Cietās vielas ir tās vielas, kas spēj veidot ķermeņus un kurām ir tilpums. Pēc formas tie atšķiras no šķidrumiem un gāzēm. Cietās vielas saglabā ķermeņa formu, jo to daļiņas nevar brīvi pārvietoties. Tie atšķiras pēc blīvuma, plastiskuma, elektrovadītspējas un krāsas. Viņiem ir arī citas īpašības. Piemēram, lielākā daļa šo vielu karsēšanas laikā kūst, iegūstot šķidru agregācijas stāvokli. Daži no tiem, uzkarsējot, nekavējoties pārvēršas gāzē (sublimātā). Bet ir arī tādi, kas sadalās citās vielās.

Cieto vielu veidi

Visas cietās vielas ir sadalītas divās grupās.

1. Amorfs, kurā atsevišķas daļiņas ir izkārtotas nejauši. Citiem vārdiem sakot: tiem nav skaidras (definētas) struktūras. Šīs cietās vielas spēj izkausēt noteiktā temperatūras diapazonā. Visizplatītākie no tiem ir stikls un sveķi.
2. Kristāliskie, kurus savukārt iedala 4 veidos: atomu, molekulāro, jonu, metālisko. Tajos daļiņas atrodas tikai pēc noteikta parauga, proti, kristāla režģa mezglos. Tās ģeometrija dažādās vielās var ievērojami atšķirties.

Cietās kristāliskās vielas pēc to skaita dominē pār amorfām vielām.

Kristālisko cietvielu veidi

Cietā stāvoklī gandrīz visām vielām ir kristāliska struktūra. Tie atšķiras ar režģiem to mezglos, kas satur dažādas daļiņas un ķīmiskos elementus. Saskaņā ar tiem viņi saņēma savus vārdus. Katram veidam ir raksturīgas īpašības:

• Atomu kristāla režģī cietās vielas daļiņas ir saistītas ar kovalentām saitēm. Tas izceļas ar spēku. Sakarā ar to šādām vielām ir augsta viršanas temperatūra. Šis tips ietver kvarcu un dimantu.
• Molekulārā kristāla režģī saites starp daļiņām raksturo to vājums. Šāda veida vielām ir raksturīga viegla vārīšanās un kušana. Viņiem ir raksturīga nepastāvība, kuras dēļ tiem ir noteikta smarža. Šādas cietās vielas ir ledus un cukurs. Molekulu kustības šāda veida cietās vielās izceļas ar to aktivitāti.
• Atbilstošās daļiņas, kas ir uzlādētas pozitīvi un negatīvi, mainās mezglos. Tos satur elektrostatiskā pievilcība. Šāda veida režģis pastāv sārmos, sāļos Daudzas šāda veida vielas viegli šķīst ūdenī. Pateicoties diezgan spēcīgai saitei starp joniem, tie ir ugunsizturīgi. Gandrīz visi no tiem ir bez smaržas, jo tiem ir raksturīga nepastāvība. Vielas ar jonu režģi nespēj vadīt elektrisko strāvu, jo tās nesatur brīvos elektronus. Tipisks jonu cietas vielas piemērs ir galda sāls. Šis kristāliskais režģis piešķir tai trauslumu. Tas ir saistīts ar faktu, ka jebkura tā maiņa var izraisīt jonu atgrūšanas spēku rašanos.
• Metāla kristāla režģī mezglos atrodas tikai pozitīvi lādēti ķīmiskie joni. Starp tiem ir brīvie elektroni, caur kuriem lieliski iziet siltuma un elektriskā enerģija. Tāpēc jebkurš metāls izceļas ar tādu īpašību kā vadītspēja.

Vispārīgi jēdzieni par cietām vielām

Cietās vielas un vielas ir praktiski viens un tas pats. Šie termini attiecas uz vienu no 4 apkopošanas stāvokļiem. Cietām vielām ir stabila forma un atomu termiskās kustības modelis. Turklāt pēdējie veic nelielas svārstības tuvu līdzsvara pozīcijām. Zinātnes nozari, kas pēta sastāvu un iekšējo struktūru, sauc par cietvielu fiziku. Ir arī citas svarīgas zināšanu jomas, kas attiecas uz šādām vielām. Formas maiņu ārējā ietekmē un kustībā sauc par deformējama ķermeņa mehāniku.

Cietvielu atšķirīgo īpašību dēļ tās ir atradušas pielietojumu dažādās cilvēka radītās tehniskajās ierīcēs. Visbiežāk to izmantošana balstījās uz tādām īpašībām kā cietība, tilpums, masa, elastība, plastiskums un trauslums. Mūsdienu zinātne ļauj izmantot citas cietvielu īpašības, kuras var noteikt tikai laboratorijas apstākļos.

Kas ir kristāli

Kristāli ir cietas vielas ar daļiņām, kas sakārtotas noteiktā secībā. Katram ir sava struktūra. Tās atomi veido trīsdimensiju periodisku izkārtojumu, ko sauc par kristāla režģi. Cietām vielām ir dažādas struktūras simetrijas. Cietas vielas kristāliskais stāvoklis tiek uzskatīts par stabilu, jo tai ir minimāls potenciālās enerģijas daudzums.

Lielākā daļa cieto vielu sastāv no milzīga skaita nejauši orientētu atsevišķu graudu (kristalītu). Šādas vielas sauc par polikristāliskām. Tajos ietilpst tehniskie sakausējumi un metāli, kā arī daudzi ieži. Atsevišķus dabiskos vai sintētiskos kristālus sauc par monokristāliskiem.

Visbiežāk šādas cietās vielas veidojas no šķidrās fāzes stāvokļa, ko attēlo kausējums vai šķīdums. Dažreiz tos iegūst no gāzveida stāvokļa. Šo procesu sauc par kristalizāciju. Pateicoties zinātnes un tehnikas progresam, dažādu vielu audzēšanas (sintezēšanas) procedūra ir sasniegusi rūpniecisku mērogu. Lielākajai daļai kristālu ir dabiska forma, piemēram, To izmēri ir ļoti atšķirīgi. Tādējādi dabīgais kvarcs (kalnu kristāls) var svērt līdz pat simtiem kilogramu, bet dimanti – līdz pat vairākiem gramiem.

Amorfās cietās vielās atomi atrodas pastāvīgā vibrācijā ap nejauši izvietotiem punktiem. Tie saglabā noteiktu īstermiņa secību, bet trūkst liela attāluma kārtības. Tas ir saistīts ar faktu, ka to molekulas atrodas tādā attālumā, ko var salīdzināt ar to lielumu. Visizplatītākais šādas cietas vielas piemērs mūsu dzīvē ir stiklveida stāvoklis. bieži tiek uzskatīts par šķidrumu ar bezgalīgi augstu viskozitāti. To kristalizācijas laiks dažkārt ir tik garš, ka tas nemaz neparādās.

Tieši iepriekš minētās šo vielu īpašības padara tās unikālas. Amorfās cietās vielas tiek uzskatītas par nestabilām, jo ​​tās laika gaitā var kļūt kristāliskas.

Molekulas un atomi, kas veido cietu vielu, ir iepakotas lielā blīvumā. Tie praktiski saglabā savu relatīvo stāvokli attiecībā pret citām daļiņām un tiek turēti kopā starpmolekulārās mijiedarbības dēļ. Attālumu starp cietas vielas molekulām dažādos virzienos sauc par kristāla režģa parametru. Vielas struktūra un tās simetrija nosaka daudzas īpašības, piemēram, elektronisko joslu, šķelšanos un optiku. Kad cieta viela tiek pakļauta pietiekami lielam spēkam, šīs īpašības var vienā vai otrā pakāpē pasliktināties. Šajā gadījumā cietais ķermenis ir pakļauts atlikušajai deformācijai.

Cietu vielu atomi veic svārstības kustības, kas nosaka to siltumenerģijas piederību. Tā kā tie ir niecīgi, tos var novērot tikai laboratorijas apstākļos. cietas vielas īpašības lielā mērā ietekmē tās īpašības.

Cieto vielu izpēte

Šo vielu īpašības, īpašības, to īpašības un daļiņu kustība tiek pētīta dažādās cietvielu fizikas apakšnozarēs.

Pētījumos tiek izmantotas šādas metodes: radiospektroskopija, struktūras analīze, izmantojot rentgenstarus un citas metodes. Šādi tiek pētītas cieto vielu mehāniskās, fizikālās un termiskās īpašības. Materiālzinātne pēta cietību, slodzes izturību, stiepes izturību, fāzu pārvērtības. Tam ir daudz kopīga ar cietvielu fiziku. Ir arī cita svarīga mūsdienu zinātne. Esošo vielu izpēte un jaunu sintēze tiek veikta ar cietvielu ķīmiju.

Cietvielu īpašības

Cietas vielas atomu ārējo elektronu kustības raksturs nosaka daudzas tās īpašības, piemēram, elektriskās. Ir 5 šādu ķermeņu klases. Tie ir iestatīti atkarībā no saites veida starp atomiem:

• Jonu, kuru galvenā īpašība ir elektrostatiskās pievilkšanās spēks. Tās īpašības: gaismas atstarošana un absorbcija infrasarkanajā reģionā. Zemā temperatūrā jonu saitēm ir zema elektrovadītspēja. Šādas vielas piemērs ir sālsskābes (NaCl) nātrija sāls.
• Kovalents, ko veic elektronu pāris, kas pieder abiem atomiem. Šāda saite ir sadalīta: vienkāršā (vienkāršā), dubultā un trīskāršā. Šie nosaukumi norāda uz elektronu pāru klātbūtni (1, 2, 3). Divkāršās un trīskāršās saites sauc par daudzkārtējām. Ir vēl viens šīs grupas iedalījums. Tādējādi atkarībā no elektronu blīvuma sadalījuma izšķir polārās un nepolārās saites. Pirmo veido dažādi atomi, bet otro - identiski. Šis cietais vielas stāvoklis, kuru piemēri ir dimants (C) un silīcijs (Si), izceļas ar blīvumu. Cietākie kristāli pieder tieši kovalentajai saitei.
• Metālisks, veidojas, apvienojot atomu valences elektronus. Rezultātā parādās vispārējs elektronu mākonis, kas elektriskā sprieguma ietekmē mainās. Metāla saite veidojas, ja savienotie atomi ir lieli. Viņi ir tie, kas var ziedot elektronus. Daudzos metālos un sarežģītos savienojumos šī saite veido cietu vielas stāvokli. Piemēri: nātrijs, bārijs, alumīnijs, varš, zelts. Var atzīmēt šādus nemetāliskus savienojumus: AlCr 2, Ca 2 Cu, Cu 5 Zn 8. Vielām ar metāliskām saitēm (metāliem) ir dažādas fizikālās īpašības. Tie var būt šķidri (Hg), mīksti (Na, K), ļoti cieti (W, Nb).
• Molekulāri, sastopami kristālos, kurus veido atsevišķas vielas molekulas. To raksturo spraugas starp molekulām ar nulles elektronu blīvumu. Spēki, kas šādos kristālos saista atomus, ir nozīmīgi. Šajā gadījumā molekulas pievelk viena otrai tikai ar vāju starpmolekulāro pievilcību. Tāpēc saites starp tām karsējot tiek viegli iznīcinātas. Savienojumus starp atomiem ir daudz grūtāk nojaukt. Molekulārā saite ir sadalīta orientējošā, dispersīvā un induktīvā. Šādas vielas piemērs ir cietais metāns.
• Ūdeņradis, kas rodas starp molekulas vai tās daļas pozitīvi polarizētiem atomiem un citas molekulas vai daļas negatīvi polarizēto mazāko daļiņu. Šādi savienojumi ietver ledu.

Cietvielu īpašības

Ko mēs zinām šodien? Zinātnieki jau sen ir pētījuši vielas cietā stāvokļa īpašības. Kad tas ir pakļauts temperatūrai, tas arī mainās. Šāda ķermeņa pāreju šķidrumā sauc par kausēšanu. Cietas vielas pārveidošanu gāzveida stāvoklī sauc par sublimāciju. Temperatūrai pazeminoties, cietā viela kristalizējas. Dažas vielas aukstuma ietekmē pāriet amorfā fāzē. Zinātnieki šo procesu sauc par stikla pāreju.

Kad mainās cietvielu iekšējā struktūra. Tā iegūst vislielāko kārtību, temperatūrai pazeminoties. Pie atmosfēras spiediena un temperatūras T > 0 K jebkuras dabā esošās vielas sacietē. Izņēmums no šī noteikuma ir tikai hēlijs, kura kristalizēšanai nepieciešams spiediens 24 atm.

Vielas cietais stāvoklis piešķir tai dažādas fizikālās īpašības. Tie raksturo ķermeņu specifisko uzvedību noteiktu lauku un spēku ietekmē. Šīs īpašības ir sadalītas grupās. Ir 3 ietekmes metodes, kas atbilst 3 enerģijas veidiem (mehāniskā, termiskā, elektromagnētiskā). Attiecīgi ir 3 cietvielu fizikālo īpašību grupas:

• Mehāniskās īpašības, kas saistītas ar ķermeņu spriegumu un deformāciju. Saskaņā ar šiem kritērijiem cietās vielas iedala elastīgās, reoloģiskās, stiprības un tehnoloģiskās. Miera stāvoklī šāds ķermenis saglabā savu formu, bet tas var mainīties ārēja spēka ietekmē. Šajā gadījumā tā deformācija var būt plastiska (sākotnējā forma neatgriežas), elastīga (atgriežas sākotnējā formā) vai destruktīva (sasniedzot noteiktu slieksni, notiek sadalīšanās/lūšana). Reakciju uz pielikto spēku raksturo elastības moduļi. Ciets korpuss iztur ne tikai saspiešanu un spriedzi, bet arī bīdes, vērpes un lieces. Cietās vielas spēks ir tās spēja pretoties iznīcināšanai.
• Termisks, izpaužas, pakļaujot termālajiem laukiem. Viena no svarīgākajām īpašībām ir kušanas temperatūra, kurā ķermenis pārvēršas šķidrā stāvoklī. To novēro kristāliskās cietās vielās. Amorfajiem ķermeņiem ir latentais saplūšanas siltums, jo to pāreja šķidrā stāvoklī notiek pakāpeniski, palielinoties temperatūrai. Sasniedzot noteiktu siltumu, amorfais ķermenis zaudē savu elastību un iegūst plastiskumu. Šis stāvoklis nozīmē, ka tas ir sasniedzis stiklošanās temperatūru. Sildot, cietais ķermenis deformējas. Turklāt tas visbiežāk paplašinās. Kvantitatīvi šo stāvokli raksturo noteikts koeficients. Ķermeņa temperatūra ietekmē mehāniskās īpašības, piemēram, plūstamību, elastību, cietību un izturību.
• Elektromagnētisks, kas saistīts ar mikrodaļiņu plūsmu un augstas stingrības elektromagnētisko viļņu ietekmi uz cieto vielu. Tie ietver arī radiācijas īpašības.

Zonas struktūra

Cietās vielas klasificē arī pēc to tā sauktās zonas struktūras. Tātad, starp tiem ir:

• Diriģentus raksturo tas, ka to vadītspējas un valences joslas pārklājas. Šajā gadījumā elektroni var pārvietoties starp tiem, saņemot mazāko enerģiju. Visi metāli tiek uzskatīti par vadītājiem. Šādam ķermenim pieliekot potenciālu starpību, veidojas elektriskā strāva (sakarā ar elektronu brīvu kustību starp punktiem ar zemāko un augstāko potenciālu).
• Dielektriķi, kuru zonas nepārklājas. Intervāls starp tiem pārsniedz 4 eV. Lai elektronus vadītu no valences joslas uz vadīšanas joslu, ir nepieciešams liels enerģijas daudzums. Pateicoties šīm īpašībām, dielektriķi praktiski nevada strāvu.
• Pusvadītāji, kuriem raksturīgs vadītspējas un valences joslu trūkums. Intervāls starp tiem ir mazāks par 4 eV. Lai pārnestu elektronus no valences joslas uz vadīšanas joslu, ir nepieciešams mazāk enerģijas nekā dielektriķiem. Tīri (neleģēti un iekšējie) pusvadītāji slikti izvada strāvu.

Molekulu kustība cietās vielās nosaka to elektromagnētiskās īpašības.

Citas īpašības

Cietās vielas klasificē arī pēc to magnētiskajām īpašībām. Ir trīs grupas:

• Diamagnēti, kuru īpašības maz ir atkarīgas no temperatūras vai agregācijas stāvokļa.
• Paramagnēti, kas ir vadītspējas elektronu orientācijas un atomu magnētisko momentu sekas. Saskaņā ar Kirī likumu to jutība samazinās proporcionāli temperatūrai. Tātad pie 300 K tas ir 10–5.
• Ķermeņi ar sakārtotu magnētisko struktūru, kam piemīt liela attāluma atomu kārtība. Daļiņas ar magnētiskiem momentiem periodiski atrodas to režģa mezglos. Šādas cietvielas un vielas bieži izmanto dažādās cilvēka darbības jomās.

Cietākās vielas dabā

Kas viņi ir? Cieto vielu blīvums lielā mērā nosaka to cietību. Pēdējos gados zinātnieki ir atklājuši vairākus materiālus, kas apgalvo, ka ir “stiprākais ķermenis”. Cietākā viela ir fullerīts (kristāls ar fullerēna molekulām), kas ir aptuveni 1,5 reizes cietāks par dimantu. Diemžēl pašlaik tas ir pieejams tikai ārkārtīgi mazos daudzumos.

Mūsdienās cietākā viela, ko nākotnē varētu izmantot rūpniecībā, ir lonsdaleīts (sešstūrains dimants). Tas ir par 58% cietāks par dimantu. Lonsdaleīts ir oglekļa alotropa modifikācija. Tā kristāla režģis ir ļoti līdzīgs dimantam. Lonsdaleīta šūna satur 4 atomus, bet dimants - 8. No mūsdienās plaši izmantotajiem kristāliem dimants joprojām ir cietākais.

Attālumi starp molekulām ir salīdzināmi ar molekulu izmēriem (normālos apstākļos)

1. šķidrumi, amorfi un kristāliski ķermeņi

   gāzes un šķidrumi

   gāzes, šķidrumi un kristāliskas cietas vielas

Gāzēs normālos apstākļos vidējais attālums starp molekulām ir

1. aptuveni vienāds ar molekulas diametru

   mazāks par molekulas diametru

   aptuveni 10 reizes lielāks par molekulas diametru

   atkarīgs no gāzes temperatūras

Vismazākā kārtība daļiņu izkārtojumā ir raksturīga

1. šķidrumi

   kristāliskie ķermeņi

   amorfie ķermeņi

Attālums starp blakus esošajām vielas daļiņām vidēji ir daudzkārt lielāks nekā pašu daļiņu izmērs. Šis apgalvojums atbilst modelim

1. tikai gāzes konstrukciju modeļi

   tikai amorfo ķermeņu uzbūves modeļi

   gāzu un šķidrumu struktūras modeļi

   gāzu, šķidrumu un cietvielu struktūras modeļi

Ūdens pārejas laikā no šķidruma uz kristālisku stāvokli

1. attālums starp molekulām palielinās

   molekulas sāk piesaistīt viena otru

   palielinās sakārtotība molekulu izkārtojumā

   attālums starp molekulām samazinās

Pie nemainīga spiediena gāzes molekulu koncentrācija palielinājās 5 reizes, bet tās masa nemainījās. Gāzes molekulu translācijas kustības vidējā kinētiskā enerģija

1. nav mainījies

   palielinājās 5 reizes

   samazinājās 5 reizes

   palielināts par piecu sakni

Tabulā parādīti dažu vielu kušanas un viršanas punkti:

Izvēlieties pareizo apgalvojumu.

Dzīvsudraba kušanas temperatūra ir augstāka par ētera viršanas temperatūru

Spirta viršanas temperatūra ir zemāka par dzīvsudraba kušanas temperatūru

Spirta viršanas temperatūra ir augstāka par naftalīna kušanas temperatūru

Ētera viršanas temperatūra ir zemāka par naftalīna kušanas temperatūru

Cietās vielas temperatūra pazeminājās par 17 ºС. Absolūtajā temperatūras skalā šīs izmaiņas bija

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

9. Konstanta tilpuma trauks satur ideālu gāzi 2 mol daudzumā. Kā jāmaina trauka ar gāzi absolūtā temperatūra, kad no trauka izdalās 1 mols gāzes, lai gāzes spiediens uz trauka sieniņām palielinātos 2 reizes?

1) palielināt 2 reizes 3) palielināt 4 reizes

2) samazināt 2 reizes 4) samazināt 4 reizes

10. Pie temperatūras T un spiediena p viens mols ideālas gāzes aizņem tilpumu V. Kāds ir tās pašas gāzes tilpums, ņemot 2 molu apjomā, pie spiediena 2p un temperatūras 2T?

1) 4 V 2) 2 V 3) V 4) 8 V

11. Ūdeņraža temperatūra, kas ņemta traukā 3 molu daudzumā, ir vienāda ar T. Kāda ir skābekļa temperatūra, kas ņemta 3 mol daudzumā tāda paša tilpuma traukā un vienā spiedienā?

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

12. Tvertnē, kas noslēgts ar virzuli, ir ideāla gāze. Gāzes spiediena atkarības no temperatūras grafiks ar tā stāvokļa izmaiņām parādīts attēlā. Kāds gāzes stāvoklis atbilst mazākajam tilpumam?

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

13. Konstanta tilpuma traukā ir ideāla gāze, kuras masa mainās. Diagramma parāda gāzes stāvokļa maiņas procesu. Kurā diagrammas punktā ir vislielākā gāzes masa?

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

14. Tajā pašā temperatūrā piesātināts tvaiks slēgtā traukā atšķiras no nepiesātinātā tvaika tajā pašā traukā.

1) spiediens

2) molekulu kustības ātrums

3) molekulu haotiskās kustības vidējā enerģija

4) svešu gāzu neesamība

15. Kurš diagrammas punkts atbilst maksimālajam gāzes spiedienam?

nav iespējams sniegt precīzu atbildi

17. Balonam ar tilpumu 2500 kubikmetri ar korpusa masu 400 kg apakšā ir caurums, caur kuru ar degli tiek uzsildīts gaiss balonā. Līdz kādai minimālajai temperatūrai jāuzsilda gaiss balonā, lai balons paceltos kopā ar kravu (grozu un aeronautu), kas sver 200 kg? Apkārtējā gaisa temperatūra ir 7ºС, tās blīvums ir 1,2 kg uz kubikmetru. Bumbiņas apvalks tiek uzskatīts par nepaplašināmu.

MCT un termodinamika

MCT un termodinamika

Šai sadaļai katra opcija ietvēra piecus uzdevumus ar izvēli

atbilde, no kurām 4 ir pamata līmenis un 1 ir augstākā līmeņa. Pamatojoties uz eksāmenu rezultātiem

Tika apgūti šādi satura elementi:

Mendeļejeva – Klepeirona vienādojuma pielietojums;

Gāzes spiediena atkarība no molekulu koncentrācijas un temperatūras;

Siltuma daudzums apkures un dzesēšanas laikā (aprēķins);

Siltuma pārneses īpašības;

Relatīvais gaisa mitrums (aprēķins);

Darbs termodinamikā (grafiks);

Gāzes stāvokļa vienādojuma pielietojums.

Starp pamata līmeņa uzdevumiem grūtības sagādāja šādi jautājumi:

1) Iekšējās enerģijas izmaiņas dažādos izoprocesos (piemēram, ar

izohorisks spiediena pieaugums) – 50% pabeigtība.

2) Izoprocesu grafiki – 56%.

5. piemērs.

Parādītajā procesā ir iesaistīta ideālās gāzes nemainīgā masa

uz attēla. Procesā tiek sasniegts augstākais gāzes spiediens

1) 1. punktā

2) visā segmentā 1.–2

3) 3. punktā

4) visā segmentā 2.–3

Atbilde: 1

3) Gaisa mitruma noteikšana – 50%. Šie uzdevumi ietvēra fotogrāfiju

psihrometrs, saskaņā ar kuru bija nepieciešams veikt sausā un mitrā rādījumus

termometrus un pēc tam nosakiet gaisa mitrumu, izmantojot daļu

uzdevumā dotā psihrometriskā tabula.

4) Termodinamikas pirmā likuma pielietojums. Šie uzdevumi izrādījās visvairāk

grūti starp šīs sadaļas pamatlīmeņa uzdevumiem – 45%. Šeit

bija nepieciešams izmantot grafiku, lai noteiktu izoprocesa veidu

(tika izmantotas izotermas vai izohori) un saskaņā ar to

noteikt vienu no parametriem, pamatojoties uz doto otru.

Starp augstākā līmeņa uzdevumiem tika prezentētas aprēķinu problēmas

gāzes stāvokļa vienādojuma pielietojums, kuru pabeidza vidēji par 54%

skolēni, kā arī iepriekš izmantotie uzdevumi izmaiņu noteikšanai

ideālās gāzes parametri patvaļīgā procesā. Veiksmīgi tiek ar tiem galā

tikai spēcīgu absolventu grupa, un vidējais pabeigšanas rādītājs bija 45%.

Viens no šiem uzdevumiem ir dots zemāk.

6. piemērs

Ideāla gāze atrodas traukā, kas noslēgts ar virzuli. Process

gāzes stāvokļa izmaiņas ir parādītas diagrammā (sk. attēlu). Kā

vai mainījās gāzes tilpums, pārejot no stāvokļa A uz stāvokli B?

1) visu laiku palielinājās

2) visu laiku samazinājies

3) vispirms palielinājās, pēc tam samazinājās

4) vispirms samazinājās, pēc tam palielinājās

Atbilde: 1

Darbību veidi Daudzums

uzdevumi %

fotogrāfijas2 10-12 25,0-30,0

4. FIZIKA

4.1. Kontrolmērīšanas materiālu raksturojums fizikā

2007. gads

Eksāmena darbs vienotajam valsts eksāmenam 2007. gadā bija

tāda pati struktūra kā iepriekšējos divos gados. Tas sastāvēja no 40 uzdevumiem,

atšķiras pēc noformējuma formas un sarežģītības līmeņa. Pirmajā darba daļā

Tika iekļauti 30 uzdevumi ar atbilžu variantiem, kur katrs uzdevums tika papildināts ar

četri atbilžu varianti, no kuriem tikai viens bija pareizs. Otrajā daļā bija 4

īsu atbilžu uzdevumi. Tās bija aprēķinu problēmas pēc atrisināšanas

kas prasīja atbildi sniegt skaitļa formā. Eksāmena trešā daļa

darbs - tās ir 6 aprēķinu uzdevumi, uz kuriem bija jāatved pilns

detalizēts risinājums. Kopējais darba izpildes laiks bija 210 minūtes.

Izglītības satura elementu un specifikācijas kodifikators

eksāmenu darbi tika sastādīti, pamatojoties uz Obligāto minimumu

1999 Nr. 56) un ņēma vērā valsts standarta federālo komponentu

vidējā (pabeigtā) izglītība fizikā, specializētais līmenis (Maskavas apgabala rīkojums, datēts ar 5

2004. gada marts Nr. 1089). Satura elementa kodifikators nav mainījies atbilstoši

salīdzinājumā ar 2006. gadu un ietvēra tikai tos elementus, kas bija vienlaicīgi

atrodas gan valsts standarta federālajā komponentā

(profila līmenis, 2004), un obligātajā minimālajā saturā

izglītība 1999

Salīdzinot ar 2006.gada kontrolmērīšanas materiāliem variantos

2007. gada vienotajā valsts eksāmenā tika veiktas divas izmaiņas. Pirmā no tām bija pārdale

uzdevumi darba pirmajā daļā tematiski. Neatkarīgi no grūtībām

(pamata vai augstākā līmeņa līmeņi), vispirms sekoja visi mehānikas uzdevumi, pēc tam

MCT un termodinamikā, elektrodinamikā un, visbeidzot, kvantu fizikā. Otrkārt

Izmaiņas attiecās uz uzdevumu testēšanas mērķtiecīgu ieviešanu

metodisko iemaņu veidošana. 2007. gadā prasmes pārbaudīja A30 uzdevumos

analizēt eksperimentālo pētījumu rezultātus, kas izteikti formā

tabulas vai grafikas, kā arī konstruēt grafikus, pamatojoties uz eksperimenta rezultātiem. Atlase

uzdevumi līnijai A30 tika veikti, pamatojoties uz nepieciešamību veikt pārbaudi šajā jomā

virkne iespēju vienam darbības veidam un attiecīgi neatkarīgi no

konkrēta uzdevuma tematiskā piederība.

Eksāmena darbā bija iekļauti pamata, padziļināti uzdevumi

un augsts grūtības līmenis. Visvairāk meistarību pārbaudīja pamatlīmeņa uzdevumi

svarīgi fiziskie jēdzieni un likumi. Tika kontrolēti augstāka līmeņa uzdevumi

spēja izmantot šos jēdzienus un likumus, lai analizētu sarežģītākus procesus vai

spēja risināt problēmas, kas saistītas ar viena vai divu likumu (formulu) piemērošanu saskaņā ar jebkuru no

skolas fizikas kursa tēmas. Tiek aprēķināti augstas sarežģītības līmeņa uzdevumi

uzdevumus, kas atspoguļo prasību līmeni iestājeksāmeniem augstskolās un

pieprasīt zināšanu pielietošanu no divām vai trim fizikas nodaļām uzreiz modificētā vai

jauna situācija.

2007. gada KIM ietvēra uzdevumus par visu pamata saturu

fizikas kursa sadaļas:

1) “Mehānika” (kinemātika, dinamika, statika, saglabāšanas likumi mehānikā,

mehāniskās vibrācijas un viļņi);

2) “Molekulārā fizika. termodinamika";

3) “Elektrodinamika” (elektrostatika, līdzstrāva, magnētiskais lauks,

elektromagnētiskā indukcija, elektromagnētiskās svārstības un viļņi, optika);

4) “Kvantu fizika” (STR elementi, viļņu-daļiņu dualitāte, fizika

atoms, atoma kodola fizika).

4.1. tabulā parādīts uzdevumu sadalījums pa satura blokiem katrā

no eksāmena darba daļām.

4.1. tabula

atkarībā no uzdevumu veida

Viss darbs

(ar izvēli

(ar īsu

uzdevumi % Daudzums

uzdevumi % Daudzums

uzdevumi %

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

2 MCT un 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 Kvantu fizika un

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

4.2. tabulā parādīts uzdevumu sadalījums pa satura blokiem

atkarībā no grūtības pakāpes.

Tabula4.2

Uzdevumu sadalījums pa fizikas kursa sadaļām

atkarībā no grūtības pakāpes

Viss darbs

Pamata līmenis

(ar izvēli

Paaugstināts

(ar atbildes izvēli

un īss

Augsts līmenis

(ar paplašinātu

Atbilžu sadaļa)

uzdevumi % Daudzums

uzdevumi % Daudzums

uzdevumi % Daudzums

uzdevumi %

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

2 MCT un 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 Kvantu fizika un

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

Izstrādājot eksāmena darba saturu, ņēmām vērā

nepieciešamība pārbaudīt dažāda veida darbību meistarību. Kurā

uzdevumi katrai no opciju sērijām tika atlasīti, ņemot vērā sadalījumu pēc veida

4.3. tabulā norādītās aktivitātes.

1 Uzdevumu skaita izmaiņas katrai tēmai ir saistītas ar dažādām sarežģīto uzdevumu tēmām C6 un

uzdevumi A30, metodisko prasmju pārbaude, pamatojoties uz materiālu no dažādām fizikas nozarēm, in

dažādas opciju sērijas.

Tabula4.3

Uzdevumu sadalījums pa darbības veidiem

Darbību veidi Daudzums

uzdevumi %

1 Izprast modeļu, jēdzienu, daudzumu fizisko nozīmi 4-5 10,0-12,5

2 Izskaidrot fizikālās parādības, atšķirt dažādu ietekmi

faktori par parādību rašanos, parādību izpausmēm dabā vai

to izmantošana tehniskajās ierīcēs un ikdienas dzīvē

3. Lietojiet fizikas likumus (formulas), lai analizētu procesus

kvalitātes līmenis 6-8 15,0-20,0

4. Lietojiet fizikas likumus (formulas), lai analizētu procesus

aprēķinātais līmenis 10-12 25,0-30,0

5 Analizēt eksperimentālo pētījumu rezultātus 1-2 2,5-5,0

6 Analizējiet informāciju, kas iegūta no grafikiem, tabulām, diagrammām,

fotogrāfijas2 10-12 25,0-30,0

7 Risināt dažādas sarežģītības pakāpes uzdevumus 13-14 32,5-35,0

Visi eksāmena darba pirmās un otrās daļas uzdevumi tika novērtēti ar 1

primārais rezultāts. Problēmu risinājumus trešajā daļā (C1-C6) pārbaudīja divi eksperti

atbilstoši vispārējiem vērtēšanas kritērijiem, ņemot vērā pareizību un

atbildes pilnīgums. Maksimālais punktu skaits visiem uzdevumiem ar detalizētu atbildi bija 3

punktus. Problēma tika uzskatīta par atrisinātu, ja skolēns par to ieguva vismaz 2 punktus.

Pamatojoties uz iegūtajiem punktiem par visu eksāmena uzdevumu izpildi

darbu, tika tulkots “pārbaudījuma” punktos 100 ballu skalā un atzīmēs

piecu ballu skalā. 4.4. tabulā parādītas attiecības starp primārajām,

testu rezultāti, izmantojot piecu punktu sistēmu pēdējo trīs gadu laikā.

Tabula4.4

Primārā punktu attiecība, pārbaudes darbu rezultāti un skolas atzīmes

Gadi, punkti 2 3 4 5

2007. gada sākumskolas 0-11 12-22 23-35 36-52

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

2006. gada sākumskolas 0-9 10-19 20-33 34-52

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

2005. gada sākumskolas 0-10 11-20 21-35 36-52

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

Primāro punktu robežu salīdzinājums liecina, ka šogad apstākļi

atbilstošu atzīmju iegūšana bija stingrāka salīdzinājumā ar 2006. gadu, bet

aptuveni atbilda 2005. gada apstākļiem. Tas bija saistīts ar to, ka pagātnē

gadā vienoto eksāmenu fizikā kārtoja ne tikai tie, kuri plānoja stāties augstskolās

attiecīgajā profilā, bet arī gandrīz 20% studentu (no kopējā ieskaites kārtotāju skaita),

kuri apguva fiziku pamatlīmenī (viņiem šis eksāmens tika nolemts

reģions obligāti).

Kopumā 2007. gadā eksāmenam tika sagatavoti 40 varianti,

kas bija piecas 8 iespēju sērijas, kas izveidotas pēc dažādiem plāniem.

Opciju sērija atšķīrās kontrolētā satura elementos un veidos

darbības vienai un tai pašai uzdevumu līnijai, taču kopumā tām visiem bija aptuveni

2 Šajā gadījumā mēs domājam uzdevuma tekstā sniegto informācijas formu vai traucētājus,

tāpēc viens un tas pats uzdevums var pārbaudīt divu veidu darbības.

vienāda vidējā grūtības pakāpe un atbilda eksāmena plānam

darbs, kas dots pielikumā 4.1.

4.2. Vienotā fizikas valsts eksāmena dalībnieku raksturojums2007 gadā

Vienotajā valsts eksāmenā fizikā šogad piedalījās 70 052 cilvēki, kas

ievērojami zemāks nekā iepriekšējā gadā un aptuveni atbilst rādītājiem

2005 (sk. 4.5. tabulu). Reģionu skaits, kuros absolventi kārtoja vienoto valsts eksāmenu

fizika, pieauga līdz 65. Absolventu skaits, kuri izvēlējās fiziku formātā

Vienotais valsts eksāmens dažādos reģionos ievērojami atšķiras: no 5316 cilvēkiem. republikā

Tatarstāna līdz 51 cilvēkam Ņencu autonomajā apgabalā. Procentos no

uz kopējo absolventu skaitu vienotā valsts pārbaudījuma fizikā dalībnieku skaits svārstās no plkst.

0,34% Maskavā līdz 19,1% Samaras reģionā.

Tabula4.5

Eksāmena dalībnieku skaits

Gada numurs meitenes zēni

reģionos

dalībnieku skaits % skaits %

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

Fizikas eksāmenu pārsvarā izvēlas jauni vīrieši un tikai ceturtā daļa

no kopējā dalībnieku skaita ir meitenes, kuras izvēlējušās turpināt

izglītības universitātes ar fizisko un tehnisko profilu.

Eksāmenu dalībnieku sadalījums pa kategorijām gadu no gada praktiski nemainās.

norēķinu veidi (sk. 4.6. tabulu). Gandrīz puse no absolventiem, kuri paņēma

Vienotais valsts eksāmens fizikā, dzīvo lielajās pilsētās un tikai 20% ir nokārtojuši studenti

lauku skolas.

Tabula4.6

Eksāmena dalībnieku sadalījums pēc norēķinu veida, kurā

atrodas viņu izglītības iestādes

Eksaminējamo skaits Procenti

Eksaminējamo atrašanās vietas veids

Lauku apdzīvota vieta (ciems,

ciems, viensēta u.c.) 13 767 18 107 14 281 20,0 20,0 20,4

Pilsētas apmetne

(strādājošais ciems, pilsētciemats

veids utt.)

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

Pilsēta ar iedzīvotāju skaitu mazāk par 50 tūkstošiem cilvēku 7 427 10 810 7 965 10,8 12,0 11,4

Pilsēta ar iedzīvotāju skaitu 50-100 tūkstoši cilvēku 6 063 8 757 7 088 8,8 9,7 10,1

Pilsēta ar iedzīvotāju skaitu 100-450 tūkstoši cilvēku 16 195 17 673 14 630 23,5 19,5 20,9

Pilsēta ar iedzīvotāju skaitu 450-680 tūkstoši cilvēku 7 679 11 799 7 210 11,1 13,1 10,3

Pilsēta ar vairāk nekā 680 tūkstošiem iedzīvotāju.

cilvēki 13 005 14 283 13 807 18,9 15,8 19,7

Sanktpēterburga – 72 7 – 0,1 0,01

Maskava – 224 259 – 0,2 0,3

Nav datu – 339 – – 0,4 –

Kopā 68 916 90 389 70 052 100% 100% 100%

3 2006. gadā vienā no reģioniem iestājeksāmeni augstskolās fizikā notika tikai g.

Vienotais valsts eksāmena formāts. Tas izraisīja tik ievērojamu Vienotā valsts eksāmena dalībnieku skaita pieaugumu.

Eksāmenu dalībnieku sastāvs pa izglītības veidiem praktiski nemainās.

iestādes (sk. 4.7. tabulu). Tāpat kā pagājušajā gadā, lielais vairums

no pārbaudītajiem ir absolvējuši vispārējās izglītības iestādes, un tikai aptuveni 2%

absolventi uz eksāmenu ieradās no pamatskolas vai izglītības iestādēm

vidējā profesionālā izglītība.

Tabula4.7

Eksāmenu dalībnieku sadalījums pa izglītības iestādes veidiem

Numurs

eksaminējamie

Procenti

Eksaminējamo izglītības iestādes veids

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

Vispārējās izglītības iestādes 86 331 66 849 95,5 95,4

Vakara (maiņu) vispārējā izglītība

iestādes 487 369 0,5 0,5

Vispārējās izglītības internātskola,

kadetu skola, internātskola ar

sākotnējā lidojuma apmācība

1 144 1 369 1,3 2,0

Izglītības iestādes pamatskolas un

vidējā profesionālā izglītība 1 469 1 333 1,7 1.9

Nav datu 958 132 1,0 0,2

Kopā: 90 389 70 052 100% 100%

4.3. Eksāmena darba fizikā galvenie rezultāti

Kopumā pārbaudes darba rezultāti 2007.gadā bija

nedaudz augstāki par pagājušā gada rezultātiem, bet aptuveni tādā pašā līmenī kā

skaitļi no pagājušā gada. 4.8.tabulā parādīti Vienotā valsts eksāmena fizikā rezultāti 2007.gadā.

piecu punktu skalā, un 4.9. tabulā un att. 4,1 — pamatojoties uz pārbaudes rezultātiem 100 punktu

punktu skala. Salīdzinājuma skaidrības labad rezultāti ir parādīti salīdzinājumā ar

iepriekšējos divus gadus.

Tabula4.8

Eksāmenu dalībnieku sadalījums pa līmeņiem

sagatavošana(procenti no kopsummas)

Gadi “2” Atzīmes “p3o” 5 punkti “b4n” skalā “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%

Tabula4.9

Eksāmena dalībnieku sadalījums

gadā, pamatojoties uz pārbaudes rezultātiem2005-2007 yy.

Gads Pārbaudes rezultātu skalas intervāls

maiņa 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

Pārbaudes rezultāts

To studentu procentuālā daļa, kuri saņēma

atbilstošs testa rezultāts

Rīsi. 4.1 Eksāmena dalībnieku sadalījums pēc saņemtajiem ieskaites rezultātiem

4.10. tabulā parādīts skalas salīdzinājums testa punktos no 100

skala ar eksāmena varianta uzdevumu izpildes rezultātiem primārajā

Tabula4.10

Sākotnējās un pārbaudes rezultātu intervālu salīdzinājums2007 gadā

Mēroga intervāls

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

Mēroga intervāls

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

Ieskaites kārtotājs saņem 35 punktus (3, primārais – 13).

Pietika pareizi atbildēt uz 13 vienkāršākajiem pirmās daļas jautājumiem

strādāt. Lai iegūtu 65 punktus (4, sākuma punktu skaits – 34), absolventam ir jābūt

bija, piemēram, pareizi atbildēt uz 25 jautājumiem ar atbilžu variantiem, atrisināt trīs no četriem

problēmas ar īsu atbildi, kā arī tikt galā ar divām augsta līmeņa problēmām

grūtības. Tie, kas saņēmuši 85 punktus (rezultāts 5, primārais vērtējums – 46)

lieliski izpildīja pirmo un otro darba daļu un atrisināja vismaz četras problēmas

trešā daļa.

Labākajiem no labākajiem (diapazons no 91 līdz 100 punktiem) ir nepieciešams ne tikai

brīvi orientēties visos skolas fizikas kursa jautājumos, bet arī praktiski

Izvairieties no pat tehniskām kļūdām. Tātad, lai iegūtu 94 punktus (galvenais rezultāts

– 49) bija iespējams “nedabūt” tikai 3 primāros punktus, ļaujot, piemēram,

aritmētiskās kļūdas, risinot kādu no augstas sarežģītības līmeņa uzdevumiem

un pieļauj kļūdu, atbildot uz diviem jautājumiem ar atbilžu variantiem.

Diemžēl šogad ieguvušo absolventu skaits nepalielinājās

Pēc vienotā valsts eksāmena fizikā rezultātiem augstākais iespējamais punktu skaits. Tabulā 4.11

Tiek dots 100 punktu metienu skaits pēdējo četru gadu laikā.

Tabula4.11

Pārbaudījumu kārtotāju skaits, kurš ieguva punktus pēc eksāmena rezultātiem100 punktus

2004. gads 2005. 2006. 2007. gads

Studentu skaits 6 23 33 28

Šogad līderi ir 27 zēni un tikai viena meitene (Romanova A.I. no

Novovoroņežas 1. vidusskola). Tāpat kā pērn 153. liceja absolventu vidū

Ufa - uzreiz divi studenti, kuri ieguva 100 punktus. Tie paši rezultāti (divi 100-

vārdā nosauktā ģimnāzija Nr A.S. Puškins Joškarolā.

Šo attālumu var novērtēt, zinot vielas blīvumu un molāro masu. Koncentrācija - daļiņu skaits tilpuma vienībā ir saistīts ar blīvumu, molmasu un Avogadro skaitu ar attiecību:

kur ir vielas blīvums.

Koncentrācijas apgrieztā vērtība ir tilpums uz viens daļiņa, un attālums starp daļiņām, tādējādi attālums starp daļiņām:

Šķidrumiem un cietām vielām blīvums ir vāji atkarīgs no temperatūras un spiediena, tāpēc tas ir gandrīz nemainīgs lielums un aptuveni vienāds, t.i. Attālums starp molekulām ir vienāds ar pašu molekulu lielumu.

Gāzes blīvums ir ļoti atkarīgs no spiediena un temperatūras. Normālos apstākļos (spiediens, temperatūra 273 K) gaisa blīvums ir aptuveni 1 kg/m 3, gaisa molārā masa ir 0,029 kg/mol, tad aprēķins, izmantojot formulu (5.6), dod vērtību. Tādējādi gāzēs attālums starp molekulām ir daudz lielāks nekā pašu molekulu izmērs.

Darba beigas -

Šī tēma pieder sadaļai:

Fizika

Federālā valsts budžeta izglītības iestāde.. Augstākā profesionālā izglītība.. Orenburgas Valsts vadības institūts..

Ja jums ir nepieciešams papildu materiāls par šo tēmu vai jūs neatradāt to, ko meklējāt, mēs iesakām izmantot meklēšanu mūsu darbu datubāzē:

Ko darīsim ar saņemto materiālu:

Ja šis materiāls jums bija noderīgs, varat to saglabāt savā lapā sociālajos tīklos:

Visas tēmas šajā sadaļā:

Nerelatīvistiskās mehānikas fiziskie pamati
Mehānika pēta mehānisko kustību. Mehāniskā kustība ir ķermeņu vai ķermeņa daļu stāvokļa maiņa attiecībā pret citiem ķermeņiem vai ķermeņa daļām.

Materiāla punkta kinemātika. Cietā ķermeņa kinemātika
Metodes materiāla punkta kustības noteikšanai kinemātikā. Galvenie kinemātiskie parametri: trajektorija, ceļš, pārvietojums, ātrums, normāls, tangenciālais un pilnais paātrinājums

Materiāla punkta dinamika un stingra ķermeņa translācijas kustība
Ķermeņu inerce. Svars. Pulss. Ķermeņu mijiedarbība. Spēks. Ņūtona likumi. Spēku veidi mehānikā. Gravitācijas spēki. Zemes reakcija un svars. Elastīgais spēks. Berzes spēks. Elastīgu cietvielu deformācija. PAR

Rotācijas kustības dinamika
Absolūti stingra ķermeņa rotācijas kustības dinamikas pamatvienādojums. Spēka mirklis. Impulss attiecībā pret punktu un asi. Stingra ķermeņa inerces moments attiecībā pret galveno

Impulsa un leņķiskā impulsa saglabāšanās un maiņas likumi mehānikā
Tālruņu sistēmas Jebkuru ķermeņu kopumu sauc par ķermeņu sistēmu. Ja sistēmā iekļautās struktūras neietekmē citas neiekļautās struktūras

Darbs un spēks mehānikā
Darbs un spēka spēks un spēku moments. ; ; ; ; ; Mehāniskais darbs un potenciālā enerģija

Enerģija LGO
Kustība jebkurā potenciālajā akā ir svārstīga kustība (2.1.1. att.). 2.1.1.attēls. Svārstību kustība potenciālā akā

Pavasara svārsts
Atsperes svārsta svārstību enerģijas saglabāšanas un transformācijas likums (2.1.2. att.): EPmax = EP + EK =

Fiziskais svārsts
Fizikālā svārsta svārstību enerģijas saglabāšanas un transformācijas likums (2.1.3. att.): att. 2.1.3. Fiziskais svārsts: O - punkts

Fiziskais svārsts
Absolūti stingra ķermeņa rotācijas kustības dinamikas pamatlikuma vienādojums: .(2.1.33) Tā kā fiziskajam svārstam (2.1.6. att.), tad.

Pavasara un fizikālie (matemātiskie) svārsti
Patvaļīgām svārstību sistēmām dabisko svārstību diferenciālvienādojumam ir šāda forma: .(2.1.43) Nobīdes atkarība no laika (2.1.7. att.)

Vibrāciju pievienošana
Tāda paša virziena svārstību saskaitīšana Apskatīsim divu vienādas frekvences harmonisko svārstību saskaitīšanu. Svārstošā ķermeņa pārvietojums x būs pārvietojumu xl summa

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

Slāpēto svārstību parametri
slāpēšanas koeficients b Ja kāda laika te svārstību amplitūda samazinās par e reizes, tad. tad, ak, nākamais

Pavasara svārsts
Saskaņā ar otro Ņūtona likumu: , (2.2.17) kur (2.2.18) ir ārējais periodiskais spēks, kas iedarbojas uz atsperes svārstu.

Piespiedu nepārtrauktu svārstību izveidošanas process
Piespiedu neslāpētu svārstību noteikšanas procesu var attēlot kā divu svārstību saskaitīšanas procesu: 1. slāpētās svārstības (2.2.8. att.); ; &nb

Speciālās relativitātes teorijas pamati
Speciālās relativitātes teorijas pamati. Koordinātu un laika transformācijas (1) Pie t = t’ = 0 abu sistēmu koordinātu sākumi sakrīt: x0

Elektriskie lādiņi. Maksas iegūšanas metodes. Elektriskā lādiņa nezūdamības likums
Dabā ir divu veidu elektriskie lādiņi, ko parasti sauc par pozitīvo un negatīvo. Vēsturiski pozitīvo sauc par rītausmu

Elektrisko lādiņu mijiedarbība. Kulona likums. Kulona likuma pielietojums paplašinātu lādētu ķermeņu mijiedarbības spēku aprēķināšanai
Elektrisko lādiņu mijiedarbības likumu 1785. gadā izveidoja Čārlzs Kulons (Coulomb Sh., 1736-1806). Kulons izmērīja mijiedarbības spēku starp divām mazām uzlādētām bumbiņām atkarībā no ātruma

Elektriskais lauks. Elektriskā lauka stiprums. Elektrisko lauku superpozīcijas princips
Elektrisko lādiņu mijiedarbība tiek veikta, izmantojot īpašu vielu veidu, ko rada uzlādētas daļiņas - elektriskais lauks. Elektriskie lādiņi maina īpašības

Elektrostatikas pamatvienādojumi vakuumā. Elektriskā lauka intensitātes vektora plūsma. Gausa teorēma
Pēc definīcijas vektora lauka plūsma caur apgabalu ir daudzums (2.1. att.) 2.1. att. Ceļā uz vektora plūsmas definīciju.

Gausa teorēmas pielietojums elektrisko lauku aprēķināšanai
Daudzos gadījumos Gausa teorēma ļauj atrast paplašinātu lādētu ķermeņu elektriskā lauka intensitāti, neizmantojot apgrūtinošu integrāļu aprēķināšanu. Tas parasti attiecas uz ķermeņiem, kuru ģeometrs

Lauka spēku darbs, lai pārvietotu lādiņu. Elektriskā lauka potenciāls un potenciālu starpība
Kā izriet no Kulona likuma, spēks, kas iedarbojas uz punktveida lādiņu q elektriskajā laukā, ko rada citi lādiņi, ir centrālais. Atgādināt, ka centrālā

Saistība starp elektriskā lauka stiprumu un potenciālu. Potenciālais gradients. Elektriskā lauka cirkulācijas teorēma
Spriegums un potenciāls ir viena un tā paša objekta - elektriskā lauka - divas īpašības, tāpēc starp tiem ir jābūt funkcionālam savienojumam. Patiešām, strādājot ar

Vienkāršāko elektrisko lauku potenciāli
No attiecības, kas nosaka attiecības starp elektriskā lauka intensitāti un potenciālu, izriet lauka potenciāla aprēķināšanas formula: kur tiek veikta integrācija.

Dielektriķu polarizācija. Bezmaksas un saistošas ​​maksas. Galvenie dielektriķu polarizācijas veidi
Elektrisko lādiņu parādīšanās parādību uz dielektriķu virsmas elektriskā laukā sauc par polarizāciju. Iegūtie lādiņi ir polarizēti

Polarizācijas vektors un elektriskās indukcijas vektors
Lai kvantitatīvi raksturotu dielektriķu polarizāciju, tiek ieviests polarizācijas vektora jēdziens kā visu molekulu kopējais (kopējais) dipola moments uz dielektriķa tilpuma vienību.

Elektriskā lauka stiprums dielektrikā
Atbilstoši superpozīcijas principam elektrisko lauku dielektrikā vektoriski veido ārējais lauks un polarizācijas lādiņu lauks (3.11. att.). vai pēc absolūtās vērtības

Elektriskā lauka robežnosacījumi
Šķērsojot saskarni starp diviem dielektriķiem ar dažādām dielektriskajām konstantēm ε1 un ε2 (3.12. att.), ir jāņem vērā robežspēki.

Vadītāju elektriskā jauda. Kondensatori
Izolētam vadītājam piešķirtais lādiņš q rada ap to elektrisko lauku, kura intensitāte ir proporcionāla lādiņa lielumam. Lauka potenciāls φ savukārt ir saistīts

Vienkāršu kondensatoru kapacitātes aprēķins
Saskaņā ar definīciju kondensatora kapacitāte ir: , kur (integrālis ņemts pa lauka līniju starp kondensatora plāksnēm). Tāpēc vispārējā formula e

Stacionāro punktlādiņu sistēmas enerģija
Kā mēs jau zinām, spēki, ar kuriem mijiedarbojas uzlādētie ķermeņi, ir potenciāli. Līdz ar to uzlādētu ķermeņu sistēmai ir potenciālā enerģija. Kad maksas tiek noņemtas

Pašreizējās īpašības. Strāvas stiprums un blīvums. Potenciāls kritums gar strāvu nesošo vadītāju
Jebkuru sakārtotu lādiņu kustību sauc par elektrisko strāvu. Lādiņu nesēji vadošos vidēs var būt elektroni, joni, “caurumi” un pat makroskopiski

Oma likums viendabīgam ķēdes posmam. Vadītāja pretestība
Pastāv funkcionāla sakarība starp potenciāla kritumu - spriegumu U un strāvu vadītājā I, ko sauc par dotā p strāvas-sprieguma raksturlielumu.

Lai vadītājā plūstu elektriskā strāva, tā galos jāsaglabā potenciālu starpība. Acīmredzot šim nolūkam nevar izmantot uzlādētu kondensatoru. Darbība

Sazarotas ķēdes. Kirhhofa noteikumi
Elektrisko ķēdi, kas satur mezglus, sauc par sazarotu ķēdi. Mezgls ir vieta ķēdē, kur satiekas trīs vai vairāk vadītāji (5.14. att.).

Pretestības savienojums
Pretestību savienojums var būt sērijveida, paralēls un jaukts. 1) Seriālais savienojums. Virknes savienojumā strāva plūst cauri visiem

Pārvietojot elektriskos lādiņus pa slēgtu ķēdi, strāvas avots darbojas. Izšķir lietderīgu un pilnīgu strāvas avota darbību.

Vadītāju mijiedarbība ar strāvu. Ampera likums
Ir zināms, ka pastāvīgais magnēts iedarbojas uz strāvu nesošo vadītāju (piemēram, strāvu nesošo rāmi); ir zināma arī pretēja parādība - strāvu nesošais vadītājs iedarbojas uz pastāvīgo magnētu (piemēram

Biota-Savarta-Laplasa likums. Magnētisko lauku superpozīcijas princips
Kustīgie elektriskie lādiņi (strāvas) maina tos aptverošās telpas īpašības – tie rada tajā magnētisko lauku. Šis lauks izpaužas ar to, ka tajā ievietotie vadi

Ķēde ar strāvu magnētiskajā laukā. Strāvas magnētiskais moments
Daudzos gadījumos nākas saskarties ar slēgtām strāvām, kuru izmēri ir nelieli, salīdzinot ar attālumu no tām līdz novērošanas punktam. Tādas straumes sauksim par elementārām

Magnētiskais lauks uz apļveida spoles ass ar strāvu
Saskaņā ar Biota-Savarta-Laplasa likumu strāvas elementa dl radītā magnētiskā lauka indukcija attālumā r no tā ir, kur α ir leņķis starp strāvas elementu un rādiusu.

Spēku moments, kas iedarbojas uz ķēdi ar strāvu magnētiskajā laukā
Novietosim plakanu taisnstūrveida ķēdi (rāmi) ar strāvu vienmērīgā magnētiskajā laukā ar indukciju (9.2. att.).

Ķēdes enerģija ar strāvu magnētiskajā laukā
Strāvu nesošai ķēdei, kas novietota magnētiskajā laukā, ir enerģijas rezerve. Patiešām, lai pagrieztu strāvu nesošo ķēdi noteiktā leņķī virzienā, kas ir pretējs tās griešanās virzienam magnētiskajā laukā

Ķēde ar strāvu nevienmērīgā magnētiskajā laukā
Ja ķēde ar strāvu atrodas nevienmērīgā magnētiskajā laukā (9.4. att.), tad uz to papildus griezes momentam iedarbojas arī spēks, kas radies magnētiskā lauka gradienta klātbūtnes dēļ. Šī projekcija

Darbs, kas veikts, pārvietojot strāvu nesošo ķēdi magnētiskajā laukā
Apskatīsim strāvu nesošu vadītāja gabalu, kas ārējā magnētiskajā laukā var brīvi pārvietoties pa divām vadotnēm (9.5. att.). Mēs uzskatīsim, ka magnētiskais lauks ir vienmērīgs un vērsts leņķī

Magnētiskās indukcijas vektora plūsma. Gausa teorēma magnetostatikā. Magnētiskā lauka virpuļveida raksturs
Vektora plūsmu caur jebkuru virsmu S sauc par integrāli: , kur ir vektora projekcija uz normālu pret virsmu S dotajā punktā (10.1. att.). 10.1.att. UZ

Magnētiskā lauka cirkulācijas teorēma. Magnētiskais spriegums
Magnētiskā lauka cirkulāciju pa slēgtu kontūru l sauc par integrāli: , kur ir vektora projekcija uz kontūras līnijas pieskares virzienu dotajā punktā. Attiecīgi

Solenoīda un toroid magnētiskais lauks
Iegūtos rezultātus izmantosim, lai atrastu magnētiskā lauka intensitāti uz taisna gara solenoīda un toroida ass. 1) Magnētiskais lauks uz taisna gara solenoīda ass.

Magnētiskais lauks vielā. Ampera hipotēze par molekulārajām strāvām. Magnetizācijas vektors
Dažādas vielas dažādās pakāpēs spēj magnetizēties: tas ir, magnētiskā lauka ietekmē, kurā tās atrodas, tās iegūst magnētisko momentu. Dažas vielas

Magnētiskā lauka apraksts magnētos. Magnētiskā lauka stiprums un indukcija. Vielas magnētiskā jutība un magnētiskā caurlaidība
Magnetizēta viela rada magnētisko lauku, kas tiek uzklāts uz ārējo lauku (lauks vakuumā). Abi lauki kopā dod iegūto magnētisko lauku ar indukciju, un saskaņā ar

Magnētiskā lauka robežnosacījumi
Šķērsojot saskarni starp diviem magnētiem ar atšķirīgu magnētisko caurlaidību μ1 un μ2, rodas magnētiskā lauka līnijas

Atomu un molekulu magnētiskie momenti
Visu vielu atomi sastāv no pozitīvi lādēta kodola un negatīvi lādētiem elektroniem, kas pārvietojas ap to. Katrs elektrons, kas pārvietojas orbītā, veido apļveida spēka strāvu - h

Diamagnētisma būtība. Larmora teorēma
Ja atomu novieto ārējā magnētiskajā laukā ar indukciju (12.1. att.), tad orbītā kustīgo elektronu ietekmēs spēku rotācijas moments, tiecoties noteikt elektrona magnētisko momentu.

Paramagnētisms. Kirī likums. Langevina teorija
Ja atomu magnētiskais moments atšķiras no nulles, tad viela izrādās paramagnētiska. Ārējam magnētiskajam laukam ir tendence noteikt atomu magnētiskos momentus gar

Feromagnētisma teorijas elementi. Feromagnētu apmaiņas spēku jēdziens un domēna struktūra. Kirī-Veisa likums
Kā minēts iepriekš, feromagnētiem ir raksturīga augsta magnetizācijas pakāpe un nelineāra atkarība no. Feromagnēta pamata magnetizācijas līkne

Spēki, kas iedarbojas uz lādētu daļiņu elektromagnētiskajā laukā. Lorenca spēks
Mēs jau zinām, ka ampēra spēks iedarbojas uz strāvu nesošo vadītāju, kas novietots magnētiskajā laukā. Bet strāva vadītājā ir lādiņu virziena kustība. Tas liek secināt, ka spēks de

Uzlādētas daļiņas kustība vienmērīgā nemainīgā elektriskajā laukā
Šajā gadījumā Lorenca spēkam ir tikai elektriskā sastāvdaļa. Daļiņu kustības vienādojums šajā gadījumā ir: . Apskatīsim divas situācijas: a)

Uzlādētas daļiņas kustība vienmērīgā nemainīgā magnētiskajā laukā
Šajā gadījumā Lorenca spēkam ir tikai magnētiskā sastāvdaļa. Daļiņu kustības vienādojums, kas ierakstīts Dekarta koordinātu sistēmā, šajā gadījumā ir: .

Lorenca spēka praktiskie pielietojumi. Zāles efekts
Viena no labi zināmajām Lorenca spēka izpausmēm ir efekts, ko 1880. gadā atklāja Hols (Hall E., 1855-1938). _ _ _ _ _ _

Elektromagnētiskās indukcijas fenomens. Faradeja likums un Lenca likums. Indukcijas emf. Elektroniskais mehānisms indukcijas strāvas rašanās metālos
Elektromagnētiskās indukcijas fenomens tika atklāts 1831. gadā. Maikls Faradejs (Faraday M., 1791-1867), kurš konstatēja, ka jebkurā slēgtā vadošā ķēdē, kad mainās sviedri

Pašindukcijas fenomens. Vadītāja induktivitāte
Ikreiz, kad mainās strāva vadītājā, mainās arī tā paša magnētiskais lauks. Līdz ar to mainās arī magnētiskās indukcijas plūsma, kas iekļūst virsmā, ko sedz vadītāja kontūra.

Pārejas procesi elektriskās ķēdēs, kas satur induktivitāti. Papildu slēgšanas un pārrāvuma strāvas
Mainoties strāvas stiprumam jebkurā ķēdē, tajā rodas pašinduktīvs emf, kas izraisa papildu strāvu parādīšanos šajā ķēdē, ko sauc par papildu strāvu.

Magnētiskā lauka enerģija. Enerģijas blīvums
Eksperimentā, kura diagramma parādīta 14.7.att., pēc slēdža atvēršanas kādu laiku caur galvanometru plūst dilstoša strāva. Šīs strāvas darbs ir vienāds ar ārējo spēku darbu, kuru lomu spēlē ED

Elektrostatikas un magnetostatikas pamatteorēmu salīdzinājums
Līdz šim esam pētījuši statiskos elektriskos un magnētiskos laukus, tas ir, laukus, ko rada stacionāri lādiņi un līdzstrāvas.

Virpuļu elektriskais lauks. Maksvela pirmais vienādojums
Indukcijas strāvas parādīšanās stacionārā vadītājā, mainoties magnētiskajai plūsmai, norāda uz ārējo spēku parādīšanos ķēdē, kas iekustina lādiņus. Kā jau mēs

Maksvela hipotēze par nobīdes strāvu. Elektrisko un magnētisko lauku savstarpējā konvertējamība. Maksvela trešais vienādojums
Maksvela galvenā ideja ir ideja par elektrisko un magnētisko lauku savstarpējo konvertējamību. Maksvels ierosināja, ka avoti ir ne tikai mainīgi magnētiskie lauki

Maksvela vienādojumu diferenciālā forma
1. Pielietojot Stoksa teorēmu, Maksvela pirmā vienādojuma kreiso pusi pārveidojam formā: . Tad pašu vienādojumu var pārrakstīt kā, no kurienes

Slēgta Maksvela vienādojumu sistēma. Materiālu vienādojumi
Lai aizvērtu Maksvela vienādojumu sistēmu, ir jānorāda arī saikne starp vektoriem, tas ir, jānorāda materiālās vides īpašības, kurā elektrons tiek uzskatīts.

Secinājumi no Maksvela vienādojumiem. Elektromagnētiskie viļņi. Gaismas ātrums
Apskatīsim dažas no galvenajām sekām, kas izriet no Maksvela vienādojumiem, kas sniegti 2. tabulā. Pirmkārt, mēs atzīmējam, ka šie vienādojumi ir lineāri. No tā izriet, ka

Elektriskā svārstību ķēde. Tomsona formula
Elektromagnētiskās svārstības var rasties ķēdē, kas satur induktivitāti L un kapacitāti C (16.1. att.). Šādu ķēdi sauc par svārstību ķēdi. Uzbudināt, lai

Brīvas slāpētas svārstības. Svārstību ķēdes kvalitātes faktors
Katrai reālai svārstību ķēdei ir pretestība (16.3. att.). Elektrisko svārstību enerģija šādā ķēdē pakāpeniski tiek tērēta pretestības sildīšanai, pārvēršoties džoula siltumā

Piespiedu elektriskās svārstības. Vektoru diagrammas metode
Ja mainīgas EML avots ir iekļauts elektriskās ķēdes ķēdē, kas satur kapacitāti, induktivitāti un pretestību (16.5. att.), tad tajā kopā ar savām slāpētajām svārstībām

Rezonanses parādības svārstību ķēdē. Sprieguma rezonanse un strāvas rezonanse
Kā izriet no iepriekš minētajām formulām, pie EML mainīgā ω frekvences, kas vienāda ar, strāvas amplitūdas vērtība svārstību ķēdē tiek ņemta

Viļņu vienādojums. Viļņu veidi un īpašības
Vibrāciju izplatīšanās procesu telpā sauc par viļņu procesu vai vienkārši par vilni. Dažāda rakstura viļņi (skaņa, elastīga,

Elektromagnētiskie viļņi
No Maksvela vienādojumiem izriet, ka, ja ar lādiņu palīdzību tiek ierosināts mainīgs elektriskais vai magnētiskais lauks, apkārtējā telpā radīsies savstarpēju transformāciju secība.

Elektromagnētiskā viļņa enerģija un impulss. Pointinga vektors
Elektromagnētiskā viļņa izplatīšanos pavada elektromagnētiskā lauka enerģijas un impulsa pārnese. Lai to pārbaudītu, skalāri reizinim pirmo Maksvela vienādojumu diferenciālā

Elastīgie viļņi cietās vielās. Analoģija ar elektromagnētiskajiem viļņiem
Elastīgo viļņu izplatīšanās likumi cietās vielās izriet no viendabīgas elastīgi deformētas vides vispārīgajiem kustības vienādojumiem: , kur ρ

Stāvviļņi
Kad divi pretizplatīšanās viļņi ar vienādu amplitūdu ir uzlikti viens otram, rodas stāvviļņi. Stāvviļņi parādās, piemēram, ja viļņi atstarojas no šķēršļa. P

Doplera efekts
Kad skaņas viļņu avots un/vai uztvērējs pārvietojas attiecībā pret vidi, kurā skaņa izplatās, uztvērēja uztvertā frekvence ν var izrādīties aptuveni

Molekulārā fizika un termodinamika
Ievads. Molekulārās fizikas priekšmets un uzdevumi. Molekulārā fizika pēta makroskopisku objektu stāvokli un uzvedību ārējās ietekmēs (n

Vielas daudzums
Makroskopiskajai sistēmai ir jāsatur vairākas daļiņas, kas ir salīdzināmas ar Avogadro skaitu, lai to aplūkotu statistiskās fizikas ietvaros. Avogadro zvana uz numuru

Gāzes kinētiskie parametri
Vidējais brīvais ceļš ir vidējais attālums, ko gāzes molekula veic starp divām secīgām sadursmēm, ko nosaka pēc formulas: . (4.1.7) Šajā formā

Ideāls gāzes spiediens
Gāzes spiediens uz tvertnes sienu ir gāzes molekulu sadursmes rezultāts ar to. Katra molekula sadursmē nodod noteiktu impulsu sienai, tāpēc tā iedarbojas uz sienu ar n

Diskrēts nejaušības lielums. Varbūtības jēdziens
Apskatīsim varbūtības jēdzienu, izmantojot vienkāršu piemēru. Lai kastē ir sajauktas baltas un melnas bumbiņas, kas viena no otras neatšķiras, izņemot krāsu. Vienkāršības labad mēs to darīsim

Molekulu sadalījums pēc ātruma
Pieredze rāda, ka līdzsvara stāvoklī esošo gāzes molekulu ātrumiem var būt ļoti dažādas vērtības - gan ļoti lielas, gan tuvu nullei. Molekulu ātrums var

Molekulārās kinētiskās teorijas pamatvienādojums
Molekulu translācijas kustības vidējā kinētiskā enerģija ir vienāda ar: . (4.2.15) Tādējādi absolūtā temperatūra ir proporcionāla vidējai kinētiskajai enerģijai

Molekulas brīvības pakāpju skaits
Formula (31) nosaka tikai molekulas translācijas kustības enerģiju. Monatomiskās gāzes molekulām ir šī vidējā kinētiskā enerģija. Attiecībā uz daudzatomiskām molekulām ir jāņem vērā ieguldījums

Ideālas gāzes iekšējā enerģija
Ideālas gāzes iekšējā enerģija ir vienāda ar kopējo molekulu kustības kinētisko enerģiju: Ideālas gāzes viena mola iekšējā enerģija ir vienāda ar: (4.2.20.) Iekšējā enerģija

Barometriskā formula. Bolcmana izplatīšana
Atmosfēras spiedienu augstumā h nosaka virsējo gāzes slāņu svars. Ja gaisa temperatūra T un gravitācijas paātrinājums g nemainās ar augstumu, tad gaisa spiediens P augstumā

Pirmais termodinamikas likums. Termodinamiskā sistēma. Ārējie un iekšējie parametri. Termodinamiskais process
Vārds "termodinamika" cēlies no grieķu vārdiem termoss — siltums un dinamika — spēks. Termodinamika radās kā zinātne par dzinējspēkiem, kas rodas termisko procesu laikā, likums

Līdzsvara stāvoklis. Līdzsvara procesi
Ja visiem sistēmas parametriem ir noteiktas vērtības, kas nemainīgos ārējos apstākļos paliek nemainīgas neierobežoti ilgu laiku, tad šādu sistēmas stāvokli sauc par līdzsvaru vai

Mendeļejeva - Klepeirona vienādojums
Termodinamiskā līdzsvara stāvoklī visi makroskopiskās sistēmas parametri nemainīgos ārējos apstākļos paliek nemainīgi tik ilgi, cik nepieciešams. Eksperiments parāda, ka jebkuram

Termodinamiskās sistēmas iekšējā enerģija
Papildus termodinamiskajiem parametriem P, V un T termodinamisko sistēmu raksturo noteikta stāvokļa funkcija U, ko sauc par iekšējo enerģiju. Ja apzīmējums

Siltuma jaudas jēdziens
Saskaņā ar pirmo termodinamikas likumu siltuma daudzums dQ, kas tiek nodots sistēmai, maina tās iekšējo enerģiju dU un darbu dA, ko sistēma veic ar ārējo.

Lekcijas teksts
Sastādītāja: GumarovaSonia Faritovna Grāmata izdota autora izdevumā Sub. drukāt 00.00.00. formāts 60x84 1/16. Uzplaukums. O

Gāzes likumi un IKT pamati.

Ja gāze ir pietiekami retināta (un tā ir ierasta lieta; visbiežāk nākas saskarties ar retinātām gāzēm), tad gandrīz jebkurš aprēķins tiek veikts, izmantojot formulu, kas savieno spiedienu P, tilpumu V, gāzes daudzumu ν un temperatūru T - tas ir slavenais “ideālās gāzes vienādojuma stāvoklis” P·V= ν·R·T. Kā atrast vienu no šiem daudzumiem, ja ir norādīti visi pārējie, ir pavisam vienkārši un saprotami. Bet problēmu var formulēt tā, ka jautājums būs par kādu citu lielumu - piemēram, par gāzes blīvumu. Tātad, uzdevums: atrast slāpekļa blīvumu 300K temperatūrā un 0,2 atm spiedienā. Atrisināsim. Spriežot pēc stāvokļa, gāze ir diezgan reta (gaiss, kas sastāv no 80% slāpekļa un ar ievērojami augstāku spiedienu, var tikt uzskatīts par retinātu, mēs to elpojam brīvi un viegli iziet cauri), un, ja tas tā nebūtu, mums nav jebkuras citas formulas nē - mēs izmantojam šo iecienīto formulu. Nosacījums nenorāda nevienas gāzes porcijas apjomu, mēs to norādīsim paši. Ņemsim 1 kubikmetru slāpekļa un atrodam gāzes daudzumu šajā tilpumā. Zinot slāpekļa molāro masu M = 0,028 kg/mol, mēs atrodam šīs daļas masu - un problēma ir atrisināta. Gāzes daudzums ν= P·V/R·T, masa m = ν·М = М·P·V/R·T, tātad blīvums ρ= m/V = М·P/R·T = 0,028·20000/ ( 8,3·300) ≈ 0,2 kg/m3. Izvēlētais apjoms atbildē netika iekļauts, mēs to izvēlējāmies specifikas dēļ - tā ir vieglāk pamatot, jo jūs ne vienmēr saprotat, ka apjoms var būt jebkas, bet blīvums būs tāds pats. Tomēr jūs varat izdomāt, ka, "ņemot tilpumu, teiksim, piecas reizes lielāku, mēs palielināsim gāzes daudzumu tieši piecas reizes, tāpēc neatkarīgi no tā, kādu tilpumu mēs ņemtu, blīvums būs vienāds." Jūs varētu vienkārši pārrakstīt savu iecienīto formulu, aizstājot tajā izteiksmi gāzes daudzumam caur gāzes daļas masu un tās molāro masu: ν = m/M, tad uzreiz tiek izteikta attiecība m/V = M P/R T. , un tas ir blīvums . Varēja paņemt gāzes molu un atrast tā aizņemto tilpumu, pēc kura uzreiz tiek atrasts blīvums, jo ir zināma mola masa. Kopumā, jo vienkāršāka problēma, jo līdzvērtīgāki un skaistāki veidi, kā to atrisināt...
Šeit ir vēl viena problēma, kur jautājums var šķist negaidīts: atrodiet gaisa spiediena starpību 20 m augstumā un 50 m augstumā virs zemes līmeņa. Temperatūra 00C, spiediens 1 atm. Risinājums: ja šajos apstākļos atrodam gaisa blīvumu ρ, tad spiediena starpība ∆P = ρ·g·∆H. Mēs atrodam blīvumu tāpat kā iepriekšējā uzdevumā, vienīgā grūtība ir tāda, ka gaiss ir gāzu maisījums. Pieņemot, ka tas sastāv no 80% slāpekļa un 20% skābekļa, mēs atrodam maisījuma mola masu: m = 0,8 0,028 + 0,2 0,032 ≈ 0,029 kg. Šī mola aizņemtais tilpums ir V= R·T/P, un blīvums tiek atrasts kā šo divu lielumu attiecība. Tad viss ir skaidrs, atbilde būs aptuveni 35 Pa.
Gāzes blīvums būs jārēķina arī, konstatējot, piemēram, dotā tilpuma balona celšanas spēku, aprēķinot gaisa daudzumu akvalangu cilindros, kas nepieciešams elpošanai zem ūdens uz noteiktu laiku, aprēķinot gaisa balona skaitu. ēzeļi, kas vajadzīgi, lai transportētu noteiktu daudzumu dzīvsudraba tvaiku cauri tuksnesim un daudzos citos gadījumos.
Taču uzdevums ir sarežģītāks: uz galda trokšņaini vārās elektriskā tējkanna, elektroenerģijas patēriņš 1000 W, efektivitāte. sildītājs 75% (pārējais "iet" apkārtējā telpā). No iztekas izplūst tvaika straume - “snīpa” laukums ir 1 cm2. Novērtējiet gāzes ātrumu šajā plūsmā. Paņemiet visus nepieciešamos datus no tabulām.
Risinājums. Pieņemsim, ka tējkannā virs ūdens veidojas piesātināts tvaiks, tad piesātināta ūdens tvaiku straume izlido no snīpja +1000C. Šāda tvaika spiediens ir 1 atm, ir viegli atrast tā blīvumu. Zinot iztvaicēšanai izmantoto jaudu Р= 0,75·Р0 = 750 W un īpatnējo iztvaikošanas (iztvaikošanas) siltumu r = 2300 kJ/kg, mēs atradīsim tvaika masu, kas izveidojusies laikā τ: m= 0,75Р0·τ/r . Mēs zinām blīvumu, tad ir viegli atrast šī tvaika daudzuma tilpumu. Pārējais jau ir skaidrs - iedomājieties šo tilpumu kolonnas formā ar šķērsgriezuma laukumu 1 cm2, šīs kolonnas garums dalīts ar τ dos mums izbraukšanas ātrumu (šis garums paceļas sekundē ). Tātad strūklas ātrums, kas atstāj tējkannas snīpi, ir 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.

Gāzēs attālums starp molekulām un atomiem parasti ir daudz lielāks par molekulu izmēru, un pievilcīgie spēki ir ļoti mazi. Tāpēc gāzēm nav savas formas un nemainīga tilpuma. Gāzes ir viegli saspiežamas, jo arī atgrūšanas spēki lielos attālumos ir mazi. Gāzēm ir īpašība neierobežoti paplašināties, aizpildot visu tām paredzēto tilpumu. Gāzes molekulas pārvietojas ļoti lielā ātrumā, saduras viena ar otru un atlec viena no otras dažādos virzienos. Daudzas molekulu ietekmes uz kuģa sienām rada gāzes spiediens.

Molekulu kustība šķidrumos

Šķidrumos molekulas ne tikai svārstās ap līdzsvara stāvokli, bet arī veic lēcienus no vienas līdzsvara pozīcijas uz nākamo. Šie lēcieni notiek periodiski. Laika intervālu starp šādiem lēcieniem sauc vidējais pastāvīgās dzīves laiks(vai vidējais relaksācijas laiks) un to apzīmē ar burtu ?. Citiem vārdiem sakot, relaksācijas laiks ir svārstību laiks ap vienu noteiktu līdzsvara stāvokli. Istabas temperatūrā šis laiks vidēji ir 10 -11 s. Vienas svārstības laiks ir 10 -12 ... 10 -13 s.

Mazkustības laiks samazinās, palielinoties temperatūrai. Attālums starp šķidruma molekulām ir mazāks par molekulu izmēru, daļiņas atrodas tuvu viena otrai, un starpmolekulārā pievilcība ir spēcīga. Tomēr šķidruma molekulu izvietojums nav stingri sakārtots visā tilpumā.

Šķidrumi, tāpat kā cietas vielas, saglabā savu tilpumu, bet tiem nav savas formas. Tāpēc tie iegūst tā kuģa formu, kurā tie atrodas. Šķidrumam ir šādas īpašības: plūstamība. Pateicoties šai īpašībai, šķidrums neiztur formas maiņu, ir nedaudz saspiests, un tā fizikālās īpašības šķidruma iekšienē visos virzienos ir vienādas (šķidrumu izotropija). Molekulārās kustības raksturu šķidrumos vispirms noteica padomju fiziķis Jakovs Iļjičs Frenkels (1894-1952).

Molekulu kustība cietās vielās

Cietās vielas molekulas un atomi ir sakārtoti noteiktā secībā un formā kristāla režģis. Šādas cietas vielas sauc par kristāliskām. Atomi veic vibrācijas kustības ap līdzsvara stāvokli, un pievilcība starp tiem ir ļoti spēcīga. Tāpēc cietās vielas normālos apstākļos saglabā savu tilpumu un tām ir sava forma.