Որքա՞ն է միջին հեռավորությունը հագեցած ջրի գոլորշիների մոլեկուլների միջև: Ֆիզիկա

1. Գազային, հեղուկ և պինդ մարմինների կառուցվածքը

Մոլեկուլային կինետիկ տեսությունը թույլ է տալիս հասկանալ, թե ինչու է նյութը կարող գոյություն ունենալ գազային, հեղուկ և պինդ վիճակում:
Գազեր.Գազերում ատոմների կամ մոլեկուլների միջև հեռավորությունը միջինում շատ անգամ ավելի մեծ է, քան հենց մոլեկուլների չափը ( Նկ.8.5) Օրինակ, մթնոլորտային ճնշման դեպքում նավի ծավալը տասնյակ հազարավոր անգամ ավելի մեծ է, քան դրա մոլեկուլների ծավալը։

Գազերը հեշտությամբ սեղմվում են, և մոլեկուլների միջև միջին հեռավորությունը նվազում է, բայց մոլեկուլի ձևը չի փոխվում ( Նկ.8.6).

Մոլեկուլները շարժվում են հսկայական արագություններով՝ վայրկյանում հարյուրավոր մետրեր, տիեզերքում: Երբ նրանք բախվում են, նրանք բիլիարդի գնդակների նման ցատկում են միմյանցից տարբեր ուղղություններով: Գազի մոլեկուլների թույլ գրավիչ ուժերը չեն կարողանում դրանք միմյանց մոտ պահել։ Ահա թե ինչու գազերը կարող են անսահմանափակ ընդլայնվել: Նրանք չեն պահպանում ոչ ձևը, ոչ էլ ծավալը:
Անոթի պատերին մոլեկուլների բազմաթիվ ազդեցությունները առաջացնում են գազի ճնշում:

Հեղուկներ. Հեղուկի մոլեկուլները գտնվում են միմյանց մոտ ( Նկ.8.7), ուստի հեղուկ մոլեկուլն այլ կերպ է վարվում, քան գազի մոլեկուլը։ Հեղուկների մեջ կա այսպես կոչված կարճ տիրույթի կարգ, այսինքն՝ մոլեկուլների դասավորվածությունը պահպանվում է մի քանի մոլեկուլային տրամագծերի հավասար հեռավորությունների վրա։ Մոլեկուլը տատանվում է իր հավասարակշռության դիրքի շուրջ՝ բախվելով հարևան մոլեկուլներին։ Միայն ժամանակ առ ժամանակ նա հերթական «ցատկ» է անում՝ հայտնվելով նոր հավասարակշռության դիրքի մեջ։ Այս հավասարակշռության դիրքում վանող ուժը հավասար է գրավիչ ուժին, այսինքն՝ մոլեկուլի փոխազդեցության ընդհանուր ուժը զրո է։ Ժամանակը կարգավորված կյանքջրի մոլեկուլները, այսինքն՝ սենյակային ջերմաստիճանում որոշակի հավասարակշռության դիրքի շուրջ նրա թրթռումների ժամանակը միջինում 10-11 վ է։ Մեկ տատանման ժամանակը շատ ավելի քիչ է (10 -12 -10 -13 վ): Ջերմաստիճանի բարձրացման հետ մոլեկուլների կեցության ժամանակը նվազում է։

Հեղուկների մոլեկուլային շարժման բնույթը, որն առաջին անգամ հաստատել է խորհրդային ֆիզիկոս Յա.Ի. Ֆրենկելը, թույլ է տալիս հասկանալ հեղուկների հիմնական հատկությունները:
Հեղուկի մոլեկուլները գտնվում են անմիջապես միմյանց կողքին: Քանի որ ծավալը նվազում է, վանող ուժերը դառնում են շատ մեծ։ Սա բացատրում է հեղուկների ցածր սեղմելիություն.
Ինչպես հայտնի է, հեղուկները հեղուկ են, այսինքն՝ չեն պահպանում իրենց ձևը. Սա կարելի է բացատրել այսպես. Արտաքին ուժը նկատելիորեն չի փոխում վայրկյանում մոլեկուլային թռիչքների քանակը։ Բայց մոլեկուլների թռիչքները մի անշարժ դիրքից մյուսը տեղի են ունենում հիմնականում արտաքին ուժի ուղղությամբ ( Նկ.8.8) Ահա թե ինչու հեղուկը հոսում է և ստանում տարայի ձևը։

Պինդ նյութեր.Պինդ մարմինների ատոմները կամ մոլեկուլները, ի տարբերություն ատոմների և հեղուկների մոլեկուլների, թրթռում են որոշակի հավասարակշռության դիրքերի շուրջ։ Այս պատճառով պինդ նյութեր պահպանել ոչ միայն ծավալը, այլև ձևը. Պինդ մոլեկուլների փոխազդեցության պոտենցիալ էներգիան զգալիորեն ավելի մեծ է, քան նրանց կինետիկ էներգիան։
Հեղուկների և պինդ մարմինների միջև կա ևս մեկ կարևոր տարբերություն. Հեղուկը կարելի է համեմատել մարդկանց ամբոխի հետ, որտեղ առանձին անհատներ անհանգիստ թափահարում են տեղում, իսկ պինդ մարմինը նման է նույն անհատների սլացիկ խմբին, ովքեր թեև ուշադրության չեն արժանանում, բայց միջինում պահպանում են որոշակի հեռավորություններ իրենց միջև։ . Եթե ​​միացնեք պինդ մարմնի ատոմների կամ իոնների հավասարակշռության դիրքերի կենտրոնները, կստանաք կանոնավոր տարածական վանդակ, որը կոչվում է. բյուրեղային.
8.9 և 8.10 նկարները ցույց են տալիս կերակրի աղի և ադամանդի բյուրեղյա վանդակաճաղերը: Բյուրեղներում ատոմների դասավորության ներքին կարգը հանգեցնում է կանոնավոր արտաքին երկրաչափական ձևերի:

Նկար 8.11-ում ներկայացված են Յակուտի ադամանդները:

Գազում մոլեկուլների միջև l հեռավորությունը շատ ավելի մեծ է, քան մոլեկուլների չափը 0: լ>>ր 0 .
Հեղուկների և պինդ մարմինների համար l≈r 0: Հեղուկի մոլեկուլները դասավորված են անկարգություններով և ժամանակ առ ժամանակ ցատկում են մի նստած դիրքից մյուսը։
Բյուրեղային պինդ մարմիններն ունեն մոլեկուլներ (կամ ատոմներ), որոնք դասավորված են խիստ կարգով:

2. Իդեալական գազ մոլեկուլային կինետիկ տեսության մեջ

Ֆիզիկայի ցանկացած բնագավառի ուսումնասիրությունը միշտ սկսվում է որոշակի մոդելի ներդրմամբ, որի շրջանակներում տեղի է ունենում հետագա ուսումնասիրություն։ Օրինակ, երբ մենք ուսումնասիրում էինք կինեմատիկան, մարմնի մոդելը նյութական կետ էր և այլն: Ինչպես կարող էիք կռահել, մոդելը երբեք չի համապատասխանի իրականում տեղի ունեցող գործընթացներին, բայց հաճախ այն շատ մոտ է այս համապատասխանությանը:

Մոլեկուլային ֆիզիկան և, մասնավորապես, MCT-ը բացառություն չէ: Մոդելի նկարագրության խնդրի վրա աշխատել են շատ գիտնականներ տասնութերորդ դարից սկսած՝ Մ. Լոմոնոսով, Դ. Ջուլ, Ռ. Կլաուզիուս (նկ. 1): Վերջինս, փաստորեն, գազի իդեալական մոդելը ներկայացրել է 1857թ. Մոլեկուլային կինետիկ տեսության վրա հիմնված նյութի հիմնական հատկությունների որակական բացատրությունը առանձնապես դժվար չէ: Այնուամենայնիվ, տեսությունը, որը քանակական կապեր է հաստատում փորձարարորեն չափված մեծությունների (ճնշում, ջերմաստիճան և այլն) և բուն մոլեկուլների հատկությունների, դրանց քանակի և շարժման արագության միջև, շատ բարդ է։ Նորմալ ճնշման դեպքում մոլեկուլների միջև հեռավորությունը շատ անգամ ավելի մեծ է, քան դրանց չափերը: Այս դեպքում մոլեկուլների միջև փոխազդեցության ուժերը չնչին են, և մոլեկուլների կինետիկ էներգիան շատ ավելի մեծ է, քան փոխազդեցության պոտենցիալ էներգիան: Գազի մոլեկուլները կարելի է համարել որպես նյութական կետեր կամ շատ փոքր պինդ գնդակներ։ Փոխարեն իրական գազ, մոլեկուլների միջև, որոնց փոխազդեցության բարդ ուժերը գործում են, մենք կդիտարկենք այն Մոդելը իդեալական գազ է։

Իդեալական գազ– գազի մոդել, որում գազի մոլեկուլները և ատոմները ներկայացված են շատ փոքր (անհետացող չափերի) առաձգական գնդիկների տեսքով, որոնք չեն փոխազդում միմյանց հետ (առանց անմիջական շփման), այլ միայն բախվում են (տես նկ. 2):

Հարկ է նշել, որ հազվագյուտ ջրածինը (շատ ցածր ճնշման տակ) գրեթե ամբողջությամբ բավարարում է իդեալական գազի մոդելը։

Բրինձ. 2.

Իդեալական գազգազ է, որում մոլեկուլների փոխազդեցությունն աննշան է։ Բնականաբար, երբ իդեալական գազի մոլեկուլները բախվում են, նրանց վրա գործում է վանող ուժ։ Քանի որ մենք կարող ենք գազի մոլեկուլները համարել, ըստ մոդելի, որպես նյութական կետեր, մենք անտեսում ենք մոլեկուլների չափերը՝ հաշվի առնելով, որ նրանց զբաղեցրած ծավալը շատ ավելի քիչ է, քան անոթի ծավալը։
Հիշենք, որ ֆիզիկական մոդելում հաշվի են առնվում միայն իրական համակարգի այն հատկությունները, որոնց դիտարկումը բացարձակապես անհրաժեշտ է այս համակարգի վարքագծի ուսումնասիրված օրինաչափությունները բացատրելու համար։ Ոչ մի մոդել չի կարող փոխանցել համակարգի բոլոր հատկությունները: Այժմ մենք պետք է լուծենք բավականին նեղ խնդիր՝ օգտագործելով մոլեկուլային կինետիկ տեսությունը՝ հաշվարկելու իդեալական գազի ճնշումը նավի պատերին: Այս խնդրի համար գազի իդեալական մոդելը բավականին գոհացուցիչ է ստացվում։ Դա հանգեցնում է արդյունքների, որոնք հաստատվում են փորձով։

3. Գազի ճնշումը մոլեկուլային կինետիկ տեսության մեջ Թող գազը լինի փակ տարայի մեջ։ Ճնշման չափիչը ցույց է տալիս գազի ճնշումը p 0. Ինչպե՞ս է առաջանում այս ճնշումը:
Յուրաքանչյուր գազի մոլեկուլ, որը հարվածում է պատին, որոշակի ուժով գործում է դրա վրա կարճ ժամանակահատվածում։ Պատի վրա պատահական հարվածների արդյունքում ճնշումը ժամանակի ընթացքում արագ փոխվում է, մոտավորապես ինչպես ցույց է տրված Նկար 8.12-ում: Այնուամենայնիվ, առանձին մոլեկուլների ազդեցությունից առաջացած ազդեցություններն այնքան թույլ են, որ դրանք չեն գրանցվում ճնշման չափիչի կողմից: Ճնշման չափիչը գրանցում է իր զգայուն տարրի՝ թաղանթի մակերեսի յուրաքանչյուր միավորի վրա գործող միջին ժամանակի ուժը: Չնայած ճնշման փոքր փոփոխություններին, միջին ճնշման արժեքը p 0գործնականում պարզվում է, որ դա լիովին որոշակի արժեք է, քանի որ պատի վրա շատ հարվածներ կան, իսկ մոլեկուլների զանգվածները շատ փոքր են:

Իդեալական գազը իրական գազի մոդելն է: Ըստ այս մոդելի՝ գազի մոլեկուլները կարելի է համարել որպես նյութական կետեր, որոնց փոխազդեցությունը տեղի է ունենում միայն բախվելիս։ Երբ գազի մոլեկուլները բախվում են պատին, ճնշում են գործադրում դրա վրա։

4. Գազի միկրո և մակրոպարամետրեր

Այժմ մենք կարող ենք սկսել նկարագրել իդեալական գազի պարամետրերը: Նրանք բաժանվում են երկու խմբի.

Գազի իդեալական պարամետրեր

Այսինքն՝ միկրոպարամետրերը նկարագրում են մեկ մասնիկի (միկրոմարմին) վիճակը, իսկ մակրոպարամետրերը՝ գազի ամբողջ մասի (մակրոմարմին) վիճակը։ Եկեք այժմ գրենք այն հարաբերությունները, որոնք կապում են որոշ պարամետրեր մյուսների հետ, կամ հիմնական MKT հավասարումը.

Այստեղ. - մասնիկների շարժման միջին արագություն;

Սահմանում. – կենտրոնացումգազի մասնիկներ – մասնիկների քանակը միավորի ծավալի վրա. ; միավոր - .

5. Մոլեկուլների արագության քառակուսու միջին արժեքը

Միջին ճնշումը հաշվարկելու համար անհրաժեշտ է իմանալ մոլեկուլների միջին արագությունը (ավելի ճիշտ՝ արագության քառակուսու միջին արժեքը)։ Սա պարզ հարց չէ։ Դուք սովոր եք, որ յուրաքանչյուր մասնիկ արագություն ունի։ Մոլեկուլների միջին արագությունը կախված է բոլոր մասնիկների շարժումից։
Միջին արժեքներ.Հենց սկզբից դուք պետք է հրաժարվեք գազը կազմող բոլոր մոլեկուլների շարժը հետագծելու փորձից: Նրանք չափազանց շատ են, և նրանք շատ դժվար են շարժվում: Մեզ պետք չէ իմանալ, թե ինչպես է շարժվում յուրաքանչյուր մոլեկուլ: Պետք է պարզենք, թե ինչ արդյունքի է հանգեցնում բոլոր գազի մոլեկուլների շարժումը։
Գազի մոլեկուլների ամբողջ հավաքածուի շարժման բնույթը հայտնի է փորձից։ Մոլեկուլները մասնակցում են պատահական (ջերմային) շարժմանը։ Սա նշանակում է, որ ցանկացած մոլեկուլի արագությունը կարող է լինել կամ շատ մեծ կամ շատ փոքր: Մոլեկուլների շարժման ուղղությունը անընդհատ փոխվում է, երբ դրանք բախվում են միմյանց:
Այնուամենայնիվ, առանձին մոլեկուլների արագությունները կարող են լինել ցանկացած միջինԱյս արագությունների մոդուլի արժեքը բավականին որոշակի է: Նմանապես, դասարանում սովորողների հասակը նույնը չէ, բայց դրա միջինը որոշակի թիվ է: Այս թիվը գտնելու համար անհրաժեշտ է գումարել առանձին ուսանողների բարձրությունները և բաժանել այս գումարը ուսանողների թվի վրա:
Արագության քառակուսու միջին արժեքը:Ապագայում մեզ անհրաժեշտ կլինի ոչ թե բուն արագության, այլ արագության քառակուսու միջին արժեքը։ Այս արժեքից է կախված մոլեկուլների միջին կինետիկ էներգիան։ Իսկ մոլեկուլների միջին կինետիկ էներգիան, ինչպես շուտով կտեսնենք, շատ կարևոր է ողջ մոլեկուլային կինետիկ տեսության մեջ։
Գազի առանձին մոլեկուլների արագության մոդուլները նշանակենք . Արագության քառակուսու միջին արժեքը որոշվում է հետևյալ բանաձևով.

Որտեղ Ն- գազի մոլեկուլների քանակը.
Բայց ցանկացած վեկտորի մոդուլի քառակուսին հավասար է կոորդինատային առանցքների վրա նրա կանխատեսումների քառակուսիների գումարին OX, OY, OZ. Ահա թե ինչու

Քանակների միջին արժեքները կարող են որոշվել (8.9) բանաձևի նման բանաձևերով: Միջին արժեքի և կանխատեսումների քառակուսիների միջին արժեքների միջև կա նույն հարաբերությունը, ինչ հարաբերությունը (8.10).

Իրոք, հավասարությունը (8.10) վավեր է յուրաքանչյուր մոլեկուլի համար: Առանձին մոլեկուլների համար այս հավասարությունները ավելացնելով և ստացված հավասարման երկու կողմերը բաժանելով մոլեկուլների թվով Ն, մենք հասնում ենք բանաձևին (8.11).
Ուշադրություն. Քանի որ երեք առանցքների ուղղությունները Օհ, ՕհԵվ ՕԶՄոլեկուլների պատահական շարժման պատճառով դրանք հավասար են, արագության կանխատեսումների քառակուսիների միջին արժեքները հավասար են միմյանց.

Տեսեք, քաոսից որոշակի օրինաչափություն է առաջանում։ Կարո՞ղ եք ինքներդ դա պարզել:
Հաշվի առնելով (8.12) հարաբերակցությունը, մենք փոխարինում ենք (8.11) բանաձևով և-ի փոխարեն: Այնուհետև արագության նախագծման միջին քառակուսու համար մենք ստանում ենք.

այսինքն՝ արագության պրոյեկցիայի միջին քառակուսին հավասար է բուն արագության միջին քառակուսու 1/3-ին։ 1/3 գործակիցը հայտնվում է տարածության եռաչափության և, համապատասխանաբար, ցանկացած վեկտորի համար երեք կանխատեսումների առկայության պատճառով:
Մոլեկուլների արագությունները պատահականորեն փոխվում են, բայց արագության միջին քառակուսին լավ սահմանված արժեք է։

6. Մոլեկուլային կինետիկ տեսության հիմնական հավասարումը
Անցնենք գազերի մոլեկուլային կինետիկ տեսության հիմնական հավասարման ածանցմանը։ Այս հավասարումը սահմանում է գազի ճնշման կախվածությունը նրա մոլեկուլների միջին կինետիկ էներգիայից։ Այս հավասարման ածանցումից հետո 19-րդ դ. և դրա վավերականության փորձարարական ապացույցը սկսեց քանակական տեսության արագ զարգացումը, որը շարունակվում է մինչ օրս:
Ֆիզիկայի գրեթե ցանկացած դրույթի ապացույցը, ցանկացած հավասարման ածանցավորումը կարող է կատարվել տարբեր աստիճանի խստությամբ և համոզիչությամբ՝ շատ պարզեցված, քիչ թե շատ խիստ կամ ժամանակակից գիտությանը հասանելի լրիվ խստությամբ:
Գազերի մոլեկուլային կինետիկ տեսության հավասարման խիստ ածանցումը բավականին բարդ է: Հետևաբար, մենք կսահմանափակվենք հավասարման խիստ պարզեցված, սխեմատիկ ածանցմամբ: Չնայած բոլոր պարզեցումներին, արդյունքը ճիշտ կլինի։
Հիմնական հավասարման ածանցում.Եկեք հաշվարկենք գազի ճնշումը պատի վրա CDանոթ, նավ Ա Բ Գ Դտարածք Ս, ուղղահայաց կոորդինատային առանցքին ԵԶ (Նկ.8.13).

Երբ մոլեկուլը հարվածում է պատին, նրա իմպուլսը փոխվում է. Քանի որ հարվածի ժամանակ մոլեկուլների արագության մոդուլը չի ​​փոխվում, ուրեմն . Ըստ Նյուտոնի երկրորդ օրենքի՝ մոլեկուլի իմպուլսի փոփոխությունը հավասար է անոթի պատից նրա վրա ազդող ուժի իմպուլսին, իսկ Նյուտոնի երրորդ օրենքի՝ այն ուժի իմպուլսի մեծությանը, որով մոլեկուլը պատի վրա գործում է նույնը: Հետևաբար, մոլեկուլի ազդեցության արդյունքում պատի վրա ուժ է գործադրվել, որի իմպուլսը հավասար է .

Մոլեկուլների միջև հեռավորությունները համեմատելի են մոլեկուլների չափերի հետ (նորմալ պայմաններում)

1. հեղուկներ, ամորֆ և բյուրեղային մարմիններ

   գազեր և հեղուկներ

   գազեր, հեղուկներ և բյուրեղային պինդ նյութեր

Նորմալ պայմաններում գազերում մոլեկուլների միջին հեռավորությունը կազմում է

1. մոտավորապես հավասար է մոլեկուլի տրամագծին

   փոքր է մոլեկուլի տրամագծից

   մոտավորապես 10 անգամ մեծ է մոլեկուլի տրամագծից

   կախված է գազի ջերմաստիճանից

Մասնիկների դասավորվածության նվազագույն կարգը բնորոշ է

1. հեղուկներ

   բյուրեղային մարմիններ

   ամորֆ մարմիններ

Նյութի հարևան մասնիկների միջև հեռավորությունը միջինում շատ անգամ ավելի մեծ է, քան բուն մասնիկների չափը: Այս հայտարարությունը համապատասխանում է մոդելին

1. միայն գազի կառուցվածքի մոդելներ

   միայն ամորֆ մարմինների կառուցվածքի մոդելներ

   գազերի և հեղուկների կառուցվածքի մոդելներ

   գազերի, հեղուկների և պինդ մարմինների կառուցվածքի մոդելներ

Ջրի հեղուկից բյուրեղային վիճակի անցնելու ժամանակ

1. մոլեկուլների միջև հեռավորությունը մեծանում է

   մոլեկուլները սկսում են գրավել միմյանց

   մոլեկուլների դասավորության կարգը մեծանում է

   մոլեկուլների միջև հեռավորությունը նվազում է

Մշտական ​​ճնշման դեպքում գազի մոլեկուլների կոնցենտրացիան ավելացել է 5 անգամ, սակայն դրա զանգվածը չի փոխվել։ Գազի մոլեկուլների թարգմանական շարժման միջին կինետիկ էներգիան

1. չի փոխվել

   ավելացել է 5 անգամ

   նվազել է 5 անգամ

   ավելացել է հինգի արմատով

Աղյուսակում ներկայացված են որոշ նյութերի հալման և եռման կետերը.

նյութ	Եռման ջերմաստիճանը	նյութ	Հալման ջերմաստիճանը
		նաֆթալին

Ընտրեք ճիշտ հայտարարությունը:

Սնդիկի հալման կետը ավելի բարձր է, քան եթերի եռման կետը

Ալկոհոլի եռման կետը փոքր է սնդիկի հալման կետից

Ալկոհոլի եռման ջերմաստիճանը ավելի բարձր է, քան նաֆթալինի հալման կետը

Եթերի եռման կետը ցածր է նաֆթալինի հալման կետից

Պինդ նյութի ջերմաստիճանը նվազել է 17 ºС-ով։ Բացարձակ ջերմաստիճանի սանդղակի վրա այս փոփոխությունը եղել է

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

9. Հաստատուն ծավալով անոթը պարունակում է իդեալական գազ՝ 2 մոլ քանակով: Ինչպե՞ս պետք է փոխվի գազով անոթի բացարձակ ջերմաստիճանը, երբ անոթից 1 մոլ գազ է բաց թողնվում, որպեսզի անոթի պատերի վրա գազի ճնշումը մեծանա 2 անգամ։

1) մեծացնել 2 անգամ 3) ավելացնել 4 անգամ

2) կրճատել 2 անգամ 4) կրճատել 4 անգամ

10. T ջերմաստիճանում և p ճնշման դեպքում իդեալական գազի մեկ մոլը զբաղեցնում է V ծավալը։ Որքա՞ն է նույն գազի ծավալը՝ վերցված 2 մոլի չափով՝ 2p ճնշման և 2Տ ջերմաստիճանի դեպքում։

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

11. Ջրածնի ջերմաստիճանը, որը վերցված է անոթում 3 մոլ քանակով, հավասար է T-ի, որքա՞ն է թթվածնի ջերմաստիճանը 3 մոլի չափով ընդունված նույն ծավալով և նույն ճնշման անոթում:

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

12. Մխոցով փակված տարայի մեջ կա իդեալական գազ։ Գազի ճնշման կախվածության գրաֆիկը ջերմաստիճանից իր վիճակի փոփոխությամբ ներկայացված է նկարում: Գազի ո՞ր վիճակն է համապատասխանում ամենափոքր ծավալին.

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

13. Հաստատուն ծավալով անոթը պարունակում է իդեալական գազ, որի զանգվածը տարբեր է։ Դիագրամը ցույց է տալիս գազի վիճակի փոփոխման գործընթացը: Դիագրամի ո՞ր կետում է գազի զանգվածն ամենամեծը:

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

14. Նույն ջերմաստիճանում փակ տարայի մեջ հագեցած գոլորշին տարբերվում է նույն անոթի չհագեցած գոլորշուց.

1) ճնշում

2) մոլեկուլների շարժման արագությունը

3) մոլեկուլների քաոսային շարժման միջին էներգիան

4) օտար գազերի բացակայություն

15. Դիագրամի ո՞ր կետն է համապատասխանում գազի առավելագույն ճնշմանը:

ստույգ պատասխան հնարավոր չէ տալ

17. 2500 խորանարդ մետր ծավալով օդապարիկը 400 կգ պատյան զանգվածով ունի անցք, որով օդապարիկի օդը տաքացվում է այրիչով։ Որքա՞ն նվազագույն ջերմաստիճանի պետք է տաքացվի օդապարիկը, որպեսզի օդապարիկը օդ բարձրանա 200 կգ կշռող բեռի (զամբյուղ և օդագնաց) հետ միասին: Շրջակա օդի ջերմաստիճանը 7ºС է, խտությունը՝ 1,2 կգ/խմ։ Գնդակի կեղևը համարվում է անքակտելի։

MCT և թերմոդինամիկա

MCT և թերմոդինամիկա

Այս բաժնի համար յուրաքանչյուր տարբերակ ներառում էր հինգ առաջադրանք՝ ընտրությամբ

պատասխան, որից 4-ը՝ հիմնական մակարդակ, իսկ 1-ը՝ առաջադեմ: Քննությունների արդյունքների հիման վրա

Սովորվել են հետևյալ բովանդակային տարրերը.

Մենդելեև-Կլապեյրոն հավասարման կիրառում;

Գազի ճնշման կախվածությունը մոլեկուլների կոնցենտրացիայից և ջերմաստիճանից;

Ջեռուցման և հովացման ընթացքում ջերմության քանակը (հաշվարկ);

Ջերմության փոխանցման առանձնահատկությունները;

օդի հարաբերական խոնավությունը (հաշվարկ);

Աշխատանք թերմոդինամիկայի մեջ (գրաֆիկ);

Գազի վիճակի հավասարման կիրառում.

Հիմնական մակարդակի առաջադրանքների շարքում դժվարություններ են առաջացրել հետևյալ հարցերը.

1) Ներքին էներգիայի փոփոխություն տարբեր իզոպրոցեսներում (օրինակ՝ հետ

ճնշման իզոխորիկ աճ) – 50% ավարտ:

2) Իզոպրոցեսների գրաֆիկներ – 56%.

Օրինակ 5.

Ցուցադրված գործընթացում ներգրավված է իդեալական գազի մշտական ​​զանգվածը

պատկերի վրա։ Գործընթացում ձեռք է բերվում գազի ամենաբարձր ճնշումը

1) 1-ին կետում

2) ամբողջ 1-2 հատվածում

3) 3-րդ կետում

4) ամբողջ 2-3 հատվածում

Պատասխան՝ 1

3) օդի խոնավության որոշում – 50%. Այս առաջադրանքները պարունակում էին լուսանկար

հոգեմետր, ըստ որի անհրաժեշտ էր չոր և թաց ցուցանիշներ վերցնել

ջերմաչափեր, այնուհետև որոշեք օդի խոնավությունը՝ օգտագործելով մաս

Առաջադրանքում տրված հոգեմետրիկ աղյուսակ.

4) Ջերմոդինամիկայի առաջին օրենքի կիրառումը. Այս առաջադրանքները ամենաշատն են ստացվել

այս բաժնի հիմնական մակարդակի առաջադրանքների շարքում դժվար է – 45%: Այստեղ

անհրաժեշտ էր օգտագործել գրաֆիկը՝ իզոպրոցեսի տեսակը որոշելու համար

(օգտագործվել են կա՛մ իզոթերմներ, կա՛մ իզոխորներ) և ըստ սրա

որոշել պարամետրերից մեկը՝ հիմնվելով տվյալ մյուսի վրա:

Առաջադեմ մակարդակի առաջադրանքների շարքում ներկայացվեցին հաշվարկային խնդիրներ

գազի վիճակի հավասարման կիրառում, որը լրացվել է միջինը 54%-ով.

ուսանողներին, ինչպես նաև փոփոխությունները որոշելու համար նախկինում օգտագործված առաջադրանքներին

Իդեալական գազի պարամետրերը կամայական գործընթացում: Հաջողությամբ զբաղվում է նրանց հետ

միայն ուժեղ շրջանավարտների խումբ, իսկ ավարտման միջին ցուցանիշը կազմել է 45%:

Այս առաջադրանքներից մեկը տրված է ստորև:

Օրինակ 6

Իդեալական գազը պարունակվում է մխոցով փակված տարայի մեջ։ Գործընթացը

Գազի վիճակի փոփոխությունները ներկայացված են գծապատկերում (տես նկարը): Ինչպես

փոխվե՞լ է արդյոք գազի ծավալը A վիճակից B վիճակի անցնելու ժամանակ.

1) անընդհատ ավելացել է

2) անընդհատ նվազել է

3) սկզբում ավելացել, ապա նվազել

4) սկզբում նվազել է, ապա աճել

Պատասխան՝ 1

Գործունեության տեսակները Քանակ

առաջադրանքներ %

լուսանկարներ2 10-12 25.0-30.0

4. ՖԻԶԻԿԱ

4.1. Հսկիչ չափիչ նյութերի բնութագրերը ֆիզիկայում

2007 թ

Պետական ​​միասնական քննության քննական աշխատանքները 2007թ

նույն կառուցվածքով, ինչ նախորդ երկու տարիներին։ Այն բաղկացած էր 40 առաջադրանքից,

տարբերվում են ներկայացման ձևով և բարդության մակարդակով: Աշխատանքի առաջին մասում

Ընդգրկված էր 30 բազմակի ընտրությամբ առաջադրանք, որտեղ յուրաքանչյուր առաջադրանք ուղեկցվում էր

պատասխանի չորս տարբերակ, որոնցից միայն մեկն էր ճիշտ: Երկրորդ մասը պարունակում էր 4

կարճ պատասխանների առաջադրանքներ. Հաշվարկային խնդիրներ էին, լուծելուց հետո

որը պահանջում էր պատասխանը տալ թվի տեսքով. Քննության երրորդ մասը

աշխատանք - սրանք 6 հաշվարկային խնդիրներ են, որոնց անհրաժեշտ էր բերել ամբողջական

մանրամասն լուծում. Աշխատանքն ավարտելու ընդհանուր ժամանակը 210 րոպե էր։

Կրթական բովանդակության տարրերի և ճշգրտման ծածկագիր

Պարտադիր նվազագույնի հիման վրա կազմվել են քննական թերթիկները

1999 թ. թիվ 56) և հաշվի է առել պետական ​​ստանդարտի դաշնային բաղադրիչը

միջնակարգ (ամբողջական) կրթություն ֆիզիկայում, մասնագիտացված մակարդակ (Մոսկվայի շրջանի 5-րդ կարգ.

Մարտ 2004 թիվ 1089): Բովանդակության տարրի կոդավորիչը չի փոխվել ըստ

համեմատ 2006թ.-ի հետ և ներառել միայն այն տարրերը, որոնք միաժամանակ եղել են

առկա են ինչպես պետական ​​ստանդարտի դաշնային բաղադրիչում

(պրոֆիլի մակարդակ, 2004 թ.), իսկ Պարտադիր նվազագույն բովանդակության մեջ

կրթություն 1999 թ

2006 թվականի հսկիչ չափիչ նյութերի համեմատ տարբերակներով

2007 թվականի միասնական պետական ​​քննությունում երկու փոփոխություն է կատարվել. Դրանցից առաջինը վերաբաշխումն էր

առաջադրանքներ աշխատանքի առաջին մասում թեմատիկ հիմունքներով. Անկախ դժվարությունից

(հիմնական կամ առաջադեմ մակարդակներ), սկզբում հաջորդեցին մեխանիկայի բոլոր առաջադրանքները, այնուհետև

MCT-ում և թերմոդինամիկայի, էլեկտրադինամիկայի և, վերջապես, քվանտային ֆիզիկայի մեջ: Երկրորդ

Փոփոխությունը վերաբերում էր առաջադրանքների թեստավորման նպատակային ներդրմանը

մեթոդական հմտությունների ձևավորում. 2007 թվականին A30 առաջադրանքները փորձարկեցին հմտությունները

վերլուծել փորձարարական ուսումնասիրությունների արդյունքները՝ արտահայտված ձևով

աղյուսակներ կամ գրաֆիկաներ, ինչպես նաև փորձի արդյունքների հիման վրա գրաֆիկներ կառուցել: Ընտրություն

A30 գծի համար առաջադրանքները կատարվել են՝ ելնելով դրա ստուգման անհրաժեշտությունից

մի շարք տարբերակներ գործունեության մեկ տեսակի համար և, համապատասխանաբար, անկախ նրանից

կոնկրետ առաջադրանքի թեմատիկ պատկանելություն.

Քննական թերթիկը ներառում էր հիմնական, խորացված առաջադրանքներ

և դժվարության բարձր մակարդակ: Հիմնական մակարդակի առաջադրանքները փորձարկեցին առավելագույնի վարպետությունը

կարևոր ֆիզիկական հասկացություններ և օրենքներ: Ավելի բարձր մակարդակի առաջադրանքները վերահսկվում էին

ավելի բարդ գործընթացները վերլուծելու համար այս հասկացությունները և օրենքներն օգտագործելու ունակությունը կամ

մեկ կամ երկու օրենքների (բանաձևերի) կիրառման հետ կապված խնդիրներ լուծելու ունակություն՝ ըստ որևէ մեկի

դպրոցի ֆիզիկայի դասընթացի թեմաները. Հաշվարկված են բարդության բարձր մակարդակի առաջադրանքներ

առաջադրանքներ, որոնք արտացոլում են բուհերի ընդունելության քննություններին ներկայացվող պահանջների մակարդակը և

պահանջում են ֆիզիկայի միանգամից երկու կամ երեք բաժինների գիտելիքների կիրառում փոփոխված կամ

նոր իրավիճակ.

2007 թվականի KIM-ը ներառում էր առաջադրանքներ բոլոր հիմնական բովանդակության վերաբերյալ

ֆիզիկայի դասընթացի բաժինները.

1) «մեխանիկա» (կինեմատիկա, դինամիկա, ստատիկա, պահպանման օրենքներ մեխանիկայի մեջ,

մեխանիկական թրթռումներ և ալիքներ);

2) «Մոլեկուլային ֆիզիկա. Թերմոդինամիկա»;

3) «Էլեկտրադինամիկա» (էլեկտրոստատիկա, ուղղակի հոսանք, մագնիսական դաշտ,

էլեկտրամագնիսական ինդուկցիա, էլեկտրամագնիսական տատանումներ և ալիքներ, օպտիկա);

4) «Քվանտային ֆիզիկա» (STR-ի տարրեր, ալիք-մասնիկ երկակիություն, ֆիզիկա.

ատոմ, ատոմային միջուկի ֆիզիկա):

Աղյուսակ 4.1-ը ցույց է տալիս առաջադրանքների բաշխումը բովանդակության բլոկների միջև յուրաքանչյուրում

քննական թերթի մասերից.

Աղյուսակ 4.1

կախված առաջադրանքների տեսակից

Ամբողջ աշխատանք

(ընտրությամբ

(համառոտ

առաջադրանքներ % Քանակ

առաջադրանքներ % Քանակ

առաջադրանքներ %

1 Մեխանիկա 11-131 27.5-32.5 9-10 22.5-25.0 1 2.5 1-2 2.5-5.0

2 MCT և թերմոդինամիկա 8-10 20.0-25.0 6-7 15.0-17.5 1 2.5 1-2 2.5-5.0

3 Էլեկտրադինամիկա 12-14 30.0-35.5 9-10 22.5-15.0 2 5.0 2-3 5.0-7.5

4 Քվանտային ֆիզիկա և

STO 6-8 15.0-20.0 5-6 12.5-15.0 – – 1-2 2.5-5.0

Աղյուսակ 4.2-ում ներկայացված են առաջադրանքների բաշխումը բովանդակության բլոկների միջև

կախված դժվարության մակարդակից.

Աղյուսակ4.2

Առաջադրանքների բաշխում ըստ ֆիզիկայի դասընթացի բաժինների

կախված դժվարության մակարդակից

Ամբողջ աշխատանք

Հիմնական մակարդակը

(ընտրությամբ

Բարձրացված

(պատասխանի ընտրությամբ

և կարճ

Բարձր մակարդակ

(ընդլայնված

Պատասխանների բաժին)

առաջադրանքներ % Քանակ

առաջադրանքներ % Քանակ

առաջադրանքներ % Քանակ

առաջադրանքներ %

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

2 MCT և թերմոդինամիկա 8-10 20.0-25.0 5-6 12.5-15.0 2 5.0 1-2 2.5-5.0

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

4 Քվանտային ֆիզիկա և

STO 6-8 15.0-20.0 4-5 10.0-12.5 1 2.5 1-2 2.5-5.0

Քննական թերթի բովանդակությունը մշակելիս հաշվի ենք առել

տարբեր տեսակի գործողությունների վարպետությունը ստուգելու անհրաժեշտությունը. Որտեղ

Ընտրանքների շարքից յուրաքանչյուրի առաջադրանքները ընտրվել են՝ հաշվի առնելով բաշխումն ըստ տեսակի

աղյուսակ 4.3-ում ներկայացված գործողությունները:

1 Յուրաքանչյուր թեմայի առաջադրանքների քանակի փոփոխությունը պայմանավորված է C6 բարդ առաջադրանքների տարբեր թեմաներով և

առաջադրանքներ A30, մեթոդական հմտությունների փորձարկում՝ հիմնված ֆիզիկայի տարբեր ճյուղերի նյութերի վրա,

տարբեր շարք տարբերակներ.

Աղյուսակ4.3

Առաջադրանքների բաշխում ըստ գործունեության տեսակի

Գործունեության տեսակները Քանակ

առաջադրանքներ %

1 Հասկանալ մոդելների, հասկացությունների, մեծությունների ֆիզիկական նշանակությունը 4-5 10.0-12.5

2 Բացատրել ֆիզիկական երևույթները, տարբերակել տարբերի ազդեցությունը

գործոնները երևույթների առաջացման, բնության մեջ երևույթների դրսևորումների կամ

դրանց օգտագործումը տեխնիկական սարքերում և առօրյա կյանքում

3 Կիրառել ֆիզիկայի օրենքները (բանաձևեր)՝ վերլուծելու գործընթացները

որակի մակարդակ 6-8 15.0-20.0

4 Կիրառել ֆիզիկայի օրենքները (բանաձևերը)՝ վերլուծելու գործընթացները

հաշվարկված մակարդակ 10-12 25.0-30.0

5 Վերլուծել փորձարարական ուսումնասիրությունների արդյունքները 1-2 2.5-5.0

6 Վերլուծել գրաֆիկներից, աղյուսակներից, դիագրամներից ստացված տեղեկատվությունը,

լուսանկարներ2 10-12 25.0-30.0

7 Լուծել բարդության տարբեր մակարդակների խնդիրներ 13-14 32.5-35.0

Քննական աշխատանքի առաջին և երկրորդ մասերի բոլոր առաջադրանքները գնահատվել են 1-ով

առաջնային միավոր. Երրորդ մասի խնդիրների լուծումները (C1-C6) ստուգվել են երկու փորձագետների կողմից

գնահատման ընդհանուր չափանիշներին համապատասխան՝ հաշվի առնելով ճիշտությունը և

պատասխանի ամբողջականությունը. Մանրամասն պատասխանով բոլոր առաջադրանքների առավելագույն միավորը եղել է 3

միավորներ. Խնդիրը համարվում էր լուծված, եթե աշակերտը դրա համար վաստակում էր առնվազն 2 միավոր։

Բոլոր քննական առաջադրանքները կատարելու համար շնորհված միավորների հիման վրա

աշխատանքը, թարգմանվել է 100 բալանոց սանդղակով «թեստային» միավորների և գնահատականների

հինգ բալանոց սանդղակով։ Աղյուսակ 4.4-ը ցույց է տալիս հարաբերությունները առաջնային,

թեստի միավորները՝ օգտագործելով հինգ միավորանոց համակարգը վերջին երեք տարիների ընթացքում:

Աղյուսակ4.4

Առաջնային միավորի հարաբերակցությունը, թեստի միավորները և դպրոցի գնահատականները

Տարիներ, միավորներ 2 3 4 5

2007 հիմնական 0-11 12-22 23-35 36-52

թեստ 0-32 33-51 52-68 69-100

2006 հիմնական 0-9 10-19 20-33 34-52

թեստ 0-34 35-51 52-69 70-100

2005 հիմնական 0-10 11-20 21-35 36-52

թեստ 0-33 34-50 51-67 68-100

Առաջնային միավորների սահմանների համեմատությունը ցույց է տալիս, որ այս տարի պայմանները

համապատասխան գնահատականներ ստանալն ավելի խիստ է եղել 2006 թվականի համեմատ, սակայն

մոտավորապես համապատասխանում էր 2005 թվականի պայմաններին։ Դա պայմանավորված էր նրանով, որ նախկինում

տարի ֆիզիկայից միասնական քննություն հանձնեցին ոչ միայն նրանք, ովքեր պատրաստվում էին բուհ ընդունվել

համապատասխան պրոֆիլում, բայց նաև ուսանողների գրեթե 20%-ը (թեստ հանձնողների ընդհանուր թվից),

ովքեր ֆիզիկա են սովորել հիմնական մակարդակում (նրանց համար այս քննությունը որոշվել է

մարզը պարտադիր է):

Ընդհանուր առմամբ, քննությանը պատրաստվել է 40 տարբերակ 2007թ.

որոնք հինգ շարք էին 8 տարբերակներից՝ ստեղծված տարբեր պլաններով։

Ընտրանքների շարքը տարբերվում էր վերահսկվող բովանդակության տարրերով և տեսակներով

գործողություններ նույն գծի առաջադրանքների համար, բայց ընդհանուր առմամբ դրանք բոլորն էլ մոտավորապես ունեին

2 Այս դեպքում մենք նկատի ունենք առաջադրանքի տեքստում ներկայացված տեղեկատվության ձևը կամ շեղողները,

հետևաբար, նույն առաջադրանքը կարող է փորձարկել երկու տեսակի գործունեություն:

նույն միջին դժվարության մակարդակը և համապատասխանում էր քննության պլանին

աշխատանքը տրված է Հավելված 4.1-ում:

4.2. Ֆիզիկայի մասնակիցների միասնական պետական ​​քննության առանձնահատկությունները2007 տարվա

Ֆիզիկայի պետական ​​միասնական քննության մասնակիցների թիվը այս տարի կազմել է 70052 մարդ, որը.

նախորդ տարվա համեմատ զգալիորեն ցածր և ցուցանիշներին մոտավորապես համահունչ

2005 (տես աղյուսակ 4.5): Շրջանների թիվը, որտեղ շրջանավարտները հանձնել են միասնական պետական ​​քննություն

ֆիզիկա, ավելացել է մինչև 65։ Շրջանավարտների թիվը, ովքեր ընտրել են ֆիզիկան ձևաչափով

Միասնական պետական ​​քննությունը տարբեր մարզերի համար էապես տարբերվում է՝ 5316 հոգուց: Հանրապետությունում

Թաթարստան՝ մինչև 51 մարդ Նենեցյան ինքնավար օկրուգում։ Որպես տոկոս

մինչև շրջանավարտների ընդհանուր թիվը՝ ֆիզիկայի միասնական պետական ​​քննության մասնակիցների թիվը տատանվում է

Մոսկվայում՝ 0,34%, Սամարայի մարզում՝ 19,1%:

Աղյուսակ4.5

Քննության մասնակիցների թիվը

Տարի Աղջիկներ Տղաներ

շրջաններ

մասնակիցների թիվը % Համար %

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

Ֆիզիկայի քննությունը հիմնականում ընտրվում է երիտասարդ տղամարդկանց կողմից, և միայն մեկ քառորդը

մասնակիցների ընդհանուր թվից աղջիկներ են, ովքեր որոշել են շարունակել

ֆիզիկական և տեխնիկական բնութագրերով կրթական բուհեր.

Քննությունների մասնակիցների բաշխումն ըստ կատեգորիաների գրեթե անփոփոխ է մնում տարեցտարի։

բնակավայրերի տեսակները (տե՛ս աղյուսակ 4.6): Վերցրած շրջանավարտների գրեթե կեսը

Ֆիզիկայի միասնական պետական ​​քննություն, ապրում է խոշոր քաղաքներում և միայն 20%-ն է ավարտած ուսանողները

գյուղական դպրոցներ.

Աղյուսակ4.6

Քննության մասնակիցների բաշխումն ըստ բնակավայրի տեսակների, որի մեջ

գտնվում են նրանց ուսումնական հաստատությունները

Քննվողների թիվը Տոկոս

Քննվողների գտնվելու վայրի տեսակը

Գյուղական բնակավայր (գ.

գյուղ, ագարակ և այլն) 13,767 18,107 14,281 20.0 20.0 20.4

Քաղաքային բնակավայր

(աշխատանքային գյուղ, քաղաքային գյուղ

տեսակ և այլն)

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

50 հազարից պակաս բնակչությամբ քաղաք 7,427 10,810 7,965 10.8 12.0 11.4

50-100 հազար մարդ բնակչությամբ քաղաք 6,063 8,757 7,088 8.8 9.7 10.1

100-450 հազար մարդ բնակչությամբ քաղաք 16195 17673 14630 23.5 19.5 20.9

450-680 հազար մարդ բնակչությամբ քաղաք 7679 11799 7210 11.1 13.1 10.3

Ավելի քան 680 հազար բնակչություն ունեցող քաղաք։

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

Սանկտ Պետերբուրգ – 72 7 – 0,1 0,01

Մոսկվա – 224 259 – 0,2 0,3

Տվյալներ չկան – 339 – – 0,4 –

Ընդամենը 68,916 90,389 70,052 100% 100% 100%

3 2006 թվականին մարզերից մեկում ֆիզիկայի բուհերի ընդունելության քննություններն անցկացվել են միայն ք.

Պետական ​​միասնական քննության ձևաչափ. Սա հանգեցրեց միասնական պետական ​​քննության մասնակիցների թվի այսպիսի զգալի աճի։

Քննությունների մասնակիցների կազմն ըստ կրթության տեսակների գրեթե անփոփոխ է։

հաստատություններ (տես աղյուսակ 4.7): Ինչպես նախորդ տարի՝ ճնշող մեծամասնությունը

թեստավորվածներից ավարտել է հանրակրթական հաստատությունները, և միայն մոտ 2%-ը

շրջանավարտները քննության էին եկել տարրական կամ

միջին մասնագիտական ​​կրթություն.

Աղյուսակ4.7

Քննությունների մասնակիցների բաշխումն ըստ ուսումնական հաստատության տեսակների

Թիվ

քննվողներ

տոկոս

Քննվողների ուսումնական հաստատության տեսակը

2006 Գ. 2007 Գ. 2006 Գ. 2007 Գ.

Հանրակրթական հաստատություններ 86,331 66,849 95,5 95,4

երեկոյան (հերթափոխային) հանրակրթություն

հաստատություններ 487 369 0.5 0.5

Հանրակրթական գիշերօթիկ դպրոց,

կուրսանտների դպրոց, գիշերօթիկ դպրոց հետ

նախնական թռիչքային ուսուցում

1 144 1 369 1,3 2,0

Ուսումնական հաստատությունները տարրական և

միջին մասնագիտական ​​կրթություն 1,469 1,333 1.7 1.9

Տվյալներ չկան 958 132 1.0 0.2

Ընդհանուր՝ 90,389 70,052 100% 100%

4.3. Քննական աշխատանքի հիմնական արդյունքները ֆիզիկայից

Ընդհանուր առմամբ, քննական աշխատանքների արդյունքները 2007թ

նախորդ տարվա արդյունքներից մի փոքր ավելի բարձր, բայց մոտավորապես նույն մակարդակի վրա, ինչ

նախորդ տարվա ցուցանիշները։ Աղյուսակ 4.8-ում բերված են ֆիզիկայի պետական ​​միասնական քննության 2007թ.

հինգ բալանոց սանդղակով, իսկ Աղյուսակ 4.9-ում և Նկ. 4.1 – հիմնված 100-ի թեստի միավորների վրա

կետային սանդղակ. Համեմատության պարզության համար արդյունքները ներկայացված են համեմատության մեջ

նախորդ երկու տարին։

Աղյուսակ4.8

Քննությունների մասնակիցների բաշխումն ըստ մակարդակների

պատրաստում(ընդհանուրի տոկոսը)

Տարիներ «2» Նշում է «p3o» 5 միավոր «b4n» «5» սանդղակով

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%

Աղյուսակ4.9

Քննությունների մասնակիցների բաշխում

ստացված թեստի միավորների հիման վրա2005-2007 yy.

Տարի Թեստի միավորների սանդղակի միջակայքը

փոխանակում 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

Թեստի միավոր

Ստացած ուսանողների տոկոսը

համապատասխան թեստի միավոր

Բրինձ. 4.1 Քննությունների մասնակիցների բաշխումն ըստ ստացված թեստի միավորների

Աղյուսակ 4.10-ում ներկայացված է 100-ից թեստային կետերի սանդղակի համեմատությունը

սանդղակ՝ նախնականում քննական տարբերակի առաջադրանքների կատարման արդյունքներով

Աղյուսակ4.10

Առաջնային և թեստային միավորների միջակայքերի համեմատություն2007 տարին

Սանդղակի ընդմիջում

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

Սանդղակի ընդմիջում

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

35 միավոր (միավոր 3, առաջնային միավոր՝ 13) ստանալու համար թեստ հանձնողը

Բավական էր ճիշտ պատասխանել առաջին մասի 13 ամենապարզ հարցերին

աշխատանքը։ 65 միավոր (4 միավոր, սկզբնական միավոր՝ 34) հավաքելու համար շրջանավարտը պետք է

էր, օրինակ, ճիշտ պատասխանել 25 բազմակի ընտրության հարցին, լուծել չորսից երեքը

խնդիրներ կարճ պատասխանով, ինչպես նաև հաղթահարել երկու բարձր մակարդակի խնդիրներ

դժվարություններ. Նրանք, ովքեր ստացել են 85 միավոր (5 միավոր, նախնական միավոր՝ 46)

կատարյալ կատարել է աշխատանքի առաջին և երկրորդ մասերը և լուծել առնվազն չորս խնդիր

երրորդ մաս.

Լավագույններից լավագույնը (91-ից 100 միավորի միջակայքը) պետք է ոչ միայն

ազատորեն նավարկեք դպրոցական ֆիզիկայի դասընթացի բոլոր հարցերը, բայց նաև գործնականում

Խուսափեք նույնիսկ տեխնիկական սխալներից: Այսպիսով, ստանալ 94 միավոր (առաջնային միավոր

– 49) հնարավոր է եղել «չստանալ» միայն 3 առաջնային միավոր՝ թույլ տալով, օրինակ.

թվաբանական սխալներ՝ բարդության բարձր մակարդակի խնդիրներից մեկը լուծելիս

և սխալվել՝ պատասխանելով երկու բազմակի ընտրության հարցերին:

Ցավոք, այս տարի շրջանավարտների թվի աճ չի գրանցվել

Ֆիզիկայի պետական ​​միասնական քննության արդյունքներով՝ հնարավոր ամենաբարձր միավորը. Աղյուսակ 4.11-ում

Տրված է վերջին չորս տարիների 100 միավորների թիվը։

Աղյուսակ4.11

Թեստավորողների թիվը, ովքեր միավորներ են հավաքել ըստ քննության արդյունքների100 միավորներ

Տարի 2004 2005 2006 2007 թ

Սովորողների թիվը 6 23 33 28

Այս տարվա առաջատարներն են 27 տղա և միայն մեկ աղջիկ (Ռոմանովա Ա.Ի.-ից

Նովովորոնեժի թիվ 1 միջնակարգ դպրոց): Ինչպես նախորդ տարի, թիվ 153 ճեմարանի շրջանավարտների թվում

Ուֆա - միանգամից երկու ուսանող, ովքեր վաստակել են 100 միավոր: Նույն արդյունքները (երկու 100-

Նրանց անվան թիվ 4 գիմնազիան նույնպես միավոր է վաստակել։ Ա.Ս. Պուշկինը Յոշկար-Օլայում.

Ֆիզիկա. Մոլեկուլները։ Մոլեկուլների դասավորվածությունը գազային, հեղուկ և պինդ հեռավորությունների վրա:

1. 
   
   
2. Գազային վիճակում մոլեկուլները միմյանց հետ կապված չեն և գտնվում են միմյանցից մեծ հեռավորության վրա։ Բրաունյան շարժում. Գազը կարելի է համեմատաբար հեշտությամբ սեղմել։
   Հեղուկի մեջ մոլեկուլները մոտ են միմյանց և միասին թրթռում են։ Գրեթե անհնար է սեղմել:
   Պինդ վիճակում մոլեկուլները դասավորված են խիստ հերթականությամբ (բյուրեղյա վանդակներով), և մոլեկուլային շարժում չկա։ Չի կարող սեղմվել:
3. Նյութի կառուցվածքը և քիմիայի սկիզբը.
   http://samlib.ru/a/anemow_e_m/aa0.shtml
   (առանց գրանցման և SMS հաղորդագրությունների, հարմար տեքստային ձևաչափով. կարող եք օգտագործել Ctrl+C)
4. Անհնար է համաձայնել, որ պինդ վիճակում մոլեկուլները չեն շարժվում։

   Մոլեկուլների շարժումը գազերում

   Գազերում մոլեկուլների և ատոմների միջև հեռավորությունը սովորաբար շատ ավելի մեծ է, քան մոլեկուլների չափերը, իսկ գրավիչ ուժերը շատ փոքր են։ Ուստի գազերը չունեն իրենց ձևը և մշտական ​​ծավալը։ Գազերը հեշտությամբ սեղմվում են, քանի որ մեծ հեռավորությունների վրա վանող ուժերը նույնպես փոքր են: Գազերն ունեն անվերջ ընդլայնվելու հատկություն՝ լրացնելով իրենց տրամադրված ողջ ծավալը։ Գազի մոլեկուլները շարժվում են շատ մեծ արագությամբ, բախվում են միմյանց և ցատկում միմյանցից տարբեր ուղղություններով։ Անոթի պատերին մոլեկուլների բազմաթիվ ազդեցությունները առաջացնում են գազի ճնշում:

   Մոլեկուլների շարժումը հեղուկներում

   Հեղուկներում մոլեկուլները ոչ միայն տատանվում են հավասարակշռության դիրքի շուրջ, այլև թռիչքներ են կատարում մի հավասարակշռության դիրքից մյուսը։ Այս թռիչքները պարբերաբար տեղի են ունենում: Նման ցատկերի միջև ընկած ժամանակահատվածը կոչվում է նստակյաց կյանքի միջին ժամանակ (կամ միջին հանգստի ժամանակ) և նշվում է ? տառով: Այլ կերպ ասած, հանգստի ժամանակը մեկ որոշակի հավասարակշռության դիրքի շուրջ տատանումների ժամանակն է: Սենյակային ջերմաստիճանում այս անգամ միջինը 10-11 վ է։ Մեկ տատանման ժամանակը 10-1210-13 վ է։

   Նստակյաց կյանքի ժամանակը նվազում է ջերմաստիճանի բարձրացման հետ։ Հեղուկի մոլեկուլների միջև հեռավորությունը փոքր է, քան մոլեկուլների չափը, մասնիկները գտնվում են միմյանց մոտ, և միջմոլեկուլային ձգողականությունը ուժեղ է։ Այնուամենայնիվ, հեղուկ մոլեկուլների դասավորությունը խստորեն կարգավորված չէ ամբողջ ծավալով:

   Հեղուկները, ինչպես պինդները, պահպանում են իրենց ծավալը, բայց չունեն իրենց սեփական ձևը։ Հետեւաբար, նրանք վերցնում են այն նավի ձեւը, որտեղ գտնվում են: Հեղուկն ունի հեղուկության հատկություն։ Այս հատկության շնորհիվ հեղուկը չի դիմադրում ձևի փոփոխությանը, փոքր-ինչ սեղմվում է, և նրա ֆիզիկական հատկությունները հեղուկի ներսում բոլոր ուղղություններով նույնն են (հեղուկների իզոտրոպիա): Հեղուկների մեջ մոլեկուլային շարժման բնույթն առաջին անգամ հաստատել է խորհրդային ֆիզիկոս Յակով Իլյիչ Ֆրենկելը (1894, 1952):

   Մոլեկուլների շարժումը պինդ մարմիններում

   Պինդ մարմնի մոլեկուլներն ու ատոմները դասավորված են որոշակի հերթականությամբ և կազմում են բյուրեղային ցանց։ Նման պինդ մարմինները կոչվում են բյուրեղային: Ատոմները վիբրացիոն շարժումներ են կատարում հավասարակշռության դիրքի շուրջ, և նրանց միջև ձգողությունը շատ ուժեղ է: Ուստի պինդ մարմինները նորմալ պայմաններում պահպանում են իրենց ծավալը և ունեն իրենց ձևը։

5. Գազի մեջ - նրանք շարժվում են պատահական, միանում են
   Հեղուկի մեջ - շարժվել միմյանց համապատասխան
   Պինդ մարմիններում նրանք չեն շարժվում։

Մոլեկուլային ֆիզիկան հեշտացավ:

Մոլեկուլային փոխազդեցության ուժեր

Նյութի բոլոր մոլեկուլները փոխազդում են միմյանց հետ ձգողական և վանող ուժերի միջոցով:
Մոլեկուլների փոխազդեցության ապացույցներ՝ թրջվելու երեւույթ, սեղմման և ձգման դիմադրություն, պինդ մարմինների և գազերի ցածր սեղմելիություն և այլն։
Մոլեկուլների փոխազդեցության պատճառը նյութի մեջ լիցքավորված մասնիկների էլեկտրամագնիսական փոխազդեցությունն է։

Ինչպե՞ս բացատրել սա:

Ատոմը բաղկացած է դրական լիցքավորված միջուկից և բացասական լիցքավորված էլեկտրոնային թաղանթից։ Միջուկի լիցքը հավասար է բոլոր էլեկտրոնների ընդհանուր լիցքին, ուստի ատոմը որպես ամբողջություն էլեկտրականորեն չեզոք է։
Մեկ կամ մի քանի ատոմներից բաղկացած մոլեկուլը նույնպես էլեկտրականորեն չեզոք է։

Դիտարկենք մոլեկուլների փոխազդեցությունը՝ օգտագործելով երկու անշարժ մոլեկուլների օրինակը։

Բնության մարմինների միջև կարող են գոյություն ունենալ գրավիտացիոն և էլեկտրամագնիսական ուժեր:
Քանի որ մոլեկուլների զանգվածները չափազանց փոքր են, մոլեկուլների միջև գրավիտացիոն փոխազդեցության աննշան ուժերը կարող են անտեսվել:

Շատ մեծ հեռավորությունների վրա նույնպես չկա էլեկտրամագնիսական փոխազդեցություն մոլեկուլների միջև:

Բայց քանի որ մոլեկուլների միջև հեռավորությունը նվազում է, մոլեկուլները սկսում են կողմնորոշվել այնպես, որ միմյանց դեմ ուղղված կողմերին տարբեր նշանների լիցքեր կունենան (ընդհանուր առմամբ, մոլեկուլները մնում են չեզոք), և մոլեկուլների միջև առաջանում են գրավիչ ուժեր:

Մոլեկուլների միջև հեռավորության էլ ավելի մեծ նվազմամբ, վանող ուժերը առաջանում են մոլեկուլների ատոմների բացասական լիցքավորված էլեկտրոնային թաղանթների փոխազդեցության արդյունքում:

Արդյունքում մոլեկուլի վրա գործում է ձգողականության և վանման ուժերի գումարը։ Մեծ հեռավորությունների վրա գերակշռում է ձգողական ուժը (մոլեկուլի 2-3 տրամագծով հեռավորության վրա ձգողությունը առավելագույնն է), կարճ հեռավորությունների վրա գերակշռում է վանման ուժը։

Մոլեկուլների միջև կա հեռավորություն, որի դեպքում գրավիչ ուժերը հավասարվում են վանող ուժերին: Մոլեկուլների այս դիրքը կոչվում է կայուն հավասարակշռության դիրք։

Մոլեկուլները, որոնք գտնվում են միմյանցից հեռավորության վրա և կապված են էլեկտրամագնիսական ուժերով, ունեն պոտենցիալ էներգիա։
Կայուն հավասարակշռության դիրքում մոլեկուլների պոտենցիալ էներգիան նվազագույն է։

Նյութում յուրաքանչյուր մոլեկուլ միաժամանակ փոխազդում է բազմաթիվ հարևան մոլեկուլների հետ, ինչը նույնպես ազդում է մոլեկուլների նվազագույն պոտենցիալ էներգիայի արժեքի վրա։

Բացի այդ, նյութի բոլոր մոլեկուլները գտնվում են շարունակական շարժման մեջ, այսինքն. ունեն կինետիկ էներգիա.

Այսպիսով, նյութի կառուցվածքը և նրա հատկությունները (պինդ, հեղուկ և գազային մարմիններ) որոշվում են մոլեկուլների փոխազդեցության նվազագույն պոտենցիալ էներգիայի և մոլեկուլների ջերմային շարժման կինետիկ էներգիայի պաշարի փոխհարաբերությամբ:

Պինդ, հեղուկ և գազային մարմինների կառուցվածքը և հատկությունները

Մարմինների կառուցվածքը բացատրվում է մարմնի մասնիկների փոխազդեցությամբ և դրանց ջերմային շարժման բնույթով։

Պինդ

Պինդ մարմիններն ունեն մշտական ​​ձև և ծավալ և գործնականում անսեղմելի են։
Մոլեկուլների փոխազդեցության նվազագույն պոտենցիալ էներգիան ավելի մեծ է, քան մոլեկուլների կինետիկ էներգիան։
Ուժեղ մասնիկների փոխազդեցություն:

Պինդ մարմնում մոլեկուլների ջերմային շարժումն արտահայտվում է միայն կայուն հավասարակշռության դիրքի շուրջ մասնիկների (ատոմների, մոլեկուլների) թրթիռներով։

Ներգրավման մեծ ուժերի պատճառով մոլեկուլները գործնականում չեն կարող փոխել իրենց դիրքը նյութում, դա բացատրում է պինդ մարմինների ծավալի և ձևի անփոփոխությունը:

Պինդ մարմինների մեծամասնությունն ունի մասնիկների տարածական կարգավորված դասավորվածություն, որոնք կազմում են կանոնավոր բյուրեղային ցանց։ Նյութի մասնիկները (ատոմներ, մոլեկուլներ, իոններ) գտնվում են բյուրեղային ցանցի գագաթներում՝ հանգույցներում։ Բյուրեղային ցանցի հանգույցները համընկնում են մասնիկների կայուն հավասարակշռության դիրքի հետ։
Նման պինդ մարմինները կոչվում են բյուրեղային:

Հեղուկ

Հեղուկներն ունեն որոշակի ծավալ, բայց չունեն իրենց սեփական ձևը, նրանք վերցնում են այն նավի ձևը, որում գտնվում են.
Մոլեկուլների փոխազդեցության նվազագույն պոտենցիալ էներգիան համեմատելի է մոլեկուլների կինետիկ էներգիայի հետ։
Թույլ մասնիկների փոխազդեցություն:
Հեղուկի մեջ մոլեկուլների ջերմային շարժումն արտահայտվում է կայուն հավասարակշռության դիրքի շուրջ թրթռումներով՝ հարևանների կողմից մոլեկուլին տրամադրված ծավալի շրջանակներում։

Մոլեկուլները չեն կարող ազատ տեղաշարժվել նյութի ողջ ծավալով, սակայն հնարավոր են մոլեկուլների անցում դեպի հարևան վայրեր: Սա բացատրում է հեղուկի հեղուկությունը և ձևը փոխելու ունակությունը:

Հեղուկների մեջ մոլեկուլները բավականին ամուր կապված են միմյանց հետ ձգողական ուժերի միջոցով, ինչը բացատրում է հեղուկի ծավալի անփոփոխությունը։

Հեղուկի մեջ մոլեկուլների միջև հեռավորությունը մոտավորապես հավասար է մոլեկուլի տրամագծին: Երբ մոլեկուլների միջև հեռավորությունը փոքրանում է (հեղուկի սեղմում), վանող ուժերը կտրուկ մեծանում են, ուստի հեղուկներն անսեղմելի են։

Իրենց կառուցվածքով և ջերմային շարժման բնույթով հեղուկները միջանկյալ դիրք են զբաղեցնում պինդ և գազերի միջև։
Չնայած հեղուկի և գազի տարբերությունը շատ ավելի մեծ է, քան հեղուկի և պինդի միջև: Օրինակ՝ հալման կամ բյուրեղացման ժամանակ մարմնի ծավալը շատ անգամ ավելի քիչ է փոխվում, քան գոլորշիացման կամ խտացման ժամանակ։

Գազերը չունեն հաստատուն ծավալ և զբաղեցնում են անոթի ամբողջ ծավալը, որում գտնվում են։
Մոլեկուլների միջև փոխազդեցության նվազագույն պոտենցիալ էներգիան ավելի քիչ է, քան մոլեկուլների կինետիկ էներգիան:
Նյութի մասնիկները գործնականում չեն փոխազդում։
Գազերին բնորոշ է մոլեկուլների դասավորության և շարժման լիակատար խանգարումը։

Մոլեկուլները շատ փոքր են, սովորական մոլեկուլները հնարավոր չէ տեսնել նույնիսկ ամենահզոր օպտիկական մանրադիտակով, բայց մոլեկուլների որոշ պարամետրեր կարելի է հաշվարկել բավականին ճշգրիտ (զանգված), իսկ որոշները կարող են միայն շատ կոպիտ գնահատվել (չափեր, արագություն), և դա նույնպես կլինի: լավ եղեք հասկանալ, թե ինչ «չափ» են մոլեկուլները» և ինչ «մոլեկուլային արագության» մասին է խոսքը։ Այսպիսով, մոլեկուլի զանգվածը հայտնաբերվում է որպես «մեկ մոլի զանգված» / «մոլեկուլների թիվը մոլում»: Օրինակ, ջրի մոլեկուլի համար m = 0,018/6·1023 = 3·10-26 կգ (կարող եք ավելի ճշգրիտ հաշվարկել. Ավոգադրոյի թիվը հայտնի է լավ ճշգրտությամբ, և ցանկացած մոլեկուլի մոլեկուլը հեշտ է գտնել):
Մոլեկուլի չափը գնահատելը սկսվում է այն հարցից, թե որն է դրա չափը: Եթե ​​միայն նա լիներ հիանալի հղկված խորանարդ: Սակայն այն ոչ խորանարդ է, ոչ էլ գնդակ, և ընդհանրապես չունի հստակ սահմանված սահմաններ։ Ի՞նչ անել նման դեպքերում: Սկսենք հեռվից։ Եկեք գնահատենք շատ ավելի ծանոթ առարկայի՝ դպրոցականի չափը։ Մենք բոլորս տեսել ենք դպրոցականների, եկեք միջին դպրոցականի զանգվածը վերցնենք 60 կգ (և հետո կտեսնենք, թե արդյոք այս ընտրությունը էական ազդեցություն կունենա արդյունքի վրա), դպրոցականի խտությունը մոտավորապես նման է ջրի խտությանը (հիշեք. որ եթե խորը շունչ քաշես, և դրանից հետո կարող ես «կախվել» ջրի մեջ՝ գրեթե ամբողջությամբ ընկղմված, իսկ եթե արտաշնչես, անմիջապես սկսում ես խեղդվել): Այժմ կարող եք գտնել դպրոցականի ծավալը՝ V = 60/1000 = 0,06 խմ։ մետր։ Եթե ​​հիմա ենթադրենք, որ աշակերտը ունի խորանարդի ձև, ապա դրա չափը հայտնաբերվում է որպես ծավալի խորանարդային արմատ, այսինքն. Մոտավորապես 0,4 մ. չափն այսպես է ստացվել՝ բարձրությունից պակաս («բարձրության» չափը), ավելին, քան հաստությունը («խորությունը» չափը): Եթե ​​մենք ոչինչ չգիտենք դպրոցականի մարմնի ձևի մասին, ապա այս պատասխանից լավ բան չենք գտնի (խորանարդի փոխարեն կարող էինք գնդակ վերցնել, բայց պատասխանը մոտավորապես նույնը կլիներ, և տրամագիծը հաշվելով. գնդակը ավելի դժվար է, քան խորանարդի եզրը): Բայց եթե լրացուցիչ տեղեկություններ ունենանք (օրինակ՝ լուսանկարների վերլուծությունից), ապա պատասխանը կարելի է շատ ավելի խելամիտ դարձնել։ Իմացնենք, որ դպրոցականի «լայնությունը» միջինում չորս անգամ պակաս է հասակից, իսկ «խորությունը»՝ երեք անգամ։ Այնուհետև Н*Н/4*Н/12 = V, հետևաբար Н = 1,5 մ (այսպիսի վատ սահմանված արժեքի ավելի ճշգրիտ հաշվարկ անելն իմաստ չունի. նման «հաշվարկում» հենվելով հաշվիչի հնարավորությունների վրա. ուղղակի անգրագետ!): Մենք ստացել ենք դպրոցականի հասակի միանգամայն խելամիտ գնահատական, եթե վերցնեինք մոտ 100 կգ զանգված (և կան այդպիսի դպրոցականներ), մենք կստանանք մոտավորապես 1,7 - 1,8 մ.
Այժմ գնահատենք ջրի մոլեկուլի չափը։ Եկեք գտնենք մեկ մոլեկուլի ծավալը «հեղուկ ջրի» մեջ. դրա մեջ մոլեկուլները ամենախիտ են փաթեթավորված (սեղմված են միմյանցից ավելի մոտ, քան պինդ, «սառույցի» վիճակում): Մեկ մոլ ջրի զանգվածը 18 գ է, ծավալը՝ 18 խորանարդ մետր։ սանտիմետր: Այնուհետեւ մեկ մոլեկուլի ծավալը V= 18·10-6/6·1023 = 3·10-29 մ3։ Եթե ​​մենք տեղեկություն չունենք ջրի մոլեկուլի ձևի մասին (կամ եթե չենք ուզում հաշվի առնել մոլեկուլների բարդ ձևը), ապա ամենահեշտ ձևը այն համարելն է որպես խորանարդ և գտնել այն չափը, ինչպիսին հենց նոր գտանք։ Դպրոցականի չափսը՝ d= (V)1/3 = 3·10-10 մ. Դուք կարող եք գնահատել բավականին բարդ մոլեկուլների ձևի ազդեցությունը հաշվարկի արդյունքի վրա, օրինակ, այսպես. հաշվարկեք բենզինի մոլեկուլների չափը, մոլեկուլները հաշվելով որպես խորանարդներ, և այնուհետև փորձ կատարեք՝ նայելով տարածքի մակերեսին: ջրի երեսին բենզինի կաթիլից առաջացած բծը. Թաղանթը համարելով «մեկ մոլեկուլ հաստությամբ հեղուկ մակերես» և իմանալով կաթիլների զանգվածը, կարող ենք համեմատել այս երկու մեթոդներով ստացված չափերը։ Արդյունքը շատ ուսանելի կլինի։
Օգտագործված գաղափարը նույնպես հարմար է բոլորովին այլ հաշվարկի համար։ Եկեք գնահատենք միջին հեռավորությունը հազվագյուտ գազի հարևան մոլեկուլների միջև կոնկրետ դեպքի համար՝ ազոտ 1 ատմ ճնշման և 300 Կ ջերմաստիճանի դեպքում։ Դա անելու համար եկեք գտնենք այս գազի մեկ մոլեկուլի ծավալը, այնուհետև ամեն ինչ պարզ կդառնա: Այսպիսով, եկեք այս պայմաններում վերցնենք մեկ մոլ ազոտ և գտնենք պայմանում նշված մասի ծավալը, այնուհետև այս ծավալը բաժանենք մոլեկուլների թվի վրա՝ V= R·T/P·NA= 8,3·300/105·: 6·1023 = 4·10 -26 մ3: Ենթադրենք, որ ծավալը բաժանված է խիտ փաթեթավորված խորանարդ բջիջների, և յուրաքանչյուր մոլեկուլ «միջին հաշվով» նստում է իր բջջի կենտրոնում։ Այնուհետև հարևան (ամենամոտ) մոլեկուլների միջև միջին հեռավորությունը հավասար է խորանարդ բջիջի եզրին. d = (V)1/3 = 3·10-9 մ Մոլեկուլի չափի և «հարևանների» միջև հեռավորության միջև մոլեկուլներն իրենք են զբաղեցնում նավի ծավալի բավականին փոքր մասը՝ մոտավորապես 1/1000 մասը: Այս դեպքում էլ մենք հաշվարկն իրականացրել ենք շատ մոտավոր. իմաստ չունի ավելի ճշգրիտ հաշվարկել այնպիսի ոչ շատ որոշակի մեծություններ, ինչպիսին է «հարևան մոլեկուլների միջին հեռավորությունը»։

Գազի մասին օրենքները և ՏՀՏ-ի հիմունքները.

Եթե ​​գազը բավականաչափ հազվագյուտ է (և սա սովորական բան է. մենք ամենից հաճախ պետք է գործ ունենանք հազվագյուտ գազերի հետ), ապա գրեթե ցանկացած հաշվարկ կատարվում է P ճնշումը, V ծավալը, գազի ν քանակությունը և T ջերմաստիճանը միացնող բանաձևը. հայտնի «իդեալական գազի հավասարման վիճակն է» P·V= ν·R·T: Ինչպես գտնել այս քանակներից մեկը, եթե բոլորը տրված են, բավականին պարզ և հասկանալի է: Բայց խնդիրը կարելի է ձևակերպել այնպես, որ հարցը վերաբերի ինչ-որ այլ մեծության, օրինակ՝ գազի խտության։ Այսպիսով, առաջադրանքը՝ գտնել ազոտի խտությունը 300K ջերմաստիճանի և 0,2 ատմ ճնշման դեպքում: Եկեք լուծենք այն: Դատելով պայմանից՝ գազը բավականին հազվադեպ է (80% ազոտից բաղկացած օդը և զգալիորեն ավելի բարձր ճնշման դեպքում կարելի է համարել հազվագյուտ, մենք այն ազատ ենք շնչում և հեշտությամբ անցնում դրա միջով), իսկ եթե այդպես չլիներ, ապա չունենք։ ցանկացած այլ բանաձև՝ ոչ – մենք օգտագործում ենք այս սիրելի բանաձևը: Պայմանում նշված չէ գազի որևէ մասի ծավալը, մենք ինքներս կհստակեցնենք: Վերցնենք 1 խորանարդ մետր ազոտ և գտնենք գազի քանակությունը այս ծավալում։ Իմանալով M ազոտի մոլային զանգվածը = 0,028 կգ/մոլ, մենք գտնում ենք այս մասի զանգվածը, և խնդիրը լուծված է: Գազի քանակը ν= P·V/R·T, զանգված m = ν·М = М·P·V/R·T, հետևաբար խտությունը ρ= m/V = М·P/R·T = 0,028·20000/ ( 8,3·300) ≈ 0,2 կգ/մ3: Մեր ընտրած ծավալը չի ​​ներառվել պատասխանի մեջ, մենք այն ընտրել ենք կոնկրետության համար. այս կերպ ավելի հեշտ է պատճառաբանել, քանի որ պարտադիր չէ, որ անմիջապես գիտակցեք, որ ծավալը կարող է լինել որևէ բան, բայց խտությունը կլինի նույնը. Այնուամենայնիվ, կարող եք պարզել, որ «վերցնելով, ասենք, հինգ անգամ մեծ ծավալ, մենք գազի քանակը կավելացնենք ուղիղ հինգ անգամ, հետևաբար, ինչ ծավալ էլ վերցնենք, խտությունը նույնն է լինելու»։ Դուք կարող եք պարզապես վերաշարադրել ձեր սիրած բանաձևը, դրա մեջ փոխարինելով գազի քանակի արտահայտությունը գազի մի մասի զանգվածի և դրա մոլային զանգվածի միջոցով՝ ν = m/M, ապա անմիջապես արտահայտվում է m/V = M P/R T հարաբերակցությունը։ , և սա է խտությունը . Կարելի էր վերցնել գազի մոլը և գտնել նրա զբաղեցրած ծավալը, որից հետո անմիջապես հայտնաբերվում է խտությունը, քանի որ հայտնի է մոլի զանգվածը։ Ընդհանրապես, որքան պարզ է խնդիրը, այնքան ավելի համարժեք ու գեղեցիկ ճանապարհներ են այն լուծելու...
Ահա ևս մեկ խնդիր, որտեղ հարցը կարող է անսպասելի թվալ՝ գտնել օդի ճնշման տարբերությունը 20 մ բարձրության վրա և գետնի մակարդակից 50 մ բարձրության վրա: Ջերմաստիճանը 00C, ճնշումը 1 ատմ. Լուծում. եթե այս պայմաններում գտնենք օդի ρ խտությունը, ապա ճնշման տարբերությունը ∆P = ρ·g·∆H: Մենք գտնում ենք խտությունը այնպես, ինչպես նախորդ խնդրին, միակ դժվարությունն այն է, որ օդը գազերի խառնուրդ է։ Ենթադրելով, որ այն բաղկացած է 80% ազոտից և 20% թթվածնից, մենք գտնում ենք խառնուրդի մոլի զանգվածը՝ m = 0,8 0,028 + 0,2 0,032 ≈ 0,029 կգ։ Այս մոլի զբաղեցրած ծավալը V= R·T/P է, և խտությունը հայտնաբերվում է որպես այս երկու մեծությունների հարաբերակցությունը։ Հետո ամեն ինչ պարզ է, պատասխանը կլինի մոտավորապես 35 Պա:
Գազի խտությունը պետք է հաշվարկվի նաև, օրինակ, տվյալ ծավալի օդապարիկի բարձրացման ուժը գտնելիս, երբ հաշվարկվում է ջրի տակ որոշակի ժամանակ շնչելու համար անհրաժեշտ օդի քանակությունը սկուբալոններում, երբ հաշվարկվում է ավանակներ, որոնք անհրաժեշտ են որոշակի քանակությամբ սնդիկի գոլորշի տեղափոխելու համար անապատով և շատ այլ դեպքերում:
Բայց խնդիրն ավելի բարդ է՝ սեղանի վրա աղմկոտ եռում է էլեկտրական թեյնիկը, էներգիայի սպառումը 1000 Վտ է, արդյունավետությունը։ ջեռուցիչ 75% (մնացածը «գնում» է շրջակա տարածք): Գոլորշի հոսքը դուրս է թռչում ժայթքից - «խոռոչի» մակերեսը 1 սմ2 է: Գնահատեք այս հոսքում գազի արագությունը: Վերցրեք բոլոր անհրաժեշտ տվյալները աղյուսակներից:
Լուծում. Ենթադրենք, թեյնիկի ջրի վերևում ձևավորվում է հագեցած գոլորշի, այնուհետև +1000C ջերմաստիճանի դեպքում ջրի հագեցած գոլորշու հոսք է դուրս թռչում: Նման գոլորշու ճնշումը 1 ատմ է, հեշտ է գտնել դրա խտությունը։ Իմանալով գոլորշիացման համար օգտագործվող հզորությունը Р= 0,75·Р0 = 750 Վտ և գոլորշիացման (գոլորշիացման) տեսակարար ջերմությունը r = 2300 կՋ/կգ՝ կգտնենք τ ժամանակի ընթացքում գոյացած գոլորշու զանգվածը՝ m= 0,75Р0·τ/r. . Մենք գիտենք խտությունը, ապա հեշտ է գտնել այս քանակությամբ գոլորշու ծավալը։ Մնացածն արդեն պարզ է. պատկերացրեք այս ծավալը սյունակի տեսքով՝ 1 սմ2 խաչմերուկով, այս սյունակի երկարությունը բաժանված τ-ով մեզ կտա մեկնման արագություն (այս երկարությունը մեկ վայրկյանում է բարձրանում ) Այսպիսով, թեյնիկի ժայթքից դուրս եկող շիթերի արագությունը 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 մ/վ:
(գ) Զիլբերման Ա.Ռ.