji gibanja molekula: Unutarnja energija jednog mola idealnog plina jednaka je: (4.2.20) Unutarnja energija

Barometrijska formula. Boltzmannova distribucija
Atmosferski tlak na visini h određen je težinom gornjih slojeva plina. Ako se temperatura zraka T i ubrzanje gravitacije g ne mijenjaju s visinom, tada je tlak zraka P na visini

Prvi zakon termodinamike. Termodinamički sustav. Vanjski i unutarnji parametri. Termodinamički proces
Riječ "termodinamika" dolazi od grčkih riječi thermos - toplina i dinamika - sila. Termodinamika je nastala kao znanost o pokretačkim silama koje nastaju tijekom toplinskih procesa, zakon

Stanje ravnoteže. Ravnotežni procesi
Ako svi parametri sustava imaju određene vrijednosti koje ostaju konstantne pod stalnim vanjskim uvjetima neodređeno dugo vremena, tada se takvo stanje sustava naziva ravnoteža, odn.

Mendeljejev - Klapejronova jednadžba
U stanju termodinamičke ravnoteže, svi parametri makroskopskog sustava ostaju nepromijenjeni onoliko dugo koliko se želi pod stalnim vanjskim uvjetima. Eksperiment pokazuje da za bilo koji

Unutarnja energija termodinamičkog sustava
Osim termodinamičkih parametara P, V i T, termodinamički sustav karakterizira određena funkcija stanja U, koja se naziva unutarnja energija. Ako je oznaka

Pojam toplinskog kapaciteta
Prema prvom zakonu termodinamike, količina topline dQ koja se prenosi sustavu mijenja njegovu unutarnju energiju dU i rad dA koji sustav izvrši na vanjskoj

Tekst predavanja
Sastavila: GumarovaSonia Faritovna Knjiga je objavljena u autorskom izdanju Sub. za ispis 00.00.00. format 60x84 1/16. Bum. O

Plinski zakoni i osnove ICT-a.

Ako je plin dovoljno razrijeđen (a to je uobičajena stvar; najčešće imamo posla s razrijeđenim plinovima), tada se gotovo svaki izračun vrši pomoću formule koja povezuje tlak P, volumen V, količinu plina ν i temperaturu T - ovo je poznata "jednadžba stanja idealnog plina" P·V= ν·R·T. Kako pronaći jednu od ovih veličina ako su zadane sve ostale vrlo je jednostavno i razumljivo. Ali problem se može formulirati na takav način da će se pitanje odnositi na neku drugu veličinu - na primjer, o gustoći plina. Dakle, zadatak: pronaći gustoću dušika pri temperaturi od 300 K i tlaku od 0,2 atm. Idemo to riješiti. Sudeći po stanju, plin je dosta razrijeđen (razrijeđenim se može smatrati zrak koji se sastoji od 80% dušika i pri znatno višem tlaku, slobodno ga udišemo i lako prolazimo kroz njega), a da nije tako, nemamo nikakve druge formule ne - koristimo ovu omiljenu. Uvjet ne specificira volumen bilo kojeg dijela plina; postavimo ga sami. Uzmimo 1 kubni metar dušika i pronađimo količinu plina u tom volumenu. Poznavajući molarnu masu dušika M = 0,028 kg/mol, nalazimo masu ovog dijela - i problem je riješen. Količina plina ν= P·V/R·T, masa m = ν·M = M·P·V/R·T, dakle gustoća ρ= m/V = M·P/R·T = 0,028·20000/ ( 8,3·300) ≈ 0,2 kg/m3. Volumen koji smo odabrali nije uključen u odgovor; odabrali smo ga zbog specifičnosti - ovako je lakše zaključiti, jer ne morate odmah shvatiti da volumen može biti bilo koji, ali će gustoća biti ista. Međutim, možete shvatiti da "uzimajući volumen, recimo, pet puta veći, povećat ćemo količinu plina točno pet puta, dakle, bez obzira na volumen koji uzmemo, gustoća će biti ista." Možete jednostavno prepisati svoju omiljenu formulu, zamijenivši u nju izraz za količinu plina kroz masu dijela plina i njegovu molarnu masu: ν = m/M, tada se odmah izražava omjer m/V = M P/R T , a ovo je gustoća . Moglo se uzeti mol plina i pronaći volumen koji on zauzima, nakon čega se odmah nalazi gustoća, jer je masa mola poznata. Općenito, što je problem jednostavniji, to su ekvivalentniji i ljepši načini za njegovo rješavanje...
Evo još jednog problema gdje se pitanje može činiti neočekivanim: pronađite razliku u tlaku zraka na visini od 20 m i na visini od 50 m iznad razine tla. Temperatura 00C, pritisak 1 atm. Rješenje: ako nađemo gustoću zraka ρ pod tim uvjetima, tada je razlika tlakova ∆P = ρ·g·∆H. Gustoću nalazimo na isti način kao u prethodnom zadatku, jedina poteškoća je što je zrak mješavina plinova. Uz pretpostavku da se sastoji od 80% dušika i 20% kisika, nalazimo masu mola smjese: m = 0,8 0,028 + 0,2 0,032 ≈ 0,029 kg. Volumen koji zauzima ovaj mol je V= R·T/P, a gustoća se nalazi kao omjer tih dviju veličina. Tada je sve jasno, odgovor će biti otprilike 35 Pa.
Gustoću plina morat će se izračunati i pri pronalaženju, na primjer, sile dizanja balona određenog volumena, pri izračunavanju količine zraka u bocama za ronjenje potrebne za disanje pod vodom određeno vrijeme, pri izračunavanju broja magarci potrebni za prijenos određene količine živine pare kroz pustinju i u mnogim drugim slučajevima.
Ali zadatak je složeniji: električni čajnik bučno kipi na stolu, potrošnja energije je 1000 W, učinkovitost. grijač 75% (ostatak “ide” u okolni prostor). Mlaz pare izlazi iz izljeva - površina "izljeva" je 1 cm2. Procijenite brzinu plina u tom mlazu. Uzmite sve potrebne podatke iz tablica.
Riješenje. Pretpostavimo da se iznad vode u kotlu stvara zasićena para, tada mlaz zasićene vodene pare izleti iz grlića na +1000C. Tlak takve pare je 1 atm, lako je pronaći njegovu gustoću. Znajući snagu utrošenu za isparavanje R= 0,75·R0 = 750 W i specifičnu toplinu isparavanja (isparavanja) r = 2300 kJ/kg, naći ćemo masu pare koja nastaje tijekom vremena τ: m= 0,75R0·τ/r . Znamo gustoću, onda je lako pronaći volumen te količine pare. Ostalo je već jasno - zamislite ovaj volumen u obliku stupca s površinom poprečnog presjeka od 1 cm2, duljina tog stupca podijeljena s τ dat će nam brzinu odlaska (ova duljina odlijeće u sekundi ). Dakle, brzina mlaza koji izlazi iz grlića kuhala za vodu je V = m/(ρ S τ) = 0,75 P0 τ/(r ρ S τ) = 0,75 P0 R T/(r P M ·S) = 750·8,3· 373/(2,3·106·1·105·0,018·1·10-4) ≈ 5 m/s.
(c) Zilberman A. R.

U plinovima je udaljenost između molekula i atoma obično mnogo veća od veličine molekula, a privlačne sile su vrlo male. Dakle, plinovi nemaju svoj oblik i stalni volumen. Plinovi se lako komprimiraju jer su i odbojne sile na velikim udaljenostima male. Plinovi imaju svojstvo da se beskonačno šire, ispunjavajući cijeli volumen koji im je osiguran. Molekule plina gibaju se vrlo velikim brzinama, sudaraju se jedna s drugom i odbijaju jedna od druge u različitim smjerovima. Brojni udari molekula o stijenke posude stvaraju tlak plina.

Kretanje molekula u tekućinama

U tekućinama, molekule ne samo da osciliraju oko ravnotežnog položaja, već i skaču iz jednog ravnotežnog položaja u drugi. Ti se skokovi javljaju povremeno. Vremenski interval između takvih skokova naziva se prosječno vrijeme nastanjenog života(ili prosječno vrijeme opuštanja) i označen je slovom ?. Drugim riječima, vrijeme relaksacije je vrijeme oscilacija oko jednog određenog ravnotežnog položaja. Na sobnoj temperaturi ovo vrijeme u prosjeku iznosi 10 -11 s. Vrijeme jedne oscilacije je 10 -12 ... 10 -13 s.

Vrijeme sjedilačkog života smanjuje se s porastom temperature. Udaljenost između molekula tekućine manja je od veličine molekula, čestice su smještene blizu jedna drugoj, a međumolekulsko privlačenje je jako. Međutim, raspored molekula tekućine nije strogo uređen u cijelom volumenu.

Tekućine, kao i čvrste tvari, zadržavaju svoj volumen, ali nemaju vlastiti oblik. Stoga poprimaju oblik posude u kojoj se nalaze. Tekućina ima sljedeća svojstva: fluidnost. Zahvaljujući ovom svojstvu, tekućina se ne opire promjeni oblika, malo je stlačena, a njena fizikalna svojstva su ista u svim smjerovima unutar tekućine (izotropija tekućina). Prirodu molekularnog gibanja u tekućinama prvi je ustanovio sovjetski fizičar Jakov Iljič Frenkel (1894. - 1952.).

Kretanje molekula u čvrstim tijelima

Molekule i atomi krutine raspoređeni su u određenom redu i obliku kristalna rešetka. Takve čvrste tvari nazivaju se kristalne. Atomi vrše vibracijska kretanja oko ravnotežnog položaja, a privlačnost među njima je vrlo jaka. Stoga čvrste tvari u normalnim uvjetima zadržavaju svoj volumen i imaju svoj oblik.