Որքա՞ն է պինդ վիճակում գտնվող մոլեկուլների միջև հեռավորությունը: Մոլեկուլների միջև եղած հեռավորությունը և նրանց միջև գործող ուժերը որոշում են գազային, հեղուկ և պինդ մարմինների հատկությունները:

Եկեք դիտարկենք, թե ինչպես է փոխվում նրանց միջև առաջացած փոխազդեցության ուժի նախագծումը մոլեկուլների կենտրոնները միացնող ուղիղ գծի վրա՝ կախված մոլեկուլների միջև եղած հեռավորությունից։ Եթե ​​մոլեկուլները տեղակայված են իրենց չափերից մի քանի անգամ ավելի մեծ հեռավորությունների վրա, ապա նրանց միջև փոխազդեցության ուժերը գործնականում ոչ մի ազդեցություն չունեն: Մոլեկուլների միջև փոխազդեցության ուժերը կարճատև են։

2-3 մոլեկուլային տրամագիծը գերազանցող հեռավորությունների վրա վանող ուժը գործնականում զրոյական է։ Նկատելի է միայն ձգողականության ուժը։ Քանի որ հեռավորությունը նվազում է, ձգողական ուժը մեծանում է և միաժամանակ սկսում է ազդել վանման ուժը։ Այս ուժը շատ արագ աճում է, երբ մոլեկուլների էլեկտրոնային թաղանթները սկսում են համընկնել:

Նկար 2.10-ը գրաֆիկորեն ցույց է տալիս պրոյեկցիոն կախվածությունը Ֆ r մոլեկուլների փոխազդեցության ուժերը նրանց կենտրոնների միջև հեռավորության վրա: Հեռավորության վրա r 0, մոտավորապես հավասար է մոլեկուլային շառավիղների գումարին, Ֆ r = 0 , քանի որ ձգողական ուժը մեծությամբ հավասար է վանման ուժին։ ժամը r > r 0 մոլեկուլների միջև կա գրավիչ ուժ: Ճիշտ մոլեկուլի վրա ազդող ուժի պրոյեկցիան բացասական է։ ժամը r < r 0 կա վանող ուժ՝ դրական պրոյեկցիոն արժեքով Ֆ r .

Առաձգական ուժերի ծագումը

Մոլեկուլների միջև փոխազդեցության ուժերի կախվածությունը նրանց միջև եղած հեռավորությունից բացատրում է առաձգական ուժի առաջացումը մարմինների սեղմման և ձգման ժամանակ։ Եթե ​​դուք փորձում եք մոլեկուլները մոտեցնել r0-ից փոքր հեռավորությանը, ապա սկսում է գործել մի ուժ, որը խանգարում է մոտենալուն: Ընդհակառակը, երբ մոլեկուլները հեռանում են միմյանցից, գործում է գրավիչ ուժ՝ արտաքին ազդեցության դադարեցումից հետո մոլեկուլները վերադարձնելով իրենց սկզբնական դիրքերին։

Հավասարակշռության դիրքերից մոլեկուլների փոքր տեղաշարժի դեպքում ձգողականության կամ վանման ուժերը գծայինորեն մեծանում են տեղաշարժի մեծացման հետ: Փոքր տարածքում կորը կարելի է համարել ուղիղ հատված (կորի հաստացած հատվածը Նկար 2.10-ում): Այդ իսկ պատճառով փոքր դեֆորմացիաների դեպքում գործում է Հուկի օրենքը, ըստ որի առաձգական ուժը համաչափ է դեֆորմացմանը։ Մեծ մոլեկուլային տեղաշարժերի դեպքում Հուկի օրենքն այլևս չի գործում:

Քանի որ մարմնի դեֆորմացման ժամանակ բոլոր մոլեկուլների միջև հեռավորությունները փոխվում են, մոլեկուլների հարևան շերտերը կազմում են ընդհանուր դեֆորմացիայի աննշան մասը: Հետևաբար, Հուկի օրենքը բավարարվում է մոլեկուլների չափից միլիոնավոր անգամ ավելի մեծ դեֆորմացիաների դեպքում:

Ատոմային ուժի մանրադիտակ

Ատոմային ուժային մանրադիտակի (AFM) սարքը հիմնված է կարճ հեռավորությունների վրա ատոմների և մոլեկուլների միջև վանող ուժերի գործողության վրա։ Այս մանրադիտակը, ի տարբերություն թունելային մանրադիտակի, թույլ է տալիս ստանալ էլեկտրական հոսանք չհաղորդող մակերեսների պատկերներ։ Վոլֆրամի ծայրի փոխարեն AFM-ն օգտագործում է ադամանդի փոքր բեկոր՝ սրված մինչև ատոմային չափը: Այս բեկորը ամրացված է բարակ մետաղյա պահարանի վրա: Երբ ծայրը մոտենում է ուսումնասիրվող մակերեսին, ադամանդի և մակերեսային ատոմների էլեկտրոնային ամպերը սկսում են համընկնել և առաջանում են վանող ուժեր։ Այս ուժերը շեղում են ադամանդի ծայրի ծայրը: Շեղումը գրանցվում է լազերային ճառագայթի միջոցով, որն արտացոլվում է բռնակի վրա տեղադրված հայելից: Արտացոլված ճառագայթը վարում է պիեզոէլեկտրական մանիպուլյատոր, որը նման է թունելի մանրադիտակի մանիպուլյատորին: Հետադարձ կապի մեխանիզմը երաշխավորում է, որ ադամանդե ասեղի բարձրությունը մակերեսից վեր է, որ պահողի ափսեի թեքումը մնա անփոփոխ:

Նկար 2.11-ում դուք տեսնում եք AFM պատկերը ամինաթթվի ալանինի պոլիմերային շղթաներով: Յուրաքանչյուր տուբերկուլ ներկայացնում է մեկ ամինաթթվի մոլեկուլ:

Ներկայումս կառուցվել են ատոմային մանրադիտակներ, որոնց դիզայնը հիմնված է ձգողականության մոլեկուլային ուժերի գործողության վրա ատոմի չափից մի քանի անգամ ավելի մեծ հեռավորությունների վրա։ Այս ուժերը մոտավորապես 1000 անգամ պակաս են AFM-ում վանող ուժերից։ Ուստի ուժերը գրանցելու համար օգտագործվում է ավելի բարդ զգայական համակարգ։

Ատոմները և մոլեկուլները կազմված են էլեկտրական լիցքավորված մասնիկներից։ Փոքր հեռավորությունների վրա էլեկտրական ուժերի գործողության շնորհիվ մոլեկուլները ձգվում են, բայց սկսում են ետ մղվել, երբ ատոմների էլեկտրոնային թաղանթները համընկնում են:

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 դասավորության 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 ճնշումն ավելանա 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 չընդլայնվող:

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 և որոշել իզոպրոցեսի տեսակը

(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%:

Նման 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 ֆիզիկայից, մասնագիտացված մակարդակ (ՊՆ հրաման 5

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

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

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: Վերահսկվում էին ավելի բարձր մակարդակի առաջադրանքները

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

Տարբերակներից յուրաքանչյուրի համար 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 ներկայացված են ֆիզիկա առարկայի միասնական պետական ​​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

աշխատանք. 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

հեռավորություններ... միջեւարտաքին և ներքին ազդեցություններն ու տարբերությունները պայմաններըՀամար ... ժամընորմալճնշումը հասնում է 100°-ի, ապա ժամը ... Համարդրա գործարկումը մեծ մասամբ չափերը, Համար ...

Wiener Norbert կիբեռնետիկա երկրորդ հրատարակություն Wiener n կիբեռնետիկա կամ հսկողություն և հաղորդակցություն կենդանիների և մեքենաների մեջ - 2-րդ հրատարակություն - m Science հիմնական հրատարակություն արտասահմանյան երկրների համար 1983 - 344 p.

Փաստաթուղթ

Կամ համեմատելի ... Համարկատարումը նորմալմտածողության գործընթացները. ժամըայդպիսին պայմանները ... չափը Համարմիացնող գծեր միջեւտարբեր ոլորումներ հեռավորությունը... որոնցից ավելի փոքրերը մոլեկուլներըխառնուրդի բաղադրիչներ...

Wiener n կիբեռնետիկա կամ հսկողություն և հաղորդակցություն կենդանիների և մեքենաների մեջ - 2-րդ հրատարակություն - m Science արտասահմանյան երկրների հրատարակությունների հիմնական խմբագրական խորհուրդը 1983 - 344 էջ.

Փաստաթուղթ

Կամ համեմատելի ... Համարկատարումը նորմալմտածողության գործընթացները. ժամըայդպիսին պայմանները ... չափը, բայց հարթ մակերեսով։ Մյուս կողմից, Համարմիացնող գծեր միջեւտարբեր ոլորումներ հեռավորությունը... որոնցից ավելի փոքրերը մոլեկուլներըխառնուրդի բաղադրիչներ...

Մոլեկուլային ֆիզիկայում ուսումնասիրված ամենապարզ համակարգի օրինակն է գազ. Ըստ վիճակագրական մոտեցման՝ գազերը համարվում են համակարգեր, որոնք բաղկացած են շատ մեծ թվով մասնիկներից (մինչև 10 26 մ–3), որոնք գտնվում են մշտական ​​պատահական շարժման մեջ։ Մոլեկուլային կինետիկ տեսության մեջ օգտագործում են իդեալական գազի մոդել, ըստ որի ենթադրվում է, որ.

1) գազի մոլեկուլների ներքին ծավալը չնչին է տարայի ծավալի համեմատ.

2) գազի մոլեկուլների միջև փոխազդեցության ուժեր չկան.

3) գազի մոլեկուլների բախումները միմյանց և անոթի պատերի հետ բացարձակ առաձգական են.

Եկեք գնահատենք գազի մոլեկուլների միջև եղած հեռավորությունները: Նորմալ պայմաններում (նորմա՝ р=1,03·10 5 Պա; t=0ºС) մոլեկուլների քանակը միավորի ծավալում՝ . Այնուհետև մեկ մոլեկուլի միջին ծավալը.

(մ 3):

Մոլեկուլների միջև միջին հեռավորությունը. մ.Մոլեկուլի միջին տրամագիծը՝ d»3·10 -10 մ.Մոլեկուլի ներքին չափերը փոքր են՝ համեմատած նրանց միջև եղած հեռավորության հետ (10 անգամ): Հետևաբար, մասնիկները (մոլեկուլները) այնքան փոքր են, որ դրանք կարելի է համեմատել նյութական կետերի հետ։

Գազում մոլեկուլները ժամանակի մեծ մասում այնքան հեռու են միմյանցից, որ նրանց միջև փոխազդեցության ուժերը գործնականում զրոյական են: Կարելի է համարել, որ գազի մոլեկուլների կինետիկ էներգիան շատ ավելի մեծ է, քան պոտենցիալ էներգիան,հետեւաբար վերջինս կարելի է անտեսել։

Այնուամենայնիվ, կարճաժամկետ փոխազդեցության պահերին ( բախումներ) փոխազդեցության ուժերը կարող են նշանակալից լինել՝ հանգեցնելով մոլեկուլների միջև էներգիայի և իմպուլսի փոխանակմանը։ Բախումները ծառայում են որպես մեխանիզմ, որով մակրոհամակարգը կարող է տվյալ պայմաններում իրեն հասանելի մի էներգետիկ վիճակից անցնել մյուսին:

Գազի իդեալական մոդելը կարող է օգտագործվել իրական գազերի ուսումնասիրության համար, քանի որ նորմալին մոտ պայմաններում (օրինակ՝ թթվածին, ջրածին, ազոտ, ածխածնի երկօքսիդ, ջրի գոլորշի, հելիում), ինչպես նաև ցածր ճնշման և բարձր ջերմաստիճանի դեպքում հատկությունները մոտ են իդեալական գազին։

Մարմնի վիճակը կարող է փոխվել, երբ տաքացվում է, սեղմվում է, ձևափոխվում է, այսինքն՝ ցանկացած պարամետր փոխվում է։ Համակարգում կան հավասարակշռված և ոչ հավասարակշռված վիճակներ: Հավասարակշռության վիճակմի վիճակ է, երբ համակարգի բոլոր պարամետրերը ժամանակի ընթացքում չեն փոխվում (հակառակ դեպքում այդպես է ոչ հավասարակշռված վիճակ), և չկան ուժեր, որոնք կարող են փոխել պարամետրերը:

Համակարգի վիճակի կարևորագույն պարամետրերն են մարմնի խտությունը (կամ խտության հակադարձ արժեքը՝ հատուկ ծավալ), ճնշումը և ջերմաստիճանը։ Խտություն (r) նյութի զանգվածն է միավորի ծավալով: Ճնշում (Ռ- մարմնի մակերեսի միավորի վրա գործող ուժ, որն ուղղված է այս մակերեսին նորմալ: Տարբերություն ջերմաստիճանները (ԴՏ) – ջերմային հավասարակշռության վիճակից մարմինների շեղման չափ. Կա էմպիրիկ և բացարձակ ջերմաստիճան: Էմպիրիկ ջերմաստիճան (տ) մեկ ֆիզիկական մթնոլորտի ճնշման տակ հալվող սառույցի հետ մարմինների ջերմային հավասարակշռության վիճակից շեղման միջոց է։ Ընդունված չափման միավորն է Ցելսիուսի 1 աստիճան(1 o C), որը որոշվում է պայմանով, որ մթնոլորտային ճնշման տակ սառույցի հալման համար նշանակվում է 0 o C, իսկ նույն ճնշման տակ եռացող ջրին՝ համապատասխանաբար 100 o C: Բացարձակ և էմպիրիկ ջերմաստիճանի տարբերությունն առաջին հերթին կայանում է նրանում, որ բացարձակ ջերմաստիճանը չափվում է ծայրահեղ ցածր ջերմաստիճանից. բացարձակ զրո, որը գտնվում է սառույցի հալման ջերմաստիճանից 273,16 o-ով, այսինքն

Ռ= զ(Վ,Տ).

(6.2.2, բ)

Նշենք, որ ցանկացած ֆունկցիոնալ հարաբերություն, որը կապում է թերմոդինամիկական պարամետրերը, ինչպիսիք են (6.2.2, ա), կոչվում է նաև վիճակի հավասարում.. Յուրաքանչյուր նյութի համար փորձնականորեն որոշվում է ((6.2.2, ա), (6.2.2, բ)) պարամետրերի միջև կախվածության ֆունկցիայի ձևը։ Այնուամենայնիվ, մինչ այժմ հնարավոր է եղել վիճակի հավասարումը որոշել միայն հազվագյուտ վիճակներում գտնվող գազերի համար, իսկ մոտավոր ձևով՝ որոշ սեղմված գազերի համար։

Բնական շատ երևույթներ վկայում են միկրոմասնիկների, մոլեկուլների և նյութի ատոմների քաոսային շարժման մասին։ Որքան բարձր է նյութի ջերմաստիճանը, այնքան ավելի ինտենսիվ է այս շարժումը: Հետևաբար, մարմնի ջերմությունը նրա բաղկացուցիչ մոլեկուլների և ատոմների պատահական շարժման արտացոլումն է։

Ապացույց, որ նյութի բոլոր ատոմներն ու մոլեկուլները գտնվում են մշտական ​​և պատահական շարժման մեջ, կարող է լինել դիֆուզիոն՝ մի նյութի մասնիկների փոխներթափանցումը մյուսի մեջ (տե՛ս նկ. 20ա): Այսպիսով, հոտը արագորեն տարածվում է ամբողջ սենյակում նույնիսկ օդի շարժման բացակայության դեպքում: Թանաքի մի կաթիլն արագորեն միատեսակ սև է դարձնում ջրի ամբողջ բաժակը, թեև թվում է, թե ձգողականությունը պետք է օգնի ապակին գունավորել միայն վերևից ներքև ուղղությամբ: Դիֆուզիոն կարող է հայտնաբերվել նաև պինդ մարմիններում, եթե դրանք ամուր սեղմվեն իրար և երկար ժամանակ թողնվեն։ Դիֆուզիայի ֆենոմենը ցույց է տալիս, որ նյութի միկրոմասնիկները կարող են ինքնաբուխ շարժվել բոլոր ուղղություններով։ Նյութի միկրոմասնիկների, ինչպես նաև նրա մոլեկուլների և ատոմների այս շարժումը կոչվում է ջերմային շարժում։

Ակնհայտ է, որ ապակու բոլոր ջրի մոլեկուլները շարժվում են, նույնիսկ եթե դրա մեջ թանաքի կաթիլ չկա: Պարզապես թանաքի տարածումը նկատելի է դարձնում մոլեկուլների ջերմային շարժումը։ Մեկ այլ երևույթ, որը հնարավորություն է տալիս դիտարկել ջերմային շարժումը և նույնիսկ գնահատել դրա բնութագրերը, կարող է լինել Բրաունյան շարժումը, որը վերաբերում է մանրադիտակով տեսանելի միանգամայն հանգիստ հեղուկում ցանկացած ամենափոքր մասնիկի քաոսային շարժմանը: Այն անվանվել է Բրաունյան՝ ի պատիվ անգլիացի բուսաբան Ռ. Բրաունի, ով 1827 թվականին, մանրադիտակի միջոցով ջրի մեջ կախված բույսերից մեկի ծաղկափոշու սպորները հետազոտելով, պարզեց, որ դրանք անընդհատ և քաոսային շարժվում են։

Բրաունի դիտարկումը հաստատել են բազմաթիվ այլ գիտնականներ։ Պարզվեց, որ Բրոունյան շարժումը կապված չէ ոչ հեղուկում հոսքերի, ոչ էլ նրա աստիճանական գոլորշիացման հետ։ Ամենափոքր մասնիկները (դրանք նաև կոչվում էին Բրաունյան) իրենց պահում էին այնպես, կարծես կենդանի լինեին, և մասնիկների այս «պարը» արագացավ հեղուկի տաքացման և մասնիկների չափի նվազման հետ և, ընդհակառակը, դանդաղեց, երբ ջուրը փոխարինում էր ավելի մածուցիկով: միջին. Բրաունյան շարժումը հատկապես նկատելի էր, երբ այն նկատվում էր գազի մեջ, օրինակ՝ հետևելով ծխի մասնիկներին կամ մառախուղի կաթիլներին օդում։ Այս զարմանալի երևույթը երբեք չի դադարել, և այն կարելի էր դիտարկել այնքան ժամանակ, որքան ցանկանաք:

Բրոունյան շարժման բացատրությունը տրվել է միայն 19-րդ դարի վերջին քառորդում, երբ շատ գիտնականների համար ակնհայտ դարձավ, որ բրոունյան մասնիկի շարժումը պայմանավորված է ջերմային շարժման ենթարկվող միջավայրի (հեղուկ կամ գազ) մոլեկուլների պատահական ազդեցությունից ( տես նկ. 20բ): Միջին հաշվով, միջավայրի մոլեկուլները հավասար ուժով ազդում են Բրոունի մասնիկի վրա բոլոր ուղղություններից, սակայն այդ ազդեցությունները երբեք չեն ջնջում միմյանց, և արդյունքում Բրաունի մասնիկի արագությունը պատահականորեն տատանվում է մեծության և ուղղությամբ: Հետևաբար, Բրոունյան մասնիկը շարժվում է զիգզագ ճանապարհով։ Ավելին, որքան փոքր է բրոունյան մասնիկի չափն ու զանգվածը, այնքան ավելի նկատելի է դառնում նրա շարժումը։

1905 թվականին Ա. Էյնշտեյնը ստեղծեց Բրոունյան շարժման տեսությունը՝ հավատալով, որ ժամանակի ցանկացած պահի Բրոունի մասնիկի արագացումը կախված է միջավայրի մոլեկուլների հետ բախումների քանակից, ինչը նշանակում է, որ այն կախված է միավորի մոլեկուլների քանակից։ միջավայրի ծավալը, այսինքն. Ավոգադրոյի համարից։ Էյնշտեյնը ստացավ մի բանաձև, որով հնարավոր եղավ հաշվարկել, թե ինչպես է փոխվում ժամանակի ընթացքում բրոունյան մասնիկի տեղաշարժի միջին քառակուսին, եթե գիտեք միջավայրի ջերմաստիճանը, նրա մածուցիկությունը, մասնիկի չափը և Ավոգադրոյի թիվը, որը դեռևս էր։ այն ժամանակ անհայտ: Էյնշտեյնի այս տեսության վավերականությունը փորձնականորեն հաստատել է Ջ.Պերինը, ով առաջինն է ստացել Ավոգադրոյի թվի արժեքը։ Այսպիսով, Բրոունյան շարժման վերլուծությունը դրեց նյութի կառուցվածքի ժամանակակից մոլեկուլային կինետիկ տեսության հիմքերը։

Վերանայման հարցեր.

· Ի՞նչ է դիֆուզիան և ինչպե՞ս է այն կապված մոլեկուլների ջերմային շարժման հետ:

· Ի՞նչ է կոչվում Բրոունյան շարժում և արդյոք այն ջերմային է:

· Ինչպե՞ս է փոխվում Բրոունյան շարժման բնույթը տաքացնելիս:

Բրինձ. 20. ա) – վերին մասում պատկերված են միջնորմով առանձնացված երկու տարբեր գազերի մոլեկուլներ, որոնք հեռացվում են (տես ստորին մասը), որից հետո սկսվում է դիֆուզիան. բ) ներքևի ձախ մասում կա բրոունյան մասնիկի (կապույտ) սխեմատիկ պատկերը, որը շրջապատված է միջավայրի մոլեկուլներով, որոնց հետ բախումները հանգեցնում են մասնիկի շարժմանը (տես մասնիկի երեք հետագիծ):

§ 21. ՄԻՋՄՈԼԵԿՈՒԼԱՅԻՆ ՈՒԺԵՐ.

Մենք սովոր ենք, որ հեղուկը կարելի է լցնել մի նավից մյուսը, և գազն արագորեն լրացնում է իրեն տրամադրվող ամբողջ ծավալը։ Ջուրը կարող է հոսել միայն գետի հունով, իսկ նրա վերևում գտնվող օդը սահմաններ չի ճանաչում: Եթե ​​գազը չփորձեր զբաղեցնել մեզ շրջապատող ամբողջ տարածքը, մենք կխեղդվեինք, քանի որ... Ածխածնի երկօքսիդը, որը մենք արտաշնչում ենք, կկուտակվի մեր մոտ՝ թույլ չտալով մաքուր օդ շնչել։ Այո, և մեքենաները շուտով կկանգնեին նույն պատճառով, քանի որ... Նրանք նաև թթվածնի կարիք ունեն վառելիքը այրելու համար:

Ինչո՞ւ է գազը, ի տարբերություն հեղուկի, լրացնում իրեն տրամադրված ամբողջ ծավալը: Բոլոր մոլեկուլների միջև կան միջմոլեկուլային գրավիչ ուժեր, որոնց մեծությունը շատ արագ նվազում է, երբ մոլեկուլները հեռանում են միմյանցից, և, հետևաբար, մի քանի մոլեկուլային տրամագծերին հավասար հեռավորության վրա նրանք ընդհանրապես չեն փոխազդում: Հեշտ է ցույց տալ, որ հարեւան գազի մոլեկուլների միջև հեռավորությունը շատ անգամ ավելի մեծ է, քան հեղուկինը: Օգտագործելով բանաձևը (19.3) և իմանալով օդի խտությունը (r=1.29 կգ/մ3) մթնոլորտային ճնշման և նրա մոլային զանգվածը (M=0.029 կգ/մոլ), կարող ենք հաշվարկել օդի մոլեկուլների միջև միջին հեռավորությունը, որը հավասար կլինի. 6.1.10- 9 մ, որը քսան անգամ մեծ է ջրի մոլեկուլների միջև եղած հեռավորությունից:

Այսպիսով, հեղուկ մոլեկուլների միջև, որոնք գտնվում են գրեթե մոտ միմյանց, գործում են գրավիչ ուժեր, որոնք թույլ չեն տալիս այդ մոլեկուլները ցրվել տարբեր ուղղություններով: Ընդհակառակը, գազի մոլեկուլների միջև ձգողականության աննշան ուժերը չեն կարողանում դրանք միասին պահել, և, հետևաբար, գազերը կարող են ընդլայնվել՝ լրացնելով նրանց տրամադրված ամբողջ ծավալը։ Միջմոլեկուլային գրավիչ ուժերի առկայությունը կարելի է ստուգել պարզ փորձի միջոցով՝ սեղմելով երկու կապարաձողեր միմյանց դեմ: Եթե ​​կոնտակտային մակերեսները բավականաչափ հարթ են, ապա ձողերը կկպչեն իրար և դժվար կլինի առանձնացնել:

Այնուամենայնիվ, միայն միջմոլեկուլային գրավիչ ուժերը չեն կարող բացատրել գազային, հեղուկ և պինդ նյութերի հատկությունների բոլոր տարբերությունները: Ինչո՞ւ, օրինակ, շատ դժվար է նվազեցնել հեղուկի կամ պինդի ծավալը, բայց համեմատաբար հեշտ է սեղմել օդապարիկը: Սա բացատրվում է նրանով, որ մոլեկուլների միջև կան ոչ միայն գրավիչ ուժեր, այլ նաև միջմոլեկուլային վանող ուժեր, որոնք գործում են, երբ հարևան մոլեկուլների ատոմների էլեկտրոնային թաղանթները սկսում են համընկնել։ Հենց այդ վանող ուժերն են խանգարում մեկ մոլեկուլի ներթափանցմանը մի ծավալի մեջ, որն արդեն զբաղեցնում է մեկ այլ մոլեկուլ:

Երբ հեղուկ կամ պինդ մարմնի վրա արտաքին ուժեր չեն գործում, նրանց մոլեկուլների միջև հեռավորությունն այնպիսին է (տես r0-ը Նկար 21ա-ում), որի արդյունքում ձգողական և վանող ուժերը հավասար են զրոյի: Եթե ​​դուք փորձում եք նվազեցնել մարմնի ծավալը, մոլեկուլների միջև հեռավորությունը նվազում է, և արդյունքում ավելացող վանող ուժերը սկսում են գործել սեղմված մարմնի կողմից: Ընդհակառակը, երբ մարմինը ձգվում է, առաձգական ուժերը, որոնք առաջանում են, կապված են ձգողական ուժերի հարաբերական աճի հետ, քանի որ. երբ մոլեկուլները հեռանում են միմյանցից, վանող ուժերը շատ ավելի արագ են ընկնում, քան գրավիչ ուժերը (տես նկ. 21ա):

Գազի մոլեկուլները գտնվում են իրենց չափերից մի քանի տասնյակ անգամ մեծ հեռավորությունների վրա, ինչի արդյունքում այդ մոլեկուլները չեն փոխազդում միմյանց հետ, և, հետևաբար, գազերը շատ ավելի հեշտ են սեղմվում, քան հեղուկներն ու պինդները: Գազերը չունեն որևէ կոնկրետ կառուցվածք և իրենից ներկայացնում են շարժվող և բախվող մոլեկուլների հավաքածու (տե՛ս նկ. 21b):

Հեղուկը մոլեկուլների հավաքածու է, որոնք գրեթե մոտ են միմյանց (տես նկ. 21c): Ջերմային շարժումը թույլ է տալիս հեղուկ մոլեկուլին ժամանակ առ ժամանակ փոխել իր հարեւաններին՝ ցատկելով մի տեղից մյուսը: Սա բացատրում է հեղուկների հեղուկությունը:

Պինդ մարմինների ատոմները և մոլեկուլները զրկված են իրենց հարևաններին փոխելու հնարավորությունից, և նրանց ջերմային շարժումը միայն փոքր տատանումներ է հարևան ատոմների կամ մոլեկուլների դիրքի համեմատ (տես նկ. 21դ): Ատոմների փոխազդեցությունը կարող է հանգեցնել նրան, որ պինդ մարմինը դառնում է բյուրեղ, իսկ դրա մեջ գտնվող ատոմները բյուրեղային ցանցի տեղերում դիրքեր են զբաղեցնում: Քանի որ պինդ մարմինների մոլեկուլները չեն շարժվում հարևանների համեմատ, այդ մարմինները պահպանում են իրենց ձևը։

Վերանայման հարցեր.

· Ինչու գազի մոլեկուլները չեն ձգում միմյանց:

· Մարմինների ո՞ր հատկություններն են որոշում վանման և ձգողականության միջմոլեկուլային ուժերը:

Ինչպե՞ս եք բացատրում հեղուկի հեղուկությունը:

· Ինչու՞ են բոլոր պինդ մարմինները պահպանում իրենց ձևը:

§ 22. ԻԴԵԱԼ ԳԱԶ. ԳԱԶԵՐԻ ՄՈԼԵԿՈՒԼԱՐ-ԿԻՆԵՏԻԿԱԿԱՆ ՏԵՍՈՒԹՅԱՆ ՀԻՄՆԱԿԱՆ ՀԱՎԱՍԱՐՈՒՄԸ.

Մոլեկուլային կինետիկ տեսությունը բացատրում է, որ բոլոր նյութերը կարող են գոյություն ունենալ ագրեգացման երեք վիճակում՝ պինդ, հեղուկ և գազային: Օրինակ՝ սառույց, ջուր և ջրային գոլորշի։ Պլազման հաճախ համարվում է նյութի չորրորդ վիճակը:

Նյութի ագրեգատային վիճակներ(լատիներենից ագրեգո– կցել, միացնել) – միևնույն նյութի վիճակներ, որոնց միջև անցումները ուղեկցվում են նրա ֆիզիկական հատկությունների փոփոխությամբ: Սա նյութի ագրեգատային վիճակների փոփոխությունն է։

Բոլոր երեք վիճակներում նույն նյութի մոլեկուլները ոչնչով չեն տարբերվում միմյանցից, փոխվում են միայն նրանց գտնվելու վայրը, ջերմային շարժման բնույթը և միջմոլեկուլային փոխազդեցության ուժերը։

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։ Ստեղծվում են մոլեկուլների բազմաթիվ ազդեցություններ նավի պատերին 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 թռիչքների միջև ընկած ժամանակահատվածը կոչվում է հաստատված կյանքի միջին ժամանակը(կամ հանգստի միջին ժամանակը) և նշված է տառով: Այլ կերպ ասած, հանգստի ժամանակը մեկ որոշակի հավասարակշռության դիրքի շուրջ տատանումների ժամանակն է: Սենյակային ջերմաստիճանում այս ժամանակը միջինում 10 -11 վ է: Մեկ տատանման ժամանակը 10 -12 ... 10 -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 հետևյալ հատկությունները. հոսունություն. 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 թթ.):

Մոլեկուլների շարժումը պինդ մարմիններում

Պինդ մարմնի մոլեկուլներն ու ատոմները դասավորված են որոշակի կարգով և ձևով բյուրեղյա վանդակ. Նման պինդ մարմինները կոչվում են բյուրեղային: Ատոմները վիբրացիոն շարժումներ են կատարում հավասարակշռության դիրքի շուրջ, և նրանց միջև ձգողությունը շատ ուժեղ է: Հետևաբար, պինդ մարմինները նորմալ պայմաններում պահպանում են իրենց ծավալը և ունեն իրենց ձևը։

Ֆիզիկա

Ատոմների և նյութի մոլեկուլների փոխազդեցությունը: Պինդ, հեղուկ և գազային մարմինների կառուցվածքը

Նյութի մոլեկուլների միջև միաժամանակ գործում են գրավիչ և վանող ուժեր։ Այս ուժերը մեծապես կախված են մոլեկուլների միջև եղած հեռավորություններից։

Ըստ փորձարարական և տեսական ուսումնասիրությունների՝ միջմոլեկուլային փոխազդեցության ուժերը հակադարձ համեմատական ​​են մոլեկուլների միջև հեռավորության n-րդ ուժին.

որտեղ գրավիչ ուժերի համար n = 7, իսկ վանող ուժերի համար:

Երկու մոլեկուլների փոխազդեցությունը կարելի է նկարագրել՝ օգտագործելով մոլեկուլների ներգրավման և վանման արդյունքում առաջացած ուժերի նախագծման գրաֆիկը դրանց կենտրոնների միջև r հեռավորության վրա: R առանցքը 1-ին մոլեկուլից, որի կենտրոնը համընկնում է կոորդինատների սկզբնավորման հետ, ուղղենք նրանից հեռու գտնվող մոլեկուլ 2-ի կենտրոն (նկ. 1):

Այնուհետև մոլեկուլ 2-ի վանող ուժի պրոյեկցիան 1-ին մոլեկուլից դեպի r առանցքի վրա դրական կլինի։ 2-րդ մոլեկուլի ձգման ուժի պրոեկցիան դեպի մոլեկուլ 1 կլինի բացասական։

Հակող ուժերը (նկ. 2) շատ ավելի մեծ են, քան գրավիչ ուժերը կարճ հեռավորությունների վրա, բայց շատ ավելի արագ են նվազում r-ի ավելացման հետ: Գրավիչ ուժերը նույնպես արագորեն նվազում են r-ի մեծացման հետ, այնպես որ, սկսած որոշակի հեռավորությունից, կարելի է անտեսել մոլեկուլների փոխազդեցությունը։ Ամենամեծ հեռավորությունը rm, որի վրա մոլեկուլները դեռ փոխազդում են, կոչվում է մոլեկուլային գործողության շառավիղ .

վանող ուժերը մեծությամբ հավասար են գրավիչ ուժերին։

Հեռավորությունը համապատասխանում է մոլեկուլների կայուն հավասարակշռության հարաբերական դիրքին:

Նյութի ագրեգացման տարբեր վիճակներում նրա մոլեկուլների միջև հեռավորությունը տարբեր է։ Այստեղից է գալիս մոլեկուլների ուժային փոխազդեցության տարբերությունը և գազերի, հեղուկների և պինդ մարմինների մոլեկուլների շարժման բնույթի էական տարբերությունը։

Գազերում մոլեկուլների միջև հեռավորությունը մի քանի անգամ ավելի մեծ է, քան բուն մոլեկուլների չափերը։ Արդյունքում, գազի մոլեկուլների միջև փոխազդեցության ուժերը փոքր են, և մոլեկուլների ջերմային շարժման կինետիկ էներգիան զգալիորեն գերազանցում է դրանց փոխազդեցության պոտենցիալ էներգիան: Յուրաքանչյուր մոլեկուլ ազատորեն շարժվում է այլ մոլեկուլներից հսկայական արագությամբ (վայրկյանում հարյուրավոր մետր)՝ փոխելով ուղղությունը և արագության մոդուլը այլ մոլեկուլների հետ բախվելիս: Գազի մոլեկուլների ազատ ուղին կախված է գազի ճնշումից և ջերմաստիճանից։ Նորմալ պայմաններում.

Հեղուկներում մոլեկուլների միջև հեռավորությունը շատ ավելի փոքր է, քան գազերում: Մոլեկուլների միջև փոխազդեցության ուժերը մեծ են, և մոլեկուլների շարժման կինետիկ էներգիան համարժեք է դրանց փոխազդեցության պոտենցիալ էներգիային, որի արդյունքում հեղուկի մոլեկուլները տատանվում են որոշակի հավասարակշռության դիրքի շուրջ, այնուհետև կտրուկ ցատկում նոր հավասարակշռության դիրքերը շատ կարճ ժամանակահատվածներից հետո, ինչը հանգեցնում է հեղուկի հեղուկության: Այսպիսով, հեղուկում մոլեկուլները հիմնականում կատարում են թրթռումային և թարգմանական շարժումներ։ Պինդ մարմիններում մոլեկուլների փոխազդեցության ուժերն այնքան ուժեղ են, որ մոլեկուլների շարժման կինետիկ էներգիան շատ ավելի քիչ է, քան նրանց փոխազդեցության պոտենցիալ էներգիան։ Մոլեկուլները կատարում են միայն փոքր ամպլիտուդով թրթռումներ որոշակի կայուն հավասարակշռության դիրքի շուրջ՝ բյուրեղային ցանցի հանգույց:

Այս հեռավորությունը կարելի է գնահատել՝ իմանալով նյութի խտությունը և մոլային զանգվածը։ Համակենտրոնացում -Միավոր ծավալով մասնիկների քանակը կապված է խտության, մոլային զանգվածի և Ավոգադրոյի թվի հետ։