რა მანძილია მოლეკულებს შორის მყარ მდგომარეობაში. მოლეკულებს შორის მანძილი და მათ შორის მოქმედი ძალები განსაზღვრავს აირისებრი, თხევადი და მყარი სხეულების თვისებებს

განვიხილოთ, როგორ იცვლება მათ შორის ურთიერთქმედების შედეგად მიღებული ძალის პროექცია მოლეკულების ცენტრების დამაკავშირებელ სწორ ხაზზე, რაც დამოკიდებულია მოლეკულებს შორის მანძილის მიხედვით. თუ მოლეკულები განლაგებულია დისტანციებზე, რომლებიც აღემატება მათ ზომას რამდენჯერმე, მაშინ მათ შორის ურთიერთქმედების ძალები პრაქტიკულად არ მოქმედებს. მოლეკულებს შორის ურთიერთქმედების ძალები მოკლე დიაპაზონია.

2-3 მოლეკულურ დიამეტრს აღემატება დისტანციებზე, მოგერიების ძალა პრაქტიკულად ნულის ტოლია. შესამჩნევია მხოლოდ მიზიდულობის ძალა. მანძილის კლებასთან ერთად იზრდება მიზიდულობის ძალა და ამავე დროს იწყებს ზემოქმედებას საგრებელი ძალა. ეს ძალა ძალიან სწრაფად იზრდება, როდესაც მოლეკულების ელექტრონული გარსები იწყებენ გადახურვას.

ნახაზი 2.10 გრაფიკულად აჩვენებს პროექციის დამოკიდებულებას ფ რ მოლეკულების ურთიერთქმედების ძალები მათ ცენტრებს შორის მანძილზე. დისტანციაზე რ 0, დაახლოებით უდრის მოლეკულების რადიუსების ჯამს, ფ რ = 0 , ვინაიდან მიზიდულობის ძალა აბსოლუტური მნიშვნელობით უდრის მოგერიების ძალას. ზე რ > რ 0 მოლეკულებს შორის არის მიმზიდველი ძალა. მარჯვენა მოლეკულაზე მოქმედი ძალის პროექცია უარყოფითია. ზე რ < რ 0 არსებობს საგრებელი ძალა დადებითი პროექციის მნიშვნელობით ფ რ .

ელასტიური ძალების წარმოშობა

მოლეკულების ურთიერთქმედების ძალების დამოკიდებულება მათ შორის მანძილზე ხსნის დრეკადობის ძალის გამოჩენას სხეულების შეკუმშვისა და დაჭიმვის დროს. თუ თქვენ ცდილობთ მოლეკულების მიახლოებას r0-ზე ნაკლებ მანძილზე, მაშინ ძალა იწყებს მოქმედებას, რომელიც ხელს უშლის მიახლოებას. პირიქით, როდესაც მოლეკულები შორდებიან ერთმანეთს, მოქმედებს მიმზიდველი ძალა, რომელიც გარე გავლენის შეწყვეტის შემდეგ აბრუნებს მოლეკულებს თავდაპირველ პოზიციებზე.

წონასწორული პოზიციებიდან მოლეკულების მცირე გადაადგილებით, მიზიდულობის ან მოგერიების ძალები წრფივად იზრდება გადაადგილების მატებასთან ერთად. მცირე მონაკვეთში მრუდი შეიძლება ჩაითვალოს სწორხაზოვან სეგმენტად (მრუდის შესქელებული მონაკვეთი ნახ. 2.10). ამიტომ მცირე დეფორმაციების დროს მართებულია ჰუკის კანონი, რომლის მიხედვითაც დრეკადობის ძალა დეფორმაციის პროპორციულია. მოლეკულების დიდი გადაადგილებისას ჰუკის კანონი აღარ მოქმედებს.

ვინაიდან ყველა მოლეკულას შორის მანძილი იცვლება სხეულის დეფორმაციისას, მოლეკულების მეზობელი ფენები შეადგენს მთლიანი დეფორმაციის უმნიშვნელო ნაწილს. ამრიგად, ჰუკის კანონი სრულდება დეფორმაციების დროს, რომლებიც მილიონჯერ აღემატება მოლეკულების ზომას.

ატომური ძალის მიკროსკოპი

ატომური ძალის მიკროსკოპის მოწყობილობა (AFM) დაფუძნებულია ატომებსა და მოლეკულებს შორის მცირე დისტანციებზე მომგერიებელი ძალების მოქმედებაზე. ეს მიკროსკოპი, გვირაბის მიკროსკოპისგან განსხვავებით, საშუალებას გაძლევთ მიიღოთ არაგამტარი ზედაპირების გამოსახულება. ვოლფრამის წვერის ნაცვლად, AFM იყენებს ალმასის პატარა ნაჭერს, რომელიც ატომურ ზომებზეა გამახვილებული. ეს ფრაგმენტი ფიქსირდება თხელ ლითონის დამჭერზე. როდესაც წვერი უახლოვდება შესასწავლ ზედაპირს, ალმასის ატომებისა და ზედაპირის ელექტრონული ღრუბლები იწყებენ გადახურვას და წარმოიქმნება მოგერიების ძალები. ეს ძალები ახდენენ ალმასის წერტილის წვერს. გადახრა აღირიცხება დამჭერზე დამაგრებული სარკიდან არეკლილი ლაზერის სხივის საშუალებით. არეკლილი სხივი ამოძრავებს გვირაბის მიკროსკოპის მსგავსი პიეზოელექტრული მკლავს. უკუკავშირის მექანიზმი უზრუნველყოფს, რომ ალმასის ნემსის სიმაღლე ზედაპირზე მაღლა იყოს ისეთი, რომ დამჭერის ფირფიტის გამრუდება უცვლელი დარჩეს.

სურათზე 2.11 ხედავთ AFM სურათს ამინომჟავა ალანინის პოლიმერული ჯაჭვების შესახებ. თითოეული ტუბერკულოზი წარმოადგენს ერთ ამინომჟავის მოლეკულას.

ამჟამად შექმნილია ატომური მიკროსკოპები, რომელთა მოწყობილობა ემყარება მიზიდულობის მოლეკულური ძალების მოქმედებას ატომის ზომაზე რამდენჯერმე აღემატება მანძილზე. ეს ძალები დაახლოებით 1000-ჯერ უფრო მცირეა, ვიდრე AFM-ის მოგერიების ძალები. ამიტომ ძალების აღრიცხვისთვის გამოიყენება უფრო რთული მგრძნობიარე სისტემა.

ატომები და მოლეკულები შედგება ელექტრულად დამუხტული ნაწილაკებისგან. მცირე დისტანციებზე ელექტრული ძალების მოქმედების გამო, მოლეკულები იზიდავენ, მაგრამ იწყებენ მოგერიებას, როდესაც ატომების ელექტრონული გარსები ერთმანეთს ემთხვევა.

მოლეკულებს შორის მანძილი შედარებულია მოლეკულების ზომებთან (ნორმალურ პირობებში)

1. სითხეები, ამორფული და კრისტალური სხეულები

   გაზები და სითხეები

   აირები, სითხეები და კრისტალური სხეულები

აირებში ნორმალურ პირობებში, საშუალო მანძილი მოლეკულებს შორის

1. დაახლოებით უდრის მოლეკულის დიამეტრს

   მოლეკულის დიამეტრზე ნაკლები

   დაახლოებით 10-ჯერ აღემატება მოლეკულის დიამეტრს

   დამოკიდებულია გაზის ტემპერატურაზე

ნაწილაკების განლაგების უმცირესი რიგი დამახასიათებელია

1. სითხეები

   კრისტალური სხეულები

   ამორფული სხეულები

ნივთიერების მიმდებარე ნაწილაკებს შორის მანძილი, საშუალოდ, ბევრჯერ აღემატება თავად ნაწილაკების ზომას. ეს განცხადება შეესაბამება მოდელს

1. მხოლოდ გაზის სტრუქტურის მოდელები

   ამორფული სხეულების სტრუქტურის მხოლოდ მოდელები

   აირების და სითხეების სტრუქტურის მოდელები

   აირების, სითხეების და მყარი ნივთიერებების სტრუქტურის მოდელები

წყლის თხევადიდან კრისტალურ მდგომარეობაში გადასვლისას

1. მოლეკულებს შორის მანძილი იზრდება

   მოლეკულები იწყებენ ერთმანეთის მიზიდვას

   მოლეკულების განლაგების მზარდი წესრიგი

   მოლეკულებს შორის მანძილი მცირდება

მუდმივი წნევის დროს გაზის მოლეკულების კონცენტრაცია გაიზარდა 5-ჯერ და მისი მასა არ შეცვლილა. გაზის მოლეკულების მთარგმნელობითი მოძრაობის საშუალო კინეტიკური ენერგია

1. არ შეცვლილა

   გაიზარდა 5-ჯერ

   შემცირდა 5-ჯერ

   გაიზარდა ძირით ხუთჯერ

ცხრილში მოცემულია ზოგიერთი ნივთიერების დნობის და დუღილის წერტილები:

ნივთიერება	დუღილის ტემპერატურა	ნივთიერება	დნობის ტემპერატურა
		ნაფტალინი

აირჩიეთ სწორი განცხადება.

ვერცხლისწყლის დნობის წერტილი უფრო მეტია, ვიდრე ეთერის დუღილის წერტილი

ალკოჰოლის დუღილის წერტილი ვერცხლისწყლის დნობის წერტილზე ნაკლებია

ალკოჰოლის დუღილის წერტილი ნაფტალინის დნობის ტემპერატურაზე მეტია

ეთერის დუღილის წერტილი ნაფტალინის დნობის წერტილზე ნაკლებია

მყარი სხეულის ტემპერატურა 17 ºС-ით დაეცა. აბსოლუტური ტემპერატურის მასშტაბით, ეს ცვლილება იყო

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

9. მუდმივი მოცულობის ჭურჭელში არის იდეალური გაზი 2 მოლი ოდენობით. როგორ უნდა შეიცვალოს გაზიანი ჭურჭლის აბსოლუტური ტემპერატურა, როდესაც ჭურჭლიდან 1 მოლი აირი გამოიყოფა ისე, რომ ჭურჭლის კედლებზე გაზის წნევა 2-ჯერ გაიზარდოს?

1) 2-ჯერ გაზრდა 3) 4-ჯერ გაზრდა

2) მცირდება 2-ჯერ 4) მცირდება 4-ჯერ

10. T ტემპერატურაზე და p წნევაზე იდეალური აირის ერთი მოლი იკავებს მოცულობას V. რამდენია იგივე გაზის მოცულობა, აღებული 2 მოლი რაოდენობით, 2p წნევით და 2T ტემპერატურაზე?

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

11. წყალბადის ტემპერატურა, აღებული 3 მოლ ოდენობით, ჭურჭელში ტოლია T. რა არის ჟანგბადის ტემპერატურა, აღებული 3 მოლ ოდენობით, იმავე მოცულობის და იმავე წნევის ჭურჭელში. ?

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

12. დგუშით დახურულ ჭურჭელში არის იდეალური გაზი. გაზის წნევის დამოკიდებულების გრაფიკი ტემპერატურაზე მისი მდგომარეობის ცვლილებებით ნაჩვენებია სურათზე. აირის რომელი მდგომარეობა შეესაბამება მოცულობის უმცირეს მნიშვნელობას?

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

13. მუდმივი მოცულობის ჭურჭელში არის იდეალური გაზი, რომლის მასა იცვლება. დიაგრამაზე ნაჩვენებია გაზის მდგომარეობის შეცვლის პროცესი. დიაგრამის რომელ წერტილში არის ყველაზე დიდი აირის მასა?

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

14. იმავე ტემპერატურაზე დახურულ ჭურჭელში გაჯერებული ორთქლი განსხვავდება იმავე ჭურჭლის უჯერი ორთქლისაგან.

1) წნევა

2) მოლეკულების მოძრაობის სიჩქარე

3) მოლეკულების ქაოტური მოძრაობის საშუალო ენერგია

4) უცხო გაზების მინარევების არარსებობა

15. დიაგრამაზე რომელი წერტილი შეესაბამება გაზის მაქსიმალურ წნევას?

ზუსტ პასუხს ვერ გაგცემთ

17. 2500 კუბური მეტრი მოცულობის ბუშტს 400 კგ ჭურვის მასით აქვს ღიობი ძირში, რომლის მეშვეობითაც ბუშტში ჰაერი თბება სანთურის საშუალებით. რა მინიმალურ ტემპერატურამდე უნდა გაცხელდეს აეროსტატის ჰაერი, რომ აფრინდეს 200 კგ-იანი დატვირთვით (კალათით და აერონავტით)? გარემოს ტემპერატურა 7ºС, სიმკვრივე 1,2 კგ კუბურ მეტრზე. ვარაუდობენ, რომ სფეროს გარსი განუყოფელია.

MKT და თერმოდინამიკა

MKT და თერმოდინამიკა

ამ განყოფილებისთვის, თითოეული ვარიანტი მოიცავდა ხუთ ამოცანას არჩევანით

პასუხი, საიდანაც 4 არის ძირითადი და 1 მოწინავე. გამოცდის შედეგების საფუძველზე

შეისწავლეს შინაარსის შემდეგი ელემენტები:

მენდელეევ-კლაპეირონის განტოლების გამოყენება;

აირის წნევის დამოკიდებულება მოლეკულების კონცენტრაციაზე და ტემპერატურაზე;

გათბობისა და გაგრილების დროს სითბოს რაოდენობა (გაანგარიშება);

სითბოს გადაცემის მახასიათებლები;

ჰაერის ფარდობითი ტენიანობა (გაანგარიშება);

მუშაობა თერმოდინამიკაში (გრაფიკი);

აირის მდგომარეობის განტოლების გამოყენება.

სირთულის საბაზისო დონის ამოცანებს შორის დაისვა შემდეგი კითხვები:

1) შინაგანი ენერგიის ცვლილება სხვადასხვა იზოპროცესებში (მაგალითად, როდის

წნევის იზოქორული მატება) - დასრულების 50%.

2) იზოპროცესების გრაფიკები - 56%.

მაგალითი 5

ნაჩვენები პროცესში ჩართულია იდეალური გაზის მუდმივი მასა

სურათზე. პროცესში მიიღწევა გაზის უმაღლესი წნევა

1) 1 წერტილში

2) მთელ სეგმენტზე 1–2

3) მე-3 პუნქტში

4) მთელ სეგმენტზე 2–3

პასუხი: 1

3) ჰაერის ტენიანობის განსაზღვრა - 50%. ეს დავალებები მოიცავდა ფოტოს

ფსიქრომეტრი, რომლის მიხედვითაც საჭირო იყო მშრალი და სველი მაჩვენებლების აღება

თერმომეტრები და შემდეგ განსაზღვრეთ ჰაერის ტენიანობა ნაწილის გამოყენებით

დავალებაში მოცემული ფსიქომეტრიული ცხრილი.

4) თერმოდინამიკის პირველი კანონის გამოყენება. ეს ამოცანები იყო ყველაზე მეტად

ამ განყოფილების საბაზო საფეხურის ამოცანებს შორის რთული - 45%. Აქ

საჭირო იყო გრაფიკის გამოყენება, იზოპროცესის ტიპის განსაზღვრა

(გამოიყენებოდა ან იზოთერმები ან იზოქორები) და ამის შესაბამისად

განსაზღვრეთ ერთ-ერთი პარამეტრი, რომელიც მოცემულია მეორეზე.

მოწინავე დონის ამოცანებს შორის იყო წარმოდგენილი გამოთვლითი ამოცანები

გაზის მდგომარეობის განტოლების გამოყენება, რომელსაც საშუალოდ 54% გაართვა თავი

მოსწავლეები, ასევე ადრე გამოყენებული ამოცანები ცვლილების დასადგენად

იდეალური გაზის პარამეტრები თვითნებურ პროცესში. მათთან წარმატებით გამკლავება

მხოლოდ ძლიერი კურსდამთავრებულთა ჯგუფი და დასრულების საშუალო პროცენტი იყო 45%.

ერთ-ერთი ასეთი დავალება ნაჩვენებია ქვემოთ.

მაგალითი 6

იდეალური გაზი შეიცავს დგუშით დახურულ ჭურჭელში. პროცესი

გაზის მდგომარეობის ცვლილება ნაჩვენებია დიაგრამაზე (იხ. სურათი). Როგორ

შეიცვალა თუ არა გაზის მოცულობა A მდგომარეობიდან B მდგომარეობამდე გადასვლისას?

1) მუდმივად გაიზარდა

2) მუდმივად შემცირდა

3) ჯერ გაიზარდა, შემდეგ შემცირდა

4) ჯერ შემცირდა, შემდეგ გაიზარდა

პასუხი: 1

აქტივობების რაოდენობა

სამუშაო %

ფოტოები2 10-12 25.0-30.0

4. ფიზიკა

4.1. საკონტროლო საზომი მასალების მახასიათებლები ფიზიკაში

2007 წ

ერთიანი სახელმწიფო გამოცდის საგამოცდო ნაშრომი 2007 წელს ჰქონდა

იგივე სტრუქტურა, რაც წინა ორი წლის განმავლობაში. იგი შედგებოდა 40 დავალებისგან,

განსხვავდება პრეზენტაციის ფორმით და სირთულის დონით. ნაწარმოების პირველ ნაწილში

ჩართული იყო 30 დავალება პასუხის არჩევით, სადაც თითოეული დავალება იყო მოცემული

ოთხი შესაძლო პასუხი, რომელთაგან მხოლოდ ერთი იყო სწორი. მეორე ნაწილი შეიცავდა 4

მოკლე პასუხი კითხვებზე. ისინი იყო გამოთვლითი პრობლემები, გადაჭრის შემდეგ

რომელიც მოითხოვდა პასუხის გაცემას რიცხვის სახით. გამოცდის მესამე ნაწილი

სამუშაო - ეს არის 6 საანგარიშო დავალება, რომლებზედაც საჭირო იყო სრული მიტანა

გაფართოებული ხსნარი. სამუშაოს სრული დრო იყო 210 წუთი.

განათლების შინაარსის ელემენტების კოდიფიკატორი და სპეციფიკაცია

საგამოცდო ნაშრომები შედგენილია სავალდებულო მინიმუმის საფუძველზე

1999 No 56) და მხედველობაში მიიღო სახელმწიფო სტანდარტის ფედერალური კომპონენტი

საშუალო (სრული) განათლება ფიზიკაში, პროფილის საფეხური (თავდაცვის სამინისტროს ბრძანება 5.

მარტი 2004 No1089). შინაარსის ელემენტის კოდიფიკატორი მას შემდეგ არ შეცვლილა

2006 წელთან შედარებით და მოიცავდა მხოლოდ იმ ელემენტებს, რომლებიც ერთდროულად არის

წარმოდგენილია როგორც სახელმწიფო სტანდარტის ფედერალურ კომპონენტში

(პროფილის დონე, 2004 წ.) და სავალდებულო მინიმალურ შენარჩუნებაში

განათლება 1999 წ

2006 წლის საკონტროლო საზომ მასალებთან შედარებით ვარიანტებში

2007 USE შეიცვალა ორი გზით. პირველი მათგანი იყო გადანაწილება

დავალებები ნაწარმოების პირველ ნაწილში თემატურ საფუძველზე. მიუხედავად სირთულისა

(ძირითადი ან მოწინავე დონეები), ჯერ მექანიკაში მოჰყვა ყველა დავალება, შემდეგ

MKT-ში და თერმოდინამიკაში, ელექტროდინამიკაში და ბოლოს, კვანტურ ფიზიკაში. მეორე

ცვლილება ეხებოდა ამოცანების მიზანმიმართულ შემოღებას, რომლებიც ამოწმებენ

მეთოდოლოგიური უნარების ჩამოყალიბება. 2007 წელს A30 ამოცანებმა შეამოწმა უნარები

აანალიზებს ექსპერიმენტული კვლევების შედეგებს გამოხატული როგორც

ცხრილები ან გრაფიკები, ასევე ექსპერიმენტის შედეგების საფუძველზე გრაფიკების აგება. შერჩევა

A30 ხაზის დავალებები განხორციელდა ამ გადამოწმების საჭიროებიდან გამომდინარე

ერთი ტიპის საქმიანობის ვარიანტების სერია და, შესაბამისად, მიუხედავად

კონკრეტული ამოცანის თემატური კუთვნილება.

საგამოცდო ნაშრომში, ამოცანები საბაზისო, გაღრმავებული

და მაღალი დონის სირთულის. საბაზო საფეხურის ამოცანები ყველაზე მეტად ამოწმებდა ათვისებას

მნიშვნელოვანი ფიზიკური ცნებები და კანონები. ამაღლებული ამოცანები ზედამხედველობით

ამ ცნებებისა და კანონების გამოყენების უნარი უფრო რთული პროცესების გასაანალიზებლად ან

პრობლემის გადაჭრის უნარი ერთი ან ორი კანონის (ფორმულის) გამოყენებისათვის რომელიმე

სკოლის ფიზიკის კურსის თემები. გათვლილია მაღალი დონის სირთულის ამოცანები

ამოცანები, რომლებიც ასახავს უნივერსიტეტის მისაღები გამოცდების მოთხოვნების დონეს და

მოითხოვს ცოდნის გამოყენებას ფიზიკის ორი ან სამი სექციის ერთდროულად შეცვლილ ან

ახალი სიტუაცია.

KIM 2007 მოიცავდა დავალებებს ყველა ძირითადი შინაარსისთვის

ფიზიკის კურსის სექციები:

1) "მექანიკა" (კინემატიკა, დინამიკა, სტატიკა, კონსერვაციის კანონები მექანიკაში,

მექანიკური ვიბრაციები და ტალღები);

2) „მოლეკულური ფიზიკა. თერმოდინამიკა";

3) "ელექტროდინამიკა" (ელექტროსტატიკა, პირდაპირი დენი, მაგნიტური ველი,

ელექტრომაგნიტური ინდუქცია, ელექტრომაგნიტური რხევები და ტალღები, ოპტიკა);

4) „კვანტური ფიზიკა“ (SRT-ის ელემენტები, კორპუსკულურ-ტალღური დუალიზმი, ფიზიკა

ატომი, ბირთვული ფიზიკა).

ცხრილი 4.1 გვიჩვენებს ამოცანების განაწილებას შიგთავსის ბლოკების მიხედვით თითოეულში

საგამოცდო ნაშრომის ნაწილი.

ცხრილი 4.1

დავალებების სახეობიდან გამომდინარე

ყველა სამუშაო

(არჩევნით

(მოკლედ

ვაკანსიები % No.

ვაკანსიები % No.

სამუშაო %

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

2 MKT და თერმოდინამიკა 8-10 20.0-25.0 6-7 15.0-17.5 1 2.5 1-2 2.5-5.0

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

4 კვანტური ფიზიკა და

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

ცხრილი 4.2 გვიჩვენებს ამოცანების განაწილებას შინაარსის ბლოკების მიხედვით

სირთულის დონის მიხედვით.

მაგიდა4.2

დავალებების განაწილება ფიზიკის კურსის სექციების მიხედვით

სირთულის დონის მიხედვით

ყველა სამუშაო

საბაზისო დონე

(არჩევნით

ამაღლებული

(პასუხის არჩევით

და მოკლე

Მაღალი დონე

(გაფართოებული

პასუხების განყოფილება)

ვაკანსიები % No.

ვაკანსიები % No.

ვაკანსიები % No.

სამუშაო %

1 მექანიკა 11-13 27.5-32.5 7-8 17.5-20.0 3 7.5 1-2 2.5-5.0

2 MKT და თერმოდინამიკა 8-10 20.0-25.0 5-6 12.5-15.0 2 5.0 1-2 2.5-5.0

3 ელექტროდინამიკა 12-14 30.0-35.5 7-8 17.5-20.0 4 10.0 2-3 5.0-7.5

4 კვანტური ფიზიკა და

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

საგამოცდო ნაშრომის შინაარსის შემუშავებისას მხედველობაში იქნა მიღებული

სხვადასხვა აქტივობების ოსტატობის შემოწმების საჭიროება. სადაც

თითოეული ვარიანტის სერიის ამოცანები შეირჩა ტიპების მიხედვით განაწილების გათვალისწინებით

აქტივობები წარმოდგენილია ცხრილში 4.3.

1 თითოეული თემისთვის დავალების რაოდენობის ცვლილება დაკავშირებულია რთული ამოცანების სხვადასხვა თემებთან C6 და

ამოცანები A30, მეთოდოლოგიური უნარების გამოცდა ფიზიკის სხვადასხვა განყოფილების მასალაზე, ქ.

ვარიანტების სხვადასხვა სერია.

მაგიდა4.3

დავალებების განაწილება აქტივობის სახეების მიხედვით

აქტივობების რაოდენობა

სამუშაო %

1 მოდელების, ცნებების, რაოდენობების ფიზიკური მნიშვნელობის გაგება 4-5 10.0-12.5

2 განმარტეთ ფიზიკური მოვლენები, განასხვავეთ სხვადასხვას გავლენა

ფაქტორები ფენომენების მიმდინარეობაზე, ბუნებაში ფენომენების გამოვლინებებზე ან

მათი გამოყენება ტექნიკურ მოწყობილობებში და ყოველდღიურ ცხოვრებაში

3 გამოიყენე ფიზიკის კანონები (ფორმულები) პროცესების გასაანალიზებლად

ხარისხის დონე 6-8 15.0-20.0

4 გამოიყენე ფიზიკის კანონები (ფორმულები) პროცესების გასაანალიზებლად

გათვლილი დონე 10-12 25.0-30.0

5 ექსპერიმენტული კვლევების შედეგების ანალიზი 1-2 2.5-5.0

6 გრაფიკებიდან, ცხრილებიდან, დიაგრამებიდან მიღებული ინფორმაციის ანალიზი,

ფოტოები2 10-12 25.0-30.0

7 სხვადასხვა დონის სირთულის ამოცანების ამოხსნა 13-14 32.5-35.0

საგამოცდო ნაშრომის პირველი და მეორე ნაწილის ყველა დავალება შეფასდა 1-ით

პირველადი ქულა. მესამე ნაწილის (С1-С6) ამოცანების გადაწყვეტილებები შემოწმდა ორმა ექსპერტმა

განზოგადებული შეფასების კრიტერიუმების შესაბამისად სისწორის გათვალისწინებით და

პასუხის სისრულეს. მაქსიმალური ქულა ყველა დავალების დეტალური პასუხით იყო 3

ქულები. დავალება გადაჭრულად ჩაითვალა, თუ მასში მოსწავლემ 2 ქულა მაინც დააგროვა.

გამოცდის ყველა დავალების შესასრულებლად მინიჭებული ქულების საფუძველზე

ნამუშევარი ითარგმნა „ტესტის“ ქულებად 100-ბალიანი სკალით და ქულებად

ხუთბალიანი სკალაზე. ცხრილი 4.4 ასახავს ურთიერთობას პირველადი,

ტესტის ნიშნები ხუთპუნქტიან სისტემაზე ბოლო სამი წლის განმავლობაში.

მაგიდა4.4

პირველადი ქულის თანაფარდობა, ტესტის ქულები და სკოლის ქულები

წლები, ქულები 2 3 4 5

2007 დაწყებითი 0-11 12-22 23-35 36-52

ტესტი 0-32 33-51 52-68 69-100

2006 დაწყებითი 0-9 10-19 20-33 34-52

ტესტი 0-34 35-51 52-69 70-100

2005 დაწყებითი 0-10 11-20 21-35 36-52

ტესტი 0-33 34-50 51-67 68-100

დაწყებითი ქულების საზღვრების შედარება აჩვენებს, რომ წელს პირობები

შესაბამისი ნიშნები უფრო მკაცრი იყო, ვიდრე 2006 წელს, მაგრამ

დაახლოებით შეესაბამებოდა 2005 წლის პირობებს. ეს განპირობებული იყო იმით, რომ წარსულში

წელს ფიზიკაში ერთიანი გამოცდა ჩააბარეს არა მხოლოდ მათ, ვინც უნივერსიტეტებში ჩაბარებას აპირებდა

შესაბამის პროფილში, არამედ სტუდენტების თითქმის 20% (განმცხადებელთა საერთო რაოდენობის),

ვინც ფიზიკას სწავლობდა საბაზისო დონეზე (მათთვის ეს გამოცდა გადაწყვეტილებით იყო

რეგიონი აუცილებელია).

საერთო ჯამში, 2007 წელს გამოცდისთვის მომზადდა 40 ვარიანტი,

რომლებიც წარმოადგენდა სხვადასხვა გეგმის მიხედვით შექმნილ 8 ვარიანტს ხუთი სერიას.

ვარიანტების სერია განსხვავდებოდა კონტროლირებადი შინაარსის ელემენტებში და ტიპებში.

აქტივობები დავალებების ერთი და იგივე ხაზისთვის, მაგრამ ზოგადად ყველა მათგანს ჰქონდა დაახლოებით

2 ამ შემთხვევაში ვგულისხმობთ ინფორმაციის წარდგენის ფორმას ამოცანის ტექსტში ან ყურადღების გამფანტველებში,

ასე რომ, ერთსა და იმავე სამუშაოს შეუძლია შეამოწმოს ორი აქტივობა.

იგივე საშუალო სირთულის დონე და შეესაბამებოდა გამოცდის გეგმას

დანართ 4.1-ში მოცემული სამუშაოს.

4.2. USE მონაწილეთა მახასიათებლები ფიზიკაში2007 წლის

ფიზიკაში USE-ში მონაწილეთა რაოდენობამ წელს შეადგინა 70052 ადამიანი, რაც

წინა წელთან შედარებით მნიშვნელოვნად დაბალია და მაჩვენებლებს დაახლოებით შეესაბამება

2005 წელი (იხ. ცხრილი 4.5). რეგიონების რაოდენობა, სადაც კურსდამთავრებულებმა გაიარეს USE

ფიზიკა, გაიზარდა 65-მდე. კურსდამთავრებულთა რაოდენობა, რომლებმაც აირჩიეს ფიზიკა ფორმატში

USE, მნიშვნელოვნად განსხვავდება სხვადასხვა რეგიონისთვის: 5316 ადამიანიდან. რესპუბლიკაში

თათარსტანი 51 კაცამდე ნენეცის ავტონომიურ ოკრუგში. პროცენტულად

კურსდამთავრებულთა საერთო რაოდენობა, ფიზიკაში USE-ში მონაწილეთა რაოდენობა მერყეობს

0,34% მოსკოვში 19,1% სამარას რეგიონში.

მაგიდა4.5

გამოცდის მონაწილეთა რაოდენობა

წელი ნომერი გოგონები ბიჭები

რეგიონები

მონაწილეთა რაოდენობა % ნომერი %

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

ფიზიკის გამოცდას ირჩევენ ძირითადად ახალგაზრდები და მხოლოდ მეოთხედი

მონაწილეთა საერთო რიცხვიდან არიან გოგონები, რომლებმაც არჩიეს გაგრძელება

ფიზიკური და ტექნიკური პროფილის საგანმანათლებლო უნივერსიტეტები.

გამოცდის მონაწილეთა განაწილება

დასახლებების ტიპები (იხ. ცხრილი 4.6). კურსდამთავრებულთა თითქმის ნახევარი, ვინც აიღო

ერთიანი სახელმწიფო გამოცდა ფიზიკაში, ცხოვრობს დიდ ქალაქებში და მხოლოდ 20% არის სტუდენტი, რომელმაც დაასრულა

სოფლის სკოლები.

მაგიდა4.6

გამოცდის მონაწილეთა განაწილება დასახლებების ტიპების მიხედვით, რომელშიც

მათი საგანმანათლებლო დაწესებულებები მდებარეობს

გამოსაცდელთა რაოდენობა პროცენტი

შესწავლილი დასახლების ტიპი

სოფლის ტიპის დასახლება (სოფ.

სოფელი, ფერმა და სხვ.) 13,767 18,107 14,281 20.0 20.0 20.4

ქალაქური დასახლება

(სამუშაო დასახლება, ქალაქური დასახლება

ტიპი და ა.შ.)

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

ქალაქი 50 ათასზე ნაკლები მოსახლეობით 7,427 10,810 7,965 10.8 12.0 11.4

ქალაქი 50-100 ათასი მოსახლეობით 6063 8757 7088 8.8 9.7 10.1

ქალაქი 100-450 ათასი მოსახლეობით 16195 17673 14630 23.5 19.5 20.9

ქალაქი 450-680 ათასი მოსახლეობით 7679 11799 7210 11.1 13.1 10.3

ქალაქი 680 000-ზე მეტი მოსახლეობით.

ხალხი 13,005 14,283 13,807 18.9 15.8 19.7

პეტერბურგი - 72 7 - 0.1 0.01

მოსკოვი - 224 259 - 0.2 0.3

მონაცემების გარეშე – 339 – – 0,4 –

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

3 2006 წელს, ერთ-ერთ რეგიონში, უნივერსიტეტებში მისაღები გამოცდები ფიზიკაში ჩატარდა მხოლოდ ქ.

გამოიყენეთ ფორმატი. ამან გამოიწვია გამოცდაში მონაწილეთა რაოდენობის ასეთი მნიშვნელოვანი ზრდა.

გამოცდის მონაწილეთა შემადგენლობა საგანმანათლებლო დაწესებულებების ტიპების მიხედვით პრაქტიკულად არ იცვლება.

ინსტიტუტები (იხ. ცხრილი 4.7). ისევე როგორც შარშან, აბსოლუტური უმრავლესობა

ტესტირებულთაგან დაამთავრა ზოგადსაგანმანათლებლო დაწესებულებები და მხოლოდ 2%

კურსდამთავრებულები გამოცდაზე მივიდნენ დაწყებითი ან

საშუალო პროფესიული განათლება.

მაგიდა4.7

გამოცდის მონაწილეთა განაწილება საგანმანათლებლო დაწესებულებების ტიპების მიხედვით

ნომერი

გამოსაცდელები

პროცენტი

შესწავლილი საგანმანათლებლო დაწესებულების ტიპი

2006 გ. 2007 გ. 2006 გ. 2007 გ.

ზოგადსაგანმანათლებლო დაწესებულებები 86,331 66,849 95,5 95,4

საღამოს (ცვლის) ზოგადი განათლება

დაწესებულებები 487 369 0.5 0.5

ზოგადსაგანმანათლებლო სკოლა-ინტერნატი,

იუნკერთა სკოლა, სკოლა-ინტერნატი

საწყისი ფრენის მომზადება

1 144 1 369 1,3 2,0

საგანმანათლებლო დაწესებულებები დაწყებითი და

საშუალო პროფესიული განათლება 1,469 1,333 1.7 1.9

მონაცემების გარეშე 958 132 1.0 0.2

სულ: 90,389 70,052 100% 100%

4.3. საგამოცდო სამუშაოს ძირითადი შედეგები ფიზიკაში

ზოგადად, საგამოცდო სამუშაოების შედეგები 2007 წელს იყო

ოდნავ აღემატება გასულ წელთან შედარებით, მაგრამ დაახლოებით იგივე დონეზე

წინა წლის მაჩვენებლები. ცხრილი 4.8 გვიჩვენებს USE-ის შედეგებს ფიზიკაში 2007 წელს.

ხუთბალიანი სკალაზე და ცხრილში 4.9 და ნახ. 4.1 - ტესტის ქულებზე 100-ში

წერტილის მასშტაბი. შედარების სიცხადისთვის, შედეგები წარმოდგენილია შედარებით

წინა ორი წელი.

მაგიდა4.8

გამოცდის მონაწილეთა განაწილება დონეების მიხედვით

ტრენინგი(მთლიანი პროცენტი)

წლები "2" აღნიშნავს "n3o" 5 ქულას "b4n" სკალაზე "5"

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

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

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

მაგიდა4.9

გამოცდის მონაწილეთა განაწილება

ტესტის ქულების საფუძველზე2005-2007 გ.გ.

წელი ტესტის ქულების მასშტაბის ინტერვალი

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

ტესტის ქულა

სტუდენტების პროცენტი, რომლებმაც მიიღეს

შესაბამისი ტესტის ქულა

ბრინჯი. 4.1 გამოცდის მონაწილეთა განაწილება მიღებული ტესტის ქულების მიხედვით

ცხრილი 4.10 ადარებს სკალას ტესტის ქულებში 100 ქულიანი

მასშტაბი დაწყებითში საგამოცდო ვარიანტის ამოცანების შესრულების შედეგებით

მაგიდა4.10

პირველადი და ტესტის ქულების ინტერვალების შედარება2007 წელიწადი

მასშტაბის ინტერვალი

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

მასშტაბის ინტერვალი

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

35 ქულის მოსაპოვებლად (ქულა 3, პირველადი ქულა - 13) გამოცდის ჩამბარებელი

საკმარისი იყო პირველი ნაწილის 13 უმარტივეს კითხვაზე სწორი პასუხის გაცემა

მუშაობა. 65 ქულის დასაგროვებლად (მე-4 კლასი, დაწყებითი ქულა - 34) კურსდამთავრებულმა უნდა

იყო, მაგალითად, სწორად უპასუხა 25 ამოცანას პასუხების არჩევით, ამოხსნა ოთხიდან სამი

მოკლე პასუხის პრობლემა და კიდევ ორი ​​მაღალი დონის პრობლემა

სირთულეები. ვინც 85 ქულა (ქულა 5, პირველადი ქულა 46) პრაქტიკულად მიიღო

შესანიშნავად შეასრულა სამუშაოს პირველი და მეორე ნაწილი და ამოხსნა ოთხი ამოცანა მაინც

მესამე ნაწილი.

საუკეთესო საუკეთესოებს შორის (დიაპაზონი 91-დან 100 ქულამდე) საჭიროა არა მხოლოდ

თავისუფლად ნავიგაცია ფიზიკის სკოლის კურსის ყველა საკითხში, მაგრამ ასევე პრაქტიკაში

თავიდან აიცილოთ ტექნიკური შეცდომებიც კი. ასე რომ, 94 ქულის მისაღებად (პირველადი ქულა

– 49) შესაძლებელი იყო მხოლოდ 3 ძირითადი ქულის „არ მოპოვება“, რაც საშუალებას იძლევა, მაგალითად,

არითმეტიკული შეცდომები მაღალი დონის სირთულის ერთ-ერთი პრობლემის გადაჭრაში

დისტანციებზე... შორისგარე და შიდა გავლენა და განსხვავებები პირობებიამისთვის ... ზენორმალურიმაშინ წნევა 100°-ს აღწევს ზე ... ამისთვისმისი ფუნქციონირება ფართოდ ზომები, ამისთვის ...

Wiener Norbert Cybernetics 2nd Edition Wiener Cybernetics or Control and Communication in Animal and Machine - 2nd Edition - M Science Main Edition of Editions for Foreign Countries 1983 - 344 გვ.

დოკუმენტი

ან შესადარებელი ... ამისთვისშესრულება ნორმალურიაზროვნების პროცესები. ზეასეთი პირობები ... ზომა ამისთვისდამაკავშირებელი ხაზები შორისსხვადასხვა კონვოლუცია მანძილი... რომელიც უფრო პატარაა მოლეკულებინარევი კომპონენტები...

ვინერი და კიბერნეტიკა ან კონტროლი და კომუნიკაცია ცხოველებსა და მანქანებში - მე-2 გამოცემა - m მეცნიერების პუბლიკაციების ძირითადი გამოცემა უცხო ქვეყნებისთვის 1983 - 344 გვ.

დოკუმენტი

ან შესადარებელი ... ამისთვისშესრულება ნორმალურიაზროვნების პროცესები. ზეასეთი პირობები ... ზომამაგრამ გლუვი ზედაპირით. Მეორეს მხრივ, ამისთვისდამაკავშირებელი ხაზები შორისსხვადასხვა კონვოლუცია მანძილი... რომელიც უფრო პატარაა მოლეკულებინარევი კომპონენტები...

მოლეკულურ ფიზიკაში შესწავლილი უმარტივესი სისტემის მაგალითია გაზი. სტატისტიკური მიდგომის მიხედვით, აირები განიხილება, როგორც სისტემები, რომლებიც შედგება ძალიან დიდი რაოდენობის ნაწილაკებისგან (1026 მ–3–მდე), რომლებიც მუდმივ შემთხვევით მოძრაობაში არიან. მოლეკულურ კინეტიკური თეორიაში იყენებენ იდეალური გაზის მოდელი, რომლის მიხედვითაც ითვლება, რომ:

1) გაზის მოლეკულების საკუთარი მოცულობა უმნიშვნელოა ჭურჭლის მოცულობასთან შედარებით;

2) არ არსებობს ურთიერთქმედების ძალები გაზის მოლეკულებს შორის;

3) გაზის მოლეკულების ერთმანეთთან და ჭურჭლის კედლებთან შეჯახება აბსოლუტურად ელასტიურია.

მოდით შევაფასოთ მანძილი მოლეკულებს შორის გაზში. ნორმალურ პირობებში (N.O.: р=1.03·10 5 Pa; t=0ºС), მოლეკულების რაოდენობა მოცულობის ერთეულზე: . მაშინ საშუალო მოცულობა თითო მოლეკულაზე არის:

(მ 3).

საშუალო მანძილი მოლეკულებს შორის: მ.მოლეკულის საშუალო დიამეტრი: d»3 10 -10 მ.მოლეკულის შინაგანი ზომები მცირეა მათ შორის მანძილს (10-ჯერ). შესაბამისად, ნაწილაკები (მოლეკულები) იმდენად მცირეა, რომ ისინი შეიძლება შევადაროთ მატერიალურ წერტილებს.

გაზში მოლეკულები უმეტესად ისე შორდებიან ერთმანეთს, რომ მათ შორის ურთიერთქმედების ძალები პრაქტიკულად ნულის ტოლია. შეიძლება ჩაითვალოს რომ გაზის მოლეკულების კინეტიკური ენერგია ბევრად აღემატება პოტენციურ ენერგიას,ამიტომ ამ უკანასკნელის უგულებელყოფა შეიძლება.

თუმცა, მოკლევადიანი ურთიერთქმედების მომენტებში ( შეტაკებები) ურთიერთქმედების ძალები შეიძლება იყოს მნიშვნელოვანი, რაც იწვევს ენერგიისა და იმპულსის გაცვლას მოლეკულებს შორის. შეჯახება ემსახურება როგორც მექანიზმს, რომლითაც მაკროსისტემას შეუძლია გადავიდეს ერთი ენერგეტიკული მდგომარეობიდან მოცემულ პირობებში მეორეზე.

იდეალური გაზის მოდელი შეიძლება გამოყენებულ იქნას რეალური გაზების შესასწავლად, რადგან ნორმასთან ახლოს მყოფ პირობებში (მაგალითად, ჟანგბადი, წყალბადი, აზოტი, ნახშირორჟანგი, წყლის ორთქლი, ჰელიუმი), ასევე დაბალ წნევასა და მაღალ ტემპერატურაზე. თავიანთი თვისებებით ახლოს არიან იდეალურ გაზთან.

სხეულის მდგომარეობა შეიძლება შეიცვალოს გათბობის, შეკუმშვის, ფორმის შეცვლის დროს, ანუ რომელიმე პარამეტრის შეცვლისას. არსებობს სისტემის წონასწორობა და არა წონასწორობა. წონასწორობის მდგომარეობაარის მდგომარეობა, რომელშიც სისტემის ყველა პარამეტრი არ იცვლება დროთა განმავლობაში (წინააღმდეგ შემთხვევაში ასეა არათანაბარი მდგომარეობა), და არ არსებობს ძალები, რომლებსაც შეუძლიათ პარამეტრების შეცვლა.

სისტემის მდგომარეობის ყველაზე მნიშვნელოვანი პარამეტრებია სხეულის სიმკვრივე (ან სიმკვრივის ორმხრივი - სპეციფიკური მოცულობა), წნევა და ტემპერატურა. სიმჭიდროვე (რ) არის ნივთიერების მასა მოცულობის ერთეულზე. წნევა (რარის ძალა, რომელიც მოქმედებს სხეულის ზედაპირის ფართობის ერთეულზე, მიმართული ამ ზედაპირის ნორმალური გასწვრივ. განსხვავება ტემპერატურა (DT) არის სხეულების გადახრის საზომი თერმული წონასწორობის მდგომარეობიდან. არსებობს ემპირიული ტემპერატურა და აბსოლუტური ტემპერატურა. ემპირიული ტემპერატურა (ტ) არის სხეულების გადახრის საზომი თერმული წონასწორობის მდგომარეობიდან ერთი ფიზიკური ატმოსფეროს წნევის ქვეშ ყინულის დნობით. საზომი ერთეულია 1 გრადუსი ცელსიუსით(1 o C), რომელიც განისაზღვრება იმ პირობით, რომ 0 o C მიეკუთვნება ყინულის დნობას ატმოსფერული წნევის ქვეშ და 100 o C მდუღარე წყალს, შესაბამისად, იმავე წნევით. განსხვავება აბსოლუტურ და ემპირიულ ტემპერატურას შორის, პირველ რიგში, არის ის, რომ აბსოლუტური ტემპერატურა იზომება ყველაზე დაბალი ტემპერატურისგან - აბსოლუტური ნული, რომელიც მდებარეობს ყინულის დნობის ტემპერატურაზე 273,16 o-ით, ანუ

რ= ვ(V,T).

(6.2.2, ბ)

Გაითვალისწინე ნებისმიერ ფუნქციურ დამოკიდებულებას, რომელიც თერმოდინამიკურ პარამეტრებს ერთმანეთთან აკავშირებს, როგორიცაა (6.2.2, ა), ასევე ეწოდება მდგომარეობის განტოლებას.. დამოკიდებულების ფუნქციის ფორმა პარამეტრებს შორის ((6.2.2, ა), (6.2.2, ბ)) განისაზღვრება ექსპერიმენტულად თითოეული ნივთიერებისთვის. თუმცა, ჯერჯერობით შესაძლებელი იყო მდგომარეობის განტოლების დადგენა მხოლოდ გაზებისთვის იშვიათ მდგომარეობებში და, მიახლოებითი ფორმით, ზოგიერთი შეკუმშული გაზისთვის.

ბევრი ბუნებრივი მოვლენა მოწმობს მიკრონაწილაკების, მოლეკულების და მატერიის ატომების ქაოტურ მოძრაობას. რაც უფრო მაღალია ნივთიერების ტემპერატურა, მით უფრო ინტენსიურია ეს მოძრაობა. ამრიგად, სხეულის სიცხე არის მისი შემადგენელი მოლეკულების და ატომების შემთხვევითი მოძრაობის ანარეკლი.

მტკიცებულება იმისა, რომ ნივთიერების ყველა ატომები და მოლეკულები მუდმივ და შემთხვევით მოძრაობაშია, შეიძლება იყოს დიფუზია - ერთი ნივთიერების ნაწილაკების ურთიერთშეღწევა მეორეში (იხ. სურ. 20a). ასე რომ, სუნი სწრაფად ვრცელდება ოთახში ჰაერის მოძრაობის არარსებობის შემთხვევაშიც კი. მელნის წვეთი სწრაფად აშავებს მთელ ჭიქა წყალს, თუმცა, როგორც ჩანს, გრავიტაცია ხელს შეუწყობს შუშის შეღებვას მხოლოდ ზემოდან ქვემოთ. დიფუზია ასევე შეიძლება გამოვლინდეს მყარ სხეულებში, თუ ისინი ერთმანეთთან მჭიდროდ დაჭერით და დიდხანს დატოვებენ. დიფუზიის ფენომენი აჩვენებს, რომ ნივთიერების მიკრონაწილაკებს შეუძლიათ სპონტანურად გადაადგილება ყველა მიმართულებით. ნივთიერების მიკრონაწილაკების, აგრეთვე მისი მოლეკულების და ატომების ასეთ მოძრაობას მათ თერმული მოძრაობა ეწოდება.

ცხადია, მინაში წყლის ყველა მოლეკულა მოძრაობს მაშინაც კი, თუ მასში მელნის წვეთი არ არის. უბრალოდ, მელნის დიფუზია ხილულს ხდის მოლეკულების თერმულ მოძრაობას. კიდევ ერთი ფენომენი, რომელიც შესაძლებელს გახდის თერმული მოძრაობის დაკვირვებას და მისი მახასიათებლების შეფასებასაც კი შეიძლება იყოს ბრაუნის მოძრაობა, რომელსაც მიკროსკოპით ხილულ სრულიად მშვიდ სითხეში ნებისმიერი უმცირესი ნაწილაკების ქაოტური მოძრაობა ეწოდება. მას ბრაუნიანი ეწოდა ინგლისელი ბოტანიკოსის რ.ბრაუნის პატივსაცემად, რომელმაც 1827 წელს წყალში შეჩერებული ერთ-ერთი მცენარის მტვრის სპორების მიკროსკოპის ქვეშ გამოკვლევისას აღმოაჩინა, რომ ისინი განუწყვეტლივ და ქაოტურად მოძრაობდნენ.

ბრაუნის დაკვირვება ბევრმა სხვა მეცნიერმაც დაადასტურა. აღმოჩნდა, რომ ბრაუნის მოძრაობა არ არის დაკავშირებული არც სითხეში ნაკადებთან და არც მის თანდათანობით აორთქლებასთან. უმცირესი ნაწილაკები (მათ ასევე ბრაუნიანს ეძახდნენ) ისე იქცეოდნენ, თითქოს ცოცხლები იყვნენ და ნაწილაკების ეს „ცეკვა“ აჩქარდა სითხის გახურებით და ნაწილაკების ზომის შემცირებით და, პირიქით, შენელდა, როდესაც წყალი შეიცვალა. უფრო ბლანტი საშუალო. ბრაუნის მოძრაობა განსაკუთრებით შესამჩნევი იყო, როდესაც ის შეინიშნებოდა გაზში, მაგალითად, ჰაერში კვამლის ნაწილაკების ან ნისლის წვეთების შემდეგ. ეს საოცარი ფენომენი არასოდეს შეჩერებულა და მისი დაკვირვება უსასრულოდ შეიძლებოდა.

ბრაუნის მოძრაობის ახსნა მხოლოდ მე-19 საუკუნის ბოლო მეოთხედში გაკეთდა, როდესაც მრავალი მეცნიერისთვის ცხადი გახდა, რომ ბრაუნის ნაწილაკების მოძრაობა გამოწვეულია საშუალო მოლეკულების (თხევადი ან გაზი) შემთხვევითი ზემოქმედებით, რომლებიც ასრულებენ თერმულ მოძრაობას (იხ. სურ. 20ბ). საშუალოდ, საშუალო მოლეკულები ბრაუნის ნაწილაკზე მოქმედებენ ყველა მხრიდან თანაბარი ძალით, თუმცა ეს ზემოქმედება ზუსტად არასოდეს აბალანსებს ერთმანეთს და შედეგად, ბრაუნის ნაწილაკების სიჩქარე შემთხვევით იცვლება სიდიდისა და მიმართულებით. ამრიგად, ბრაუნის ნაწილაკი მოძრაობს ზიგზაგის ბილიკზე. ამ შემთხვევაში, რაც უფრო მცირეა ბრაუნის ნაწილაკის ზომა და მასა, მით უფრო შესამჩნევი ხდება მისი მოძრაობა.

1905 წელს ა. აინშტაინმა შექმნა ბრაუნის მოძრაობის თეორია, თვლიდა, რომ ნებისმიერ დროს ბრაუნის ნაწილაკების აჩქარება დამოკიდებულია გარემოს მოლეკულებთან შეჯახების რაოდენობაზე, რაც ნიშნავს, რომ ეს დამოკიდებულია ერთეულზე მოლეკულების რაოდენობაზე. საშუალო მოცულობა, ე.ი. ავოგადროს ნომრიდან. აინშტაინმა გამოიტანა ფორმულა, რომლითაც შესაძლებელი გახდა გამოეთვალა, თუ როგორ იცვლება ბრაუნის ნაწილაკების მოძრაობის საშუალო კვადრატი დროთა განმავლობაში, თუ იცით გარემოს ტემპერატურა, მისი სიბლანტე, ნაწილაკების ზომა და ავოგადროს რიცხვი, რომელიც იმ დროს იყო. ჯერ კიდევ უცნობი. აინშტაინის ამ თეორიის მართებულობა ექსპერიმენტულად დაადასტურა ჯ.პერინმა, რომელმაც პირველმა მიიღო ავოგადროს რიცხვის მნიშვნელობა. ამრიგად, ბრაუნის მოძრაობის ანალიზმა საფუძველი ჩაუყარა მატერიის სტრუქტურის თანამედროვე მოლეკულურ-კინეტიკური თეორიას.

გადახედეთ კითხვებს:

· რა არის დიფუზია და როგორ უკავშირდება ის მოლეკულების თერმულ მოძრაობას?

რას ჰქვია ბრაუნის მოძრაობა და არის თუ არა ის თერმული?

როგორ იცვლება ბრაუნის მოძრაობის ბუნება გაცხელებისას?

ბრინჯი. 20. (ა) - ზედა ნაწილში ნაჩვენებია ორი განსხვავებული აირის მოლეკულები, გამოყოფილი ტიხრით, რომელიც ამოღებულია (იხ. ქვედა ნაწილი), რის შემდეგაც იწყება დიფუზია; (ბ) ქვედა მარცხნივ ნაჩვენებია ბრაუნის ნაწილაკის (ლურჯი) სქემატური გამოსახულება, რომელიც გარშემორტყმულია მოლეკულებით გარემოში, რომლებთან შეჯახება იწვევს ნაწილაკების მოძრაობას (იხილეთ ნაწილაკების მოძრაობის სამი ტრაექტორია).

§ 21. ინტერმოლეკულური ძალები: აირის, თხევადი და მყარი სხეულების სტრუქტურა

ჩვენ მიჩვეულები ვართ, რომ სითხის გადატანა შესაძლებელია ერთი ჭურჭლიდან მეორეში და გაზი სწრაფად ავსებს მისთვის მიწოდებულ მთელ მოცულობას. წყალი მხოლოდ მდინარის კალაპოტის გასწვრივ მიედინება, მის ზემოთ ჰაერმა კი საზღვრები არ იცის. გაზს რომ არ ესწრაფოდეს ირგვლივ მთელი სივრცის დაკავება, დავიხრჩობდით, რადგან. ნახშირორჟანგი, რომელსაც ჩვენ ამოვისუნთქავთ, დაგროვდება ჩვენს ირგვლივ, რაც ხელს უშლის სუფთა ჰაერის ჩასუნთქვას. დიახ, და მანქანები მალე გაჩერდნენ იმავე მიზეზით. მათ ასევე სჭირდებათ ჟანგბადი საწვავის დასაწვავად.

რატომ ავსებს გაზი, სითხისგან განსხვავებით, მთელ მოცულობას? ყველა მოლეკულას შორის მოქმედებს ინტერმოლეკულური მიმზიდველი ძალები, რომელთა სიდიდე ძალიან სწრაფად მცირდება მოლეკულების ერთმანეთისგან დაშორებით და, შესაბამისად, მოლეკულების რამდენიმე დიამეტრის ტოლ მანძილზე, ისინი საერთოდ არ ურთიერთქმედებენ. ადვილია იმის ჩვენება, რომ მეზობელ აირის მოლეკულებს შორის მანძილი ბევრჯერ აღემატება სითხეს. ფორმულის (19.3) გამოყენებით და ატმოსფერული წნევის დროს ჰაერის სიმკვრივის (r=1.29 კგ/მ3) და მისი მოლური მასის (M=0.029 კგ/მოლი) გამოყენებით შეგვიძლია გამოვთვალოთ ჰაერის მოლეკულებს შორის საშუალო მანძილი, რომელიც ტოლი იქნება 6.1.10- 9 მ, რაც ოცჯერ აღემატება წყლის მოლეკულებს შორის მანძილს.

ამრიგად, სითხის მოლეკულებს შორის, რომლებიც მდებარეობს თითქმის ერთმანეთთან ახლოს, მოქმედებენ მიმზიდველი ძალები, რომლებიც ხელს უშლიან ამ მოლეკულების გაფანტვას სხვადასხვა მიმართულებით. პირიქით, გაზის მოლეკულებს შორის მიზიდულობის უმნიშვნელო ძალები ვერ ახერხებენ მათ ერთმანეთთან შეკავებას და, შესაბამისად, გაზები შეიძლება გაფართოვდეს და შეავსონ მათთვის მიწოდებული მთელი მოცულობა. მიზიდულობის ინტერმოლეკულური ძალების არსებობა შეიძლება დადასტურდეს მარტივი ექსპერიმენტის დაყენებით - ორი ტყვიის ზოლის ერთმანეთთან დაჭერით. თუ საკონტაქტო ზედაპირები საკმარისად გლუვია, მაშინ ზოლები ერთმანეთს ეკვრის და მათი განცალკევება რთული იქნება.

თუმცა, მხოლოდ მიზიდულობის ინტერმოლეკულური ძალები ვერ ხსნიან ყველა განსხვავებას აირისებრი, თხევადი და მყარი ნივთიერებების თვისებებს შორის. მაგალითად, რატომ არის ძალიან რთული სითხის ან მყარის მოცულობის შემცირება, მაგრამ შედარებით ადვილია ბუშტის შეკუმშვა? ეს აიხსნება იმით, რომ მოლეკულებს შორის არის არა მხოლოდ მიმზიდველი ძალები, არამედ ინტერმოლეკულური მოწინააღმდეგე ძალები, რომლებიც მოქმედებენ, როდესაც მეზობელი მოლეკულების ატომების ელექტრონული გარსები იწყებენ გადახურვას. სწორედ ეს მოწინააღმდეგე ძალები ხელს უშლიან ერთი მოლეკულის შეღწევას სხვა მოლეკულის მიერ უკვე დაკავებულ მოცულობაში.

როდესაც გარე ძალები არ მოქმედებენ თხევად ან მყარ სხეულზე, მათ მოლეკულებს შორის მანძილი ისეთია (იხ. r0 ნახ. 21ა), რომლის შედეგად მიზიდულობისა და მოგერიების ძალები ნულის ტოლია. თუ თქვენ ცდილობთ სხეულის მოცულობის შემცირებას, მაშინ მოლეკულებს შორის მანძილი მცირდება, ხოლო შეკუმშული სხეულის მხრიდან, გაზრდილი მოგერიების ძალების შედეგი იწყებს მოქმედებას. პირიქით, სხეულის დაჭიმვისას წარმოქმნილი ელასტიური ძალები დაკავშირებულია მიზიდულობის ძალების შედარებით ზრდასთან, ვინაიდან როდესაც მოლეკულები ერთმანეთს შორდებიან, მომგვრელი ძალები ბევრად უფრო სწრაფად ეცემა, ვიდრე მიზიდულობის ძალები (იხ. სურ. 21a).

გაზის მოლეკულები განლაგებულია მათ ზომაზე ათჯერ მეტი დისტანციებზე, რის შედეგადაც ეს მოლეკულები არ ურთიერთქმედებენ ერთმანეთთან და, შესაბამისად, აირები ბევრად უფრო ადვილია შეკუმშვა, ვიდრე სითხეები და მყარი. გაზებს არ აქვთ რაიმე სპეციფიკური სტრუქტურა და წარმოადგენენ მოძრავი და შეჯახებული მოლეკულების ერთობლიობას (იხ. სურ. 21b).

სითხე არის მოლეკულების ერთობლიობა, რომლებიც თითქმის მჭიდროდ არიან ერთმანეთთან (იხ. სურ. 21c). თერმული მოძრაობა საშუალებას აძლევს თხევად მოლეკულას დროდადრო შეცვალოს მეზობლები, გადახტება ერთი ადგილიდან მეორეზე. ეს ხსნის სითხეების სითხეს.

მყარი სხეულების ატომებს და მოლეკულებს მოკლებული აქვთ მეზობლების შეცვლის უნარს და მათი თერმული მოძრაობა არის მხოლოდ მცირე რყევები მეზობელი ატომების ან მოლეკულების პოზიციის მიმართ (იხ. სურ. 21d). ატომებს შორის ურთიერთქმედებამ შეიძლება გამოიწვიოს ის ფაქტი, რომ მყარი ხდება კრისტალად და მასში შემავალი ატომები იკავებენ პოზიციებს კრისტალური ბადის კვანძებში. ვინაიდან მყარი ნივთიერების მოლეკულები არ მოძრაობენ მეზობლებთან შედარებით, ეს სხეულები ინარჩუნებენ ფორმას.

გადახედეთ კითხვებს:

რატომ არ იზიდავს გაზის მოლეკულები ერთმანეთს?

სხეულების რა თვისებები განსაზღვრავს მოგერიებისა და მიზიდულობის ინტერმოლეკულურ ძალებს?

როგორ აიხსნება სითხის დინება?

რატომ ინარჩუნებს ყველა მყარი სხეული ფორმას?

§ 22. იდეალური გაზი. გაზის მოლეკულურ-კინეტიკური თეორიის ძირითადი განტოლება.

მოლეკულური კინეტიკური თეორია განმარტავს, რომ ყველა ნივთიერება შეიძლება იყოს აგრეგაციის სამ მდგომარეობაში: მყარი, თხევადი და აირისებრი. მაგალითად, ყინული, წყალი და წყლის ორთქლი. პლაზმა ხშირად განიხილება მატერიის მეოთხე მდგომარეობად.

მატერიის აგრეგატული მდგომარეობა(ლათინურიდან აგრეგო- მიმაგრება, შებოჭვა) - ერთი და იგივე ნივთიერების მდგომარეობა, რომელთა შორის გადასვლას თან ახლავს მისი ფიზიკური თვისებების ცვლილება. ეს არის ცვლილება მატერიის საერთო მდგომარეობებში.

სამივე მდგომარეობაში ერთი და იგივე ნივთიერების მოლეკულები არანაირად არ განსხვავდება ერთმანეთისგან, იცვლება მხოლოდ მათი მდებარეობა, თერმული მოძრაობის ბუნება და მოლეკულური ურთიერთქმედების ძალები.

მოლეკულების მოძრაობა გაზებში

აირებში, მოლეკულებსა და ატომებს შორის მანძილი, როგორც წესი, ბევრად აღემატება მოლეკულების ზომას და მიზიდულობის ძალები ძალიან მცირეა. ამიტომ გაზებს არ აქვთ საკუთარი ფორმა და მუდმივი მოცულობა. აირები ადვილად შეკუმშულია, რადგან დიდ დისტანციებზე საგრებელი ძალებიც მცირეა. გაზებს აქვთ განუსაზღვრელი ვადით გაფართოების თვისება, ავსებენ მათთვის მიწოდებულ მთელ მოცულობას. გაზის მოლეკულები მოძრაობენ ძალიან დიდი სიჩქარით, ეჯახებიან ერთმანეთს, ეხებიან ერთმანეთს სხვადასხვა მიმართულებით. გემის კედლებზე მოლეკულების მრავალრიცხოვანი ზემოქმედება იქმნება გაზის წნევა.

მოლეკულების მოძრაობა სითხეებში

სითხეებში მოლეკულები არა მხოლოდ წონასწორობის პოზიციის ირგვლივ მოძრაობენ, არამედ გადახტებიან ერთი წონასწორული პოზიციიდან მეორეზე. ეს ნახტომები პერიოდულად ხდება. ასეთ ნახტომებს შორის დროის ინტერვალი ეწოდება მოწესრიგებული ცხოვრების საშუალო დრო(ან დასვენების საშუალო დრო) და აღინიშნება ასოთი ?. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, დასვენების დრო არის რხევების დრო ერთი კონკრეტული წონასწორობის პოზიციის გარშემო. ოთახის ტემპერატურაზე ეს დრო საშუალოდ 10 -11 წმ. ერთი რხევის დროა 10 -12 ... 10 -13 წმ.

დასახლებული სიცოცხლის დრო ტემპერატურის მატებასთან ერთად მცირდება. სითხის მოლეკულებს შორის მანძილი უფრო მცირეა, ვიდრე მოლეკულების ზომა, ნაწილაკები ერთმანეთთან ახლოსაა, ხოლო მოლეკულური მიზიდულობა დიდია. თუმცა, თხევადი მოლეკულების განლაგება არ არის მკაცრად მოწესრიგებული მთელ მოცულობაში.

სითხეები, ისევე როგორც მყარი, ინარჩუნებენ მოცულობას, მაგრამ არ აქვთ საკუთარი ფორმა. აქედან გამომდინარე, ისინი იღებენ ჭურჭლის ფორმას, რომელშიც ისინი მდებარეობს. სითხეს აქვს თვისება სითხე. ამ თვისების გამო, სითხე არ ეწინააღმდეგება ფორმის ცვლილებას, ის ცოტა შეკუმშულია და მისი ფიზიკური თვისებები სითხის შიგნით ყველა მიმართულებით ერთნაირია (სითხეების იზოტროპია). პირველად სითხეებში მოლეკულური მოძრაობის ბუნება დაადგინა საბჭოთა ფიზიკოსმა იაკოვ ილიჩ ფრენკელმა (1894 - 1952).

მოლეკულების მოძრაობა მყარ სხეულებში

მყარი სხეულის მოლეკულები და ატომები განლაგებულია გარკვეული თანმიმდევრობითა და ფორმით ბროლის გისოსი. ასეთ მყარ ნივთიერებებს კრისტალური ეწოდება. ატომები მერყეობენ წონასწორობის პოზიციის გარშემო და მათ შორის მიზიდულობა ძალიან ძლიერია. ამიტომ, მყარი სხეულები ნორმალურ პირობებში ინარჩუნებენ მოცულობას და აქვთ საკუთარი ფორმა.

ფიზიკა

ურთიერთქმედება ატომებსა და მატერიის მოლეკულებს შორის. მყარი, თხევადი და აირისებრი სხეულების სტრუქტურა

ნივთიერების მოლეკულებს შორის ერთდროულად მოქმედებს მიმზიდველი და ამაღელვებელი ძალები. ეს ძალები დიდწილად დამოკიდებულია მოლეკულებს შორის დისტანციებზე.

ექსპერიმენტული და თეორიული კვლევების მიხედვით, ურთიერთმოლეკულათაშორისი ძალები უკუპროპორციულია მოლეკულებს შორის მანძილის n ხარისხთან:

სადაც მიზიდულობის ძალებისთვის n = 7, ხოლო მომგვრელი ძალებისთვის .

ორი მოლეკულის ურთიერთქმედება შეიძლება აღიწეროს მოლეკულების მიზიდულობის და მოგერიების შედეგად მიღებული ძალების პროექციის გრაფიკის გამოყენებით მათ ცენტრებს შორის r მანძილზე. მოდით მივმართოთ r ღერძი მოლეკულა 1-დან, რომლის ცენტრი ემთხვევა კოორდინატების საწყისს, მისგან დაშორებით მდებარე მოლეკულა 2-ის ცენტრამდე (ნახ. 1).

მაშინ მოლეკულა 2-ის მომგერიებელი ძალის პროექცია მოლეკულა 1-დან r ღერძზე დადებითი იქნება. მოლეკულა 2-ის მიმზიდველი ძალის პროექცია მოლეკულა 1-ზე უარყოფითი იქნება.

მოგერიების ძალები (ნახ. 2) ბევრად აღემატება მიზიდულ ძალებს მცირე დისტანციებზე, მაგრამ ბევრად უფრო სწრაფად მცირდება r-ს გაზრდით. მიზიდულობის ძალები ასევე სწრაფად მცირდება r-ს გაზრდით, ასე რომ, გარკვეული მანძილიდან დაწყებული, მოლეკულების ურთიერთქმედება შეიძლება უგულებელყო. ყველაზე დიდ მანძილს rm, რომელზეც მოლეკულები ჯერ კიდევ ურთიერთობენ, მოლეკულური მოქმედების რადიუსი ეწოდება. .

მოგერიების ძალები ტოლია მიზიდულობის ძალების მოდულით.

მანძილი შეესაბამება მოლეკულების სტაბილურ წონასწორობას.

ნივთიერების სხვადასხვა აგრეგატურ მდგომარეობაში, მის მოლეკულებს შორის მანძილი განსხვავებულია. აქედან გამომდინარეობს განსხვავება მოლეკულების ძალთა ურთიერთქმედებაში და არსებითი განსხვავება აირების, სითხეების და მყარი ნივთიერებების მოლეკულების მოძრაობის ბუნებაში.

გაზებში, მოლეკულებს შორის მანძილი რამდენჯერმე აღემატება თავად მოლეკულებს. შედეგად, გაზის მოლეკულებს შორის ურთიერთქმედების ძალები მცირეა და მოლეკულების თერმული მოძრაობის კინეტიკური ენერგია ბევრად აღემატება მათი ურთიერთქმედების პოტენციურ ენერგიას. თითოეული მოლეკულა თავისუფლად მოძრაობს სხვა მოლეკულებიდან უზარმაზარი სიჩქარით (ასობით მეტრი წამში), იცვლის მიმართულებას და სიჩქარის მოდულს სხვა მოლეკულებთან შეჯახებისას. გაზის მოლეკულების საშუალო თავისუფალი გზა დამოკიდებულია გაზის წნევასა და ტემპერატურაზე. ნორმალურ პირობებში.

სითხეებში მოლეკულებს შორის მანძილი გაცილებით მცირეა, ვიდრე აირებში. მოლეკულებს შორის ურთიერთქმედების ძალები დიდია და მოლეკულების მოძრაობის კინეტიკური ენერგია შესაბამისია მათი ურთიერთქმედების პოტენციურ ენერგიასთან, რის შედეგადაც სითხის მოლეკულები ირხევა გარკვეული წონასწორობის პოზიციის გარშემო, შემდეგ უეცრად გადადის ახალში. წონასწორობის პოზიციები ძალიან მოკლე დროის ინტერვალების შემდეგ, რაც იწვევს სითხის სითხეს. ამრიგად, სითხეში მოლეკულები ასრულებენ ძირითადად რხევად და მთარგმნელობით მოძრაობებს. მყარ სხეულებში მოლეკულებს შორის ურთიერთქმედების ძალები იმდენად დიდია, რომ მოლეკულების მოძრაობის კინეტიკური ენერგია გაცილებით ნაკლებია, ვიდრე მათი ურთიერთქმედების პოტენციური ენერგია. მოლეკულები ასრულებენ მხოლოდ ვიბრაციას მცირე ამპლიტუდით გარკვეული მუდმივი წონასწორობის პოზიციის გარშემო - კრისტალური მედის კვანძი.

ეს მანძილი შეიძლება შეფასდეს ნივთიერების სიმკვრივისა და მოლური მასის ცოდნით. კონცენტრაცია -ნაწილაკების რაოდენობა ერთეულ მოცულობაში დაკავშირებულია სიმკვრივესთან, მოლარულ მასასთან და ავოგადროს რიცხვთან.