Katı haldeki moleküller arasındaki mesafe nedir? Moleküller arasındaki mesafe ve aralarında etki eden kuvvetler gaz, sıvı ve katı cisimlerin özelliklerini belirler.

Moleküllerin merkezlerini birleştiren düz çizgi üzerinde aralarında ortaya çıkan etkileşim kuvvetinin izdüşümünün moleküller arasındaki mesafeye bağlı olarak nasıl değiştiğini düşünelim. Moleküller, boyutlarını birkaç kez aşan mesafelerde bulunursa, aralarındaki etkileşim kuvvetleri pratik olarak etkilemez. Moleküller arasındaki etkileşim kuvvetleri kısa menzillidir.

2-3 molekül çapını aşan mesafelerde itme kuvveti neredeyse sıfırdır. Sadece çekim gücü fark edilir. Mesafe azaldıkça çekim kuvveti artar ve aynı zamanda itme kuvveti de etki etmeye başlar. Moleküllerin elektron kabukları üst üste binmeye başladığında bu kuvvet çok hızlı bir şekilde artar.

Şekil 2.10, projeksiyonun bağımlılığını grafiksel olarak gösterir. F R Moleküllerin merkezleri arasındaki mesafe üzerindeki etkileşim kuvvetleri. mesafe üzerinde R 0 , yaklaşık olarak moleküllerin yarıçaplarının toplamına eşittir, F R = 0 , çünkü çekim kuvveti mutlak değer olarak itme kuvvetine eşittir. -de R > R 0 moleküller arasında çekici bir kuvvet vardır. Sağ moleküle etkiyen kuvvetin izdüşümü negatiftir. -de R < R 0 pozitif projeksiyon değerine sahip itici bir kuvvet var F R .

elastik kuvvetlerin kökeni

Moleküllerin etkileşim kuvvetlerinin aralarındaki mesafeye bağımlılığı, cisimlerin sıkışması ve gerilmesi sırasında elastik bir kuvvetin ortaya çıkmasını açıklar. Molekülleri r0'dan daha yakın bir mesafeye yaklaştırmaya çalışırsanız, yaklaşmayı engelleyen bir kuvvet etki etmeye başlar. Aksine, moleküller birbirlerinden uzaklaştıklarında, çekici bir kuvvet etki ederek, dış etkinin kesilmesinden sonra molekülleri orijinal konumlarına geri döndürür.

Moleküllerin denge konumlarından küçük bir yer değiştirmesiyle, çekim veya itme kuvvetleri artan yer değiştirmeyle doğrusal olarak büyür. Küçük bir kesitte, eğri düz bir çizgi parçası olarak düşünülebilir (Şekil 2.10'daki eğrinin kalınlaştırılmış bölümü). Bu nedenle, küçük deformasyonlarda, elastik kuvvetin deformasyonla orantılı olduğunu söyleyen Hooke yasası geçerlidir. Moleküllerin büyük yer değiştirmelerinde, Hooke yasası artık geçerli değildir.

Vücut deforme olduğunda tüm moleküller arasındaki mesafeler değiştiğinden, komşu molekül katmanları toplam deformasyonun önemsiz bir bölümünü oluşturur. Bu nedenle, Hooke yasası, moleküllerin boyutundan milyonlarca kat daha büyük deformasyonlarda gerçekleşir.

atomik kuvvet mikroskobu

Atomik kuvvet mikroskobunun (AFM) cihazı, küçük mesafelerde atomlar ve moleküller arasındaki itici kuvvetlerin etkisine dayanır. Bu mikroskop, tünel mikroskobunun aksine iletken olmayan yüzeylerin görüntülerini elde etmenizi sağlar. Bir tungsten uç yerine AFM, atomik boyuta keskinleştirilmiş küçük bir elmas parçası kullanır. Bu parça ince bir metal tutucu üzerine sabitlenmiştir. Uç incelenen yüzeye yaklaştığında, elmas atomlarının elektron bulutları ve yüzey üst üste binmeye başlar ve itici kuvvetler ortaya çıkar. Bu kuvvetler, elmas ucun ucunu saptırır. Sapma, bir tutucuya sabitlenmiş bir aynadan yansıyan bir lazer ışını aracılığıyla kaydedilir. Yansıtılan ışın, bir tünelleme mikroskobununkine benzer bir piezoelektrik kolu çalıştırır. Geri bildirim mekanizması, elmas iğnenin yüzey üzerindeki yüksekliğinin, tutucu plakanın eğriliği değişmeden kalacak şekilde olmasını sağlar.

Şekil 2.11'de amino asit alaninin polimer zincirlerinin bir AFM görüntüsünü görüyorsunuz. Her tüberkül bir amino asit molekülünü temsil eder.

Şu anda, cihazı bir atomun boyutundan birkaç kat daha büyük mesafelerde moleküler çekim kuvvetlerinin etkisine dayanan atomik mikroskoplar tasarlanmıştır. Bu kuvvetler, AFM'deki itici kuvvetlerden yaklaşık 1000 kat daha küçüktür. Bu nedenle, kuvvetleri kaydetmek için daha karmaşık bir hassas sistem kullanılır.

Atomlar ve moleküller elektrik yüklü parçacıklardan oluşur. Elektrik kuvvetlerinin kısa mesafelerdeki etkisi nedeniyle, moleküller birbirini çeker, ancak atomların elektron kabukları üst üste geldiğinde itmeye başlar.

Moleküller arasındaki mesafeler, moleküllerin boyutlarıyla (normal koşullar altında) karşılaştırılabilir.

1. sıvılar, amorf ve kristal cisimler

   gazlar ve sıvılar

   gazlar, sıvılar ve kristal cisimler

Normal koşullar altında gazlarda, moleküller arasındaki ortalama mesafe

1. yaklaşık olarak molekülün çapına eşittir

   molekülün çapından daha küçük

   molekülün çapının yaklaşık 10 katı

   gaz sıcaklığına bağlıdır

Parçacıkların dizilişindeki en küçük düzen,

1. sıvılar

   kristal cisimler

   şekilsiz cisimler

Ortalama olarak, bir maddenin bitişik parçacıkları arasındaki mesafe, parçacıkların kendi boyutundan birçok kat daha fazladır. Bu ifade model ile tutarlıdır.

1. sadece gaz yapı modelleri

   sadece şekilsiz cisimlerin yapısının modelleri

   gazların ve sıvıların yapı modelleri

   gazların, sıvıların ve katıların yapı modelleri

Suyun sıvı halden kristal hale geçmesi sırasında

1. moleküller arasındaki mesafe artar

   moleküller birbirini çekmeye başlar

   Moleküllerin düzeninde artan düzen

   moleküller arasındaki mesafe azalır

Sabit basınçta, gaz moleküllerinin konsantrasyonu 5 kat arttı ve kütlesi değişmedi. Gaz moleküllerinin öteleme hareketinin ortalama kinetik enerjisi

1. değişmedi

   5 kat arttı

   5 kat azaldı

   beş kat kökü ile artırıldı

Tablo, bazı maddelerin erime ve kaynama noktalarını göstermektedir:

madde	kaynama sıcaklığı	madde	Erime sıcaklığı
		naftalin

Doğru ifadeyi seçin.

Cıvanın erime noktası eterin kaynama noktasından büyüktür

Alkolün kaynama noktası cıvanın erime noktasından düşüktür.

Alkolün kaynama noktası naftalinin erime noktasından büyüktür.

Eterin kaynama noktası, naftalinin erime noktasından daha düşüktür.

Katı cismin sıcaklığı 17 ºº düştü. Mutlak sıcaklık ölçeğinde, bu değişiklik

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

9. Sabit hacimli bir kapta 2 mol miktarında ideal bir gaz vardır. Gazlı bir kabın mutlak sıcaklığı, kaptan 1 mol gaz salındığında, gazın kabın duvarlarındaki basıncı 2 kat artması için nasıl değişmelidir?

1) 2 kat artırın 3) 4 kat artırın

2) 2 kat azalt 4) 4 kat azalt

10. T sıcaklığında ve p basıncında, bir mol ideal gaz V hacmini kaplar. Aynı gazın 2 mol miktarında, 2p basıncında ve 2T sıcaklığında alınan hacmi nedir?

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

11. Bir kapta 3 mol miktarında alınan hidrojenin sıcaklığı T'ye eşittir. Aynı hacimde ve aynı basınçta bir kapta 3 mol miktarında alınan oksijenin sıcaklığı nedir? ?

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

12. Pistonla kapatılmış bir kapta ideal bir gaz vardır. Gaz basıncının durumundaki değişikliklerle sıcaklığa bağımlılığının bir grafiği şekilde gösterilmiştir. Gazın hangi hali en küçük hacim değerine karşılık gelir?

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

13. Sabit hacimli bir kapta kütlesi değişen ideal bir gaz vardır. Diyagram, gazın durumunu değiştirme sürecini göstermektedir. Diyagramın hangi noktasında gazın kütlesi en fazladır?

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

14. Aynı sıcaklıkta, kapalı bir kaptaki doymuş buhar, aynı kaptaki doymamış buhardan farklıdır.

1) basınç

2) moleküllerin hareket hızı

3) moleküllerin kaotik hareketinin ortalama enerjisi

4) yabancı gazların karışmaması

15. Diyagramdaki hangi nokta maksimum gaz basıncına karşılık gelir?

kesin bir cevap veremem

17. Kabuk kütlesi 400 kg olan 2500 metreküp hacme sahip bir balonun alt kısmında balonun içindeki havanın bir brülör tarafından ısıtıldığı bir açıklık vardır. Balonun 200 kg'lık bir yükle (sepet ve uçak) havalanabilmesi için balonun içindeki havanın en az kaç dereceye kadar ısıtılması gerekir? Ortam sıcaklığı 7ºС, yoğunluğu metreküp başına 1,2 kg'dır. Kürenin kabuğunun uzayamaz olduğu varsayılır.

MKT ve termodinamik

MKT ve termodinamik

Bu bölüm için, her seçenek bir seçenekle birlikte beş görev içeriyordu.

yanıt, bunlardan 4'ü temel ve 1'i ileri düzeydedir. Sınav sonuçlarına göre

İçeriğin aşağıdaki unsurları öğrenildi:

Mendeleev-Clapeyron denkleminin uygulanması;

Gaz basıncının molekül konsantrasyonuna ve sıcaklığa bağlılığı;

Isıtma ve soğutma sırasındaki ısı miktarı (hesaplama);

Isı transferinin özellikleri;

Bağıl hava nemi (hesaplama);

Termodinamikte çalışmak (grafik);

Bir gazın hal denkleminin uygulanması.

Temel zorluk seviyesindeki görevler arasında aşağıdaki sorular soruldu:

1) Çeşitli izoproseslerde iç enerjideki değişim (örneğin,

basınçta izokorik artış) - tamamlanmanın %50'si.

2) İzoproses grafikleri - %56.

Örnek 5

İdeal bir gazın sabit kütlesi, gösterilen süreçte yer alır.

görüntü üzerinde. İşlemdeki en yüksek gaz basıncına ulaşılır

1) 1 noktasında

2) tüm segmentte 1–2

3) 3 noktasında

4) tüm segmentte 2–3

Cevap 1

3) Hava nemi tayini - %50. Bu ödevler bir fotoğraf içeriyordu

kuru ve ıslak okumaların alınmasının gerekli olduğu psikrometre

termometreler ve ardından parçayı kullanarak havanın nemini belirleyin

görevde verilen psikrometrik tablo.

4) Termodinamiğin birinci yasasının uygulanması. Bu görevler en çok

Bu bölümdeki temel seviyedeki görevler arasında zor - %45. Burada

grafiği kullanmak, izoproses türünü belirlemek gerekliydi

(izotermler veya izokorlar kullanıldı) ve buna uygun olarak

verilen parametrelerden birini diğerini belirleyiniz.

İleri düzeydeki görevler arasında, aşağıdakiler için sunulan hesaplamalı görevler vardı:

ortalama% 54'ünün başa çıktığı gaz hali denkleminin uygulanması

öğrenciler, hem de daha önce kullanılan görevlerin değişimini belirlemek için

keyfi bir süreçte ideal bir gazın parametreleri. Onlarla başarılı bir şekilde başa çıkmak

sadece bir grup güçlü mezun ve ortalama tamamlama yüzdesi %45 idi.

Bu görevlerden biri aşağıda gösterilmiştir.

Örnek 6

İdeal bir gaz, bir pistonla kapatılmış bir kapta bulunur. İşlem

gazın durumundaki değişiklik şemada gösterilmiştir (şekle bakın). Nasıl

A durumundan B durumuna geçerken gazın hacmi değişti mi?

1) her zaman arttı

2) her zaman azaldı

3) önce arttı, sonra azaldı

4) önce azaldı, sonra arttı

Cevap 1

Aktivite Miktarı

Meslekler %

fotoğraflar2 10-12 25,0-30,0

4. FİZİK

4.1. Fizikte kontrol ölçüm malzemelerinin özellikleri

2007

2007'deki birleşik devlet sınavı için sınav kağıdı,

önceki iki yıldaki ile aynı yapı. 40 görevden oluşuyordu.

sunum şekli ve karmaşıklık düzeyi bakımından farklılık gösterir. Çalışmanın ilk bölümünde

Her görevin verildiği, çeşitli yanıt seçenekleriyle 30 görev dahil edildi

sadece biri doğru olan dört olası cevap. İkinci bölüm 4 tane içeriyordu.

kısa cevaplı sorular Çözdükten sonra hesaplama problemleriydiler.

bu da cevabın bir sayı olarak verilmesini gerektiriyordu. Sınavın üçüncü bölümü

iş - bunlar, tamamlamanın gerekli olduğu 6 hesaplama görevidir.

genişletilmiş çözüm Çalışmayı tamamlamak için toplam süre 210 dakika idi.

Eğitim İçeriği Öğeleri Kodlayıcı ve Belirtim

sınav kağıtları Zorunlu Asgari esas alınarak derlendi

1999 No. 56) ve eyalet standardının Federal bileşenini dikkate aldı

fizikte orta (tam) eğitim, profil seviyesi (5 tarihli Savunma Bakanlığı Emri

Mart 2004 Sayı 1089). içerik öğesi kodlayıcısı o zamandan beri değişmedi

2006 ile karşılaştırıldı ve yalnızca aynı anda olan unsurları dahil etti

eyalet standardının Federal bileşeninde olduğu gibi mevcuttur

(profil düzeyi, 2004) ve Zorunlu minimum bakımda

Eğitim 1999

Varyantlardaki 2006 kontrol ölçüm malzemeleriyle karşılaştırıldığında

2007 USE iki şekilde değiştirilmiştir. Bunlardan ilki, yeniden dağıtmaktı.

Tematik olarak çalışmanın ilk bölümündeki ödevler. Zorluk ne olursa olsun

(temel veya ileri seviyeler), önce mekanikteki tüm görevler, ardından

MKT'de ve termodinamikte, elektrodinamikte ve nihayet kuantum fiziğinde. Saniye

değişiklik, kontrol eden görevlerin amaçlı olarak tanıtılmasıyla ilgiliydi.

metodolojik becerilerin oluşumu. 2007'de A30 görevleri becerileri test etti

olarak ifade edilen deneysel çalışmaların sonuçlarını analiz eder.

tablolar veya grafikler ve ayrıca deneyin sonuçlarına dayalı grafikler oluşturun. seçim

A30 hattına yönelik görevler, bu kapsamda doğrulama ihtiyacına göre gerçekleştirildi.

bir faaliyet türünün bir dizi varyantı ve buna bağlı olarak

belirli bir görevin tematik bağlantısı.

Sınav kağıdında temel, ileri düzey görevleri

ve yüksek zorluk seviyeleri. Temel düzeydeki görevler, en çok asimilasyonu test etti.

önemli fiziksel kavramlar ve yasalar. Denetlenen yükseltilmiş görevler

daha karmaşık süreçleri analiz etmek için bu kavramları ve yasaları kullanma becerisi veya

herhangi biri için bir veya iki yasanın (formülün) uygulanmasına yönelik sorunları çözme yeteneği

okul fizik dersinin konuları. Yüksek düzeyde karmaşıklıktaki görevler hesaplanır

üniversite giriş sınavları için gereksinimlerin düzeyini yansıtan görevler ve

fiziğin iki veya üç bölümünden gelen bilgilerin değiştirilmiş veya değiştirilmiş bir biçimde aynı anda uygulanmasını gerektirir.

yeni durum

KIM 2007, tüm ana içerik için atamalar içeriyordu

fizik dersinin bölümleri:

1) "Mekanik" (kinematik, dinamik, statik, mekanikte korunum yasaları,

mekanik titreşimler ve dalgalar);

2) “Moleküler fizik. Termodinamik";

3) "Elektrodinamik" (elektrostatik, doğru akım, manyetik alan,

elektromanyetik indüksiyon, elektromanyetik salınımlar ve dalgalar, optik);

4) "Kuantum fiziği" (SRT'nin unsurları, parçacık dalga ikiliği, fizik

atom, nükleer fizik).

Tablo 4.1, görevlerin her birinde içerik bloklarına göre dağılımını gösterir.

sınav kağıdının bir parçası.

Tablo 4.1

görevlerin türüne bağlı olarak

Bütün iş

(seçim ile

(kısa ile

İşler % Hayır

İşler % Hayır

Meslekler %

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

2 MKT ve termodinamik 8-10 20,0-25,0 6-7 15,0-17,5 1 2,5 1-2 2,5-5,0

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

4 Kuantum fiziği ve

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

Tablo 4.2, görevlerin içerik bloklarına göre dağılımını gösterir.

zorluk derecesine göre değişir.

Masa4.2

Görevlerin fizik dersinin bölümlerine göre dağılımı

zorluk derecesine göre

Bütün iş

temel düzeyde

(seçim ile

yükseltilmiş

(cevap seçimi ile

ve kısa

Yüksek seviye

(uzatılmış

Yanıt bölümü)

İşler % Hayır

İşler % Hayır

İşler % Hayır

Meslekler %

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

2 MKT ve termodinamik 8-10 20,0-25,0 5-6 12,5-15,0 2 5,0 1-2 2,5-5,0

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

4 Kuantum fiziği ve

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

Sınav kağıdının içeriği geliştirilirken dikkate alınmıştır.

çeşitli faaliyetlerin ustalığını kontrol etme ihtiyacı. nerede

türe göre dağılım dikkate alınarak seçenek serisinin her birinin görevleri seçildi

Tablo 4.3'te sunulan faaliyetler.

1 Konuların her biri için görev sayısındaki değişiklik, karmaşık görevlerin farklı konularıyla ilişkilidir C6 ve

görevler A30, fiziğin farklı bölümlerinin materyalleri üzerinde metodolojik becerilerin test edilmesi,

farklı seçenekler dizisi.

Masa4.3

Görevlerin faaliyet türlerine göre dağılımı

Aktivite Miktarı

Meslekler %

1 Modellerin, kavramların, niceliklerin fiziksel anlamını anlayın 4-5 10,0-12,5

2 Fiziksel olguları açıklar, çeşitli etkileri birbirinden ayırır.

fenomenlerin seyri üzerindeki faktörler, fenomenlerin doğadaki tezahürleri veya

teknik cihazlarda ve günlük yaşamda kullanımları

3 Süreçleri analiz etmek için fizik yasalarını (formülleri) uygulayın.

kalite seviyesi 6-8 15,0-20,0

4 Süreçleri analiz etmek için fizik yasalarını (formülleri) uygulayın.

hesaplanan seviye 10-12 25,0-30,0

5 Deneysel çalışmaların sonuçlarını analiz eder 1-2 2.5-5.0

6 Grafiklerden, tablolardan, diyagramlardan elde edilen bilgileri analiz eder,

fotoğraflar2 10-12 25,0-30,0

7 Çeşitli karmaşıklık seviyelerinde problem çözme 13-14 32,5-35,0

Sınav kağıdının birinci ve ikinci bölümlerinin tüm görevleri 1'de değerlendirildi.

birincil puan. Üçüncü bölümdeki (С1-С6) problemlerin çözümleri iki uzman tarafından kontrol edildi.

genelleştirilmiş değerlendirme kriterlerine uygun olarak, doğruluk ve

cevabın eksiksizliği. Ayrıntılı bir cevaba sahip tüm görevler için maksimum puan 3'tür.

puan. Öğrenci bunun için en az 2 puan alırsa görev çözülmüş olarak kabul edildi.

Sınavın tüm görevlerinin tamamlanması için verilen puanlara göre

çalışma, 100 puanlık bir ölçekte "test" puanlarına ve puanlara çevrildi

beş puanlık bir ölçekte. Tablo 4.4, birincil,

son üç yılda beş noktalı bir sistemdeki test işaretleri.

Masa4.4

Birincil puan oranı, test puanları ve okul notları

Yıllar, puanlar 2 3 4 5

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

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

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

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

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

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

Birincil puanların sınırlarının karşılaştırılması, bu yılki koşulların

karşılık gelen notlar 2006'dakinden daha sıkıydı, ancak

yaklaşık olarak 2005 koşullarına karşılık geldi. Bunun nedeni, geçmişte

yıl, fizikte birleşik sınav sadece üniversitelere girecek olanlar tarafından geçilmedi

ilgili profilde, ancak aynı zamanda öğrencilerin yaklaşık %20'si (toplam başvuru sayısının),

temel düzeyde fizik okuyan (onlar için bu sınav karar gereğiydi)

bölge gereklidir).

2007 yılındaki sınav için toplam 40 seçenek hazırlanmış,

farklı planlara göre oluşturulmuş 8 seçenekten oluşan beş seri.

Varyant serisi, kontrollü içerik öğeleri ve türlerinde farklılık gösteriyordu.

aynı görevler için faaliyetler, ancak genel olarak hepsinin yaklaşık olarak

2 Bu durumda, görevin metnindeki bilgilerin sunulma biçimini veya çeldiricileri kastediyoruz,

böylece aynı iş iki aktiviteyi kontrol edebilir.

aynı ortalama zorluk seviyesi ve sınavın planına karşılık geldi

Ek 4.1'de verilen çalışmanın

4.2. Fizikte USE katılımcılarının özellikleri2007 Yılın

Bu yıl fizikte USE'ye katılanların sayısı 70.052 kişi olarak gerçekleşti.

bir önceki yıla göre oldukça düşük ve göstergelerle yaklaşık olarak uyumlu

2005 (bkz. tablo 4.5). Mezunların USE aldığı bölge sayısı

fizik, 65'e yükseldi. Formatta fizik seçen mezun sayısı

KULLANIM, farklı bölgeler için önemli ölçüde farklılık gösterir: 5316 kişiden. Cumhuriyet'te

Tataristan 51 kişiye kadar Nenets Özerk Okrugu'nda. yüzdesi olarak

toplam mezun sayısı, fizikte USE'deki katılımcı sayısı

Moskova'da %0,34'ten Samara bölgesinde %19,1'e.

Masa4.5

Sınav Katılımcı Sayısı

Yıl Numara Kız Erkek

bölgeler

katılımcı Sayı % Sayı %

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

Fizik sınavı ağırlıklı olarak genç erkekler tarafından seçiliyor ve sadece dörtte biri

toplam katılımcı sayısının devam etmeyi seçen kız çocukları

fiziksel ve teknik profildeki eğitim üniversiteleri.

Sınav katılımcılarının dağılımı

yerleşim türleri (bkz. tablo 4.6). alan mezunların yaklaşık yarısı

Fizikte Birleşik Devlet Sınavı, büyük şehirlerde yaşıyor ve sadece %20'si tamamlamış öğrenciler

kırsal okullar.

Masa4.6

Yerleşim türlerine göre sınav katılımcılarının dağılımı, hangisinde

eğitim kurumlarının bulunduğu

Sınava girenlerin sayısı Yüzde

İncelenen yerleşim türü

Kırsal tip yerleşim (köy,

köy, çiftlik vb.) 13.767 18.107 14.281 20,0 20,0 20,4

Kentsel yerleşim

(çalışma yerleşimi, kentsel yerleşim

türü vb.)

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

Nüfusu 50 binin altında olan il 7.427 10.810 7.965 10,8 12,0 11,4

50-100 bin nüfuslu il 6.063 8.757 7.088 8,8 9,7 10,1

100-450 bin nüfuslu il 16.195 17.673 14.630 23,5 19,5 20,9

450-680 bin nüfuslu il 7.679 11.799 7.210 11,1 13,1 10,3

680.000'in üzerinde nüfusa sahip bir şehir.

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

Petersburg - 72 7 - 0,1 0,01

Moskova - 224 259 - 0,2 0,3

Veri yok – 339 – – 0,4 –

Toplam 68.916 90.389 70.052 %100 %100 %100

3 2006 yılında bir bölgede fizik alanında üniversitelere giriş sınavları sadece

KULLANIM biçimi. Bu, sınava katılanların sayısında böylesine önemli bir artışa neden oldu.

Sınav katılımcılarının eğitim kurumu türlerine göre kompozisyonu pratikte değişmez.

kurumlar (bkz. tablo 4.7). Geçen yıl olduğu gibi, büyük çoğunluk

test edilenlerin genel eğitim kurumlarından mezun olduğu ve yalnızca yaklaşık %2'si

İlköğretim veya eğitim kurumlarından sınava gelen mezunlar,

orta mesleki eğitim.

Masa4.7

Sınav katılımcılarının eğitim kurumu türlerine göre dağılımı

Sayı

sınava girenler

Yüzde

İncelenen eğitim kurumu türü

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

Genel eğitim kurumları 86.331 66.849 95,5 95,4

Akşam (vardiya) genel eğitimi

kurumlar 487 369 0,5 0,5

Genel eğitim yatılı okul,

harbiyeli okul, yatılı okul ile

ilk uçuş eğitimi

1 144 1 369 1,3 2,0

İlköğretim eğitim kurumları ve

orta mesleki eğitim 1.469 1.333 1,7 1,9

Veri yok 958 132 1,0 0,2

Toplam: 90.389 70.052 %100 %100

4.3. Sınavın ana sonuçları fizikte çalışır

Genel olarak, 2007 yılında yapılan inceleme çalışmasının sonuçları şöyleydi:

geçen yıldan biraz daha yüksek, ancak yaklaşık olarak aynı seviyede

önceki yılın rakamları. Tablo 4.8, 2007'de fizikte USE'nin sonuçlarını göstermektedir.

beş puanlık bir ölçekte ve tablo 4.9'da ve şek. 4.1 - 100-'deki test puanlarında

nokta ölçeği. Karşılaştırmanın netliği için, sonuçlar karşılaştırmalı olarak sunulmuştur.

önceki iki yıl

Masa4.8

Sınav katılımcılarının seviyelere göre dağılımı

eğitim(toplamın yüzdesi)

Yıllar "2" İşaretler "n3o" 5 puan "5" ölçeğinde "b4n"

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%

Masa4.9

Sınav katılımcılarının dağılımı

test puanlarına dayalı2005-2007 İyi oyun.

Yıl Test puanı ölçek aralığı

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

Test puanı

alan öğrencilerin yüzdesi

karşılık gelen test puanı

Pirinç. 4.1 Sınav katılımcılarının alınan test puanlarına göre dağılımı

Tablo 4.10, ölçeği 100 puanlık test puanlarında karşılaştırır

birincil sınav seçeneğinin görevlerini tamamlama sonuçları ile ölçek

Masa4.10

Birincil ve test puanlarının aralıklarının karşılaştırılması2007 yıl

Ölçek aralığı

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

Ölçek aralığı

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

35 puan (puan 3, birincil puan - 13) elde etmek için test katılımcısı

ilk bölümün en basit 13 sorusunu doğru cevaplamak yeterliydi

iş. 65 puan almak için (4. sınıf, birincil puan - 34), mezun

örneğin, 25 görevi yanıt seçenekleriyle doğru şekilde yanıtlamak, dört sorudan üçünü çözmek

kısa cevaplı problemler ve iki tane daha yüksek seviyeli problem

zorluklar. Pratik olarak 85 puan (5 puan, birincil puan 46) alanlar

işin birinci ve ikinci kısımlarını mükemmel bir şekilde yerine getirdi ve en az dört görevi çözdü

üçüncü bölüm

En iyinin en iyisi (91 ila 100 puan aralığında) sadece

okul fizik dersinin tüm konularında, aynı zamanda pratikte de özgürce gezinin

teknik hatalardan bile kaçının. Yani, 94 puan almak için (birincil puan

– 49) sadece 3 birincil puan “almamak” mümkündü, örneğin,

yüksek karmaşıklık düzeyindeki problemlerden birini çözmede aritmetik hatalar

mesafeler... arasında dış ve iç etkiler ve farklılıklar koşullarİçin ... denormal basınç 100°'ye ulaşır, ardından de ... İçin operasyonunun büyük boyutlar, İçin ...

Wiener Norbert Cybernetics 2. Baskı Wiener Cybernetics veya Control and Communication in Animal and Machine - 2. Baskı - M Science Ana Baskı, Yabancı Ülkeler için Baskılar 1983 - 344 s.

belge

Veya karşılaştırılabilir ... İçin yerine getirme normal düşünme süreçleri. -deçok koşullar ... boyut İçin bağlantı hatları arasında farklı kıvrımlar mesafe... hangisi daha küçük moleküller karışım bileşenleri...

Wiener ve sibernetik veya hayvanlarda ve makinelerde kontrol ve iletişim - 2. baskı - yabancı ülkeler için yayınların bilim ana baskısı 1983 - 344 s.

belge

Veya karşılaştırılabilir ... İçin yerine getirme normal düşünme süreçleri. -deçok koşullar ... boyut ama pürüzsüz bir yüzeye sahip. Diğer tarafta, İçin bağlantı hatları arasında farklı kıvrımlar mesafe... hangisi daha küçük moleküller karışım bileşenleri...

Moleküler fizikte incelenen en basit sistemin bir örneği, gaz. İstatistiksel yaklaşıma göre gazlar, sürekli rasgele hareket halinde olan çok sayıda parçacıktan (1026 m–3'e kadar) oluşan sistemler olarak kabul edilir. Moleküler kinetik teoride, kullanırlar ideal gaz modeli, buna göre şuna inanılıyor:

1) gaz moleküllerinin kendi hacmi, kabın hacmine kıyasla önemsizdir;

2) gaz molekülleri arasında etkileşim kuvvetleri yoktur;

3) gaz moleküllerinin birbirleriyle ve kabın duvarlarıyla çarpışmaları kesinlikle esnektir.

Bir gazdaki moleküller arasındaki mesafeleri tahmin edelim. Normal şartlar altında (N.O.: р=1.03·10 5 Pa; t=0ºС), birim hacimdeki molekül sayısı: . O zaman molekül başına ortalama hacim:

(m3).

Moleküller arasındaki ortalama mesafe: m Molekülün ortalama çapı: d»3 10 -10 m Molekülün içsel boyutları, aralarındaki mesafeye kıyasla küçüktür (10 kat). Sonuç olarak, parçacıklar (moleküller) madde noktalarına benzetilebilecek kadar küçüktür.

Bir gazda, moleküller çoğu zaman o kadar uzaktadır ki, aralarındaki etkileşim kuvvetleri neredeyse sıfırdır. Şu düşünülebilir gaz moleküllerinin kinetik enerjisi potansiyel enerjisinden çok daha büyüktür, bu nedenle ikincisi ihmal edilebilir.

Ancak, kısa süreli etkileşim anlarında ( çatışmalar) etkileşim kuvvetleri, moleküller arasında enerji ve momentum alışverişine yol açan önemli olabilir. Çarpışmalar, bir makrosistemin belirli koşullar altında kendisine sunulan bir enerji durumundan diğerine geçebilmesini sağlayan mekanizma olarak hizmet eder.

İdeal gaz modeli, gerçek gazların çalışmasında kullanılabilir, çünkü normale yakın koşullar altında (örneğin, oksijen, hidrojen, nitrojen, karbondioksit, su buharı, helyum) ve ayrıca düşük basınçlarda ve yüksek sıcaklıklarda, onlar özellikleri ideal gaza yakındır.

Vücudun durumu ısıtma, sıkıştırma, şekil değiştirme, yani parametrelerden herhangi birini değiştirirken değişebilir. Sistemin denge ve denge dışı durumları vardır. Denge durumu sistemin tüm parametrelerinin zamanla değişmediği bir durumdur (aksi halde denge dışı durum) ve parametreleri değiştirebilecek hiçbir kuvvet yoktur.

Sistemin durumunun en önemli parametreleri, cismin yoğunluğu (veya yoğunluğun tersi - özgül hacim), basınç ve sıcaklıktır. Yoğunluk (R) birim hacim başına bir maddenin kütlesidir. Basınç (R vücut yüzeyinin birim alanı başına etki eden, bu yüzeye normal boyunca yönlendirilen kuvvettir. Fark sıcaklıklar (CE) vücutların termal denge durumundan sapmalarının bir ölçüsüdür. Ampirik bir sıcaklık ve mutlak bir sıcaklık vardır. ampirik sıcaklık (T), bir fiziksel atmosferin basıncı altında eriyen buz ile vücutların termal denge durumundan sapmalarının bir ölçüsüdür. ölçü birimi 1 santigrat derece(1 o C), 0 o C'nin atmosferik basınç altında buzun erimesine ve 100 o C'nin aynı basınçta kaynayan suya atfedilmesi koşuluyla belirlenir. Mutlak ve ampirik sıcaklık arasındaki fark, her şeyden önce, mutlak sıcaklığın en düşük sıcaklıktan ölçülmesidir - tamamen sıfır buzun erime sıcaklığının 273.16 o kadar altında yer alır, yani

R= F(V, T).

(6.2.2, b)

Dikkat (6.2.2, a) gibi termodinamik parametreleri birbiriyle ilişkilendiren herhangi bir fonksiyonel bağımlılığa durum denklemi de denir. ((6.2.2, a), (6.2.2, b)) parametreleri arasındaki bağımlılık fonksiyonunun şekli, her bir madde için deneysel olarak belirlenir. Bununla birlikte, şimdiye kadar durum denklemini yalnızca seyreltilmiş gazlar için ve yaklaşık bir biçimde bazı sıkıştırılmış gazlar için belirlemek mümkün olmuştur.

Birçok doğal fenomen, mikropartiküllerin, moleküllerin ve madde atomlarının kaotik hareketine tanıklık eder. Maddenin sıcaklığı ne kadar yüksek olursa, bu hareket o kadar yoğun olur. Bu nedenle, vücudun ısısı, onu oluşturan moleküllerin ve atomların rastgele hareketinin bir yansımasıdır.

Bir maddenin tüm atomlarının ve moleküllerinin sürekli ve rastgele hareket halinde olduğunun kanıtı difüzyon olabilir - bir maddenin parçacıklarının diğerine nüfuz etmesi (bkz. Şekil 20a). Böylece, hava hareketi olmasa bile koku hızla odaya yayılır. Yerçekimi camın sadece yukarıdan aşağıya yönde renklendirilmesine yardımcı olacak gibi görünse de, bir damla mürekkep hızla tüm su bardağını eşit şekilde siyaha çevirir. Sıkıca birbirine bastırılırsa ve uzun süre bırakılırsa katılarda da difüzyon tespit edilebilir. Difüzyon fenomeni, bir maddenin mikropartiküllerinin kendiliğinden her yöne hareket edebildiğini gösterir. Bir maddenin mikropartiküllerinin, moleküllerinin ve atomlarının bu tür hareketlerine termal hareketleri denir.

Açıkçası, içinde mürekkep damlası olmasa bile bardaktaki tüm su molekülleri hareket ediyor. Basitçe, mürekkebin difüzyonu, moleküllerin termal hareketini görünür kılar. Termal hareketi gözlemlemeyi ve hatta özelliklerini değerlendirmeyi mümkün kılan bir başka fenomen, mikroskopla görülebilen tamamen sakin bir sıvıdaki en küçük parçacıkların kaotik hareketi olarak adlandırılan Brownian hareketi olabilir. 1827'de suda asılı duran bitkilerden birinin polen sporlarını mikroskop altında inceleyerek sürekli ve düzensiz bir şekilde hareket ettiklerini bulan İngiliz botanikçi R. Brown'ın onuruna Brownian adı verildi.

Brown'ın gözlemi diğer birçok bilim adamı tarafından doğrulandı. Brownian hareketinin ne sıvıdaki akışlarla ne de kademeli buharlaşmasıyla bağlantılı olmadığı ortaya çıktı. En küçük parçacıklar (onlara Brownian olanlar da deniyordu) canlıymış gibi davrandılar ve parçacıkların bu "dansı" sıvının ısınmasıyla ve parçacık boyutunun küçülmesiyle hızlandı ve tersine su değiştirildiğinde yavaşladı. daha viskoz bir ortam. Brownian hareketi, örneğin havadaki duman veya sis damlacıklarının ardından bir gazda gözlemlendiğinde özellikle fark edilebilirdi. Bu şaşırtıcı fenomen asla durmadı ve süresiz olarak gözlemlenebilirdi.

Brownian hareketinin bir açıklaması, ancak 19. yüzyılın son çeyreğinde, birçok bilim adamının bir Brownian parçacığının hareketinin, termal hareket gerçekleştiren orta moleküllerin (sıvı veya gaz) rastgele etkilerinden kaynaklandığının açık hale gelmesiyle verildi (bkz. Şekil 20b). Ortalama olarak, ortamın molekülleri Brown parçacığına her yönden eşit kuvvetle etki eder, ancak bu etkiler hiçbir zaman birbirini tam olarak dengelemez ve sonuç olarak Brown parçacığının hızı büyüklük ve yön olarak rastgele değişir. Bu nedenle, bir Brown parçacığı zikzak bir yol boyunca hareket eder. Bu durumda, bir Brown parçacığının boyutu ve kütlesi ne kadar küçükse, hareketi o kadar belirgin hale gelir.

1905'te A. Einstein, herhangi bir zamanda bir Brown parçacığının ivmesinin ortamdaki moleküllerle çarpışma sayısına bağlı olduğuna, yani birim başına düşen molekül sayısına bağlı olduğuna inanarak Brown hareketi teorisini yarattı. ortamın hacmi, yani Avogadro'nun numarasından. Einstein, ortamın sıcaklığını, viskozitesini, parçacık boyutunu ve o sırada Avogadro sayısını biliyorsanız, bir Brown parçacığının hareketinin ortalama karesinin zamanla nasıl değiştiğini hesaplamanın mümkün olduğu bir formül türetmiştir. hala bilinmiyor. Einstein'ın bu teorisinin geçerliliği, Avogadro sayısının değerini ilk elde eden J. Perrin tarafından deneysel olarak doğrulandı. Böylece, Brown hareketinin analizi, maddenin yapısının modern moleküler kinetik teorisinin temellerini attı.

İnceleme soruları:

· Difüzyon nedir ve moleküllerin termal hareketi ile nasıl bir ilişkisi vardır?

Brownian hareketi denilen şey nedir ve termal midir?

Isıtıldığında Brown hareketinin doğası nasıl değişir?

Pirinç. 20. (a) - üst kısımda, iki farklı gazın molekülleri gösterilir, ayrılan bir bölme ile ayrılır (alt kısma bakın), ardından difüzyon başlar; (b) sol alt kısım, ortamdaki moleküllerle çevrili bir Brown parçacığının (mavi) şematik bir temsilini gösterir, çarpışmalar parçacığın hareketine neden olur (bkz. parçacığın hareketinin üç yörüngesi).

§ 21. MOLEKÜLLER ARASI KUVVETLER: GAZ, SIVI VE KATI CİSİMLERİN YAPISI

Sıvının bir kaptan diğerine dökülebileceğine ve gazın kendisine sağlanan tüm hacmi hızla doldurmasına alışkınız. Su sadece nehir yatağı boyunca akabilir ve üzerindeki hava sınır tanımaz. Gaz etraftaki tüm alanı kaplamaya çalışmasaydı boğulurduk çünkü. soluduğumuz karbondioksit çevremizde birikerek temiz hava solumamızı engeller. Evet ve arabalar yakında aynı nedenle dururdu. Ayrıca yakıt yakmak için oksijene ihtiyaçları vardır.

Bir sıvıdan farklı olarak bir gaz neden kendisine sağlanan hacmin tamamını doldurur? Moleküller arası çekici kuvvetler, moleküllerin birbirinden uzaklaştıkça büyüklükleri çok hızlı azalan tüm moleküller arasında hareket eder ve bu nedenle, moleküllerin birkaç çapına eşit bir mesafede hiç etkileşime girmezler. Komşu gaz molekülleri arasındaki mesafenin bir sıvınınkinden kat kat fazla olduğunu göstermek kolaydır. Formül (19.3)'ü kullanarak ve atmosferik basınçta havanın yoğunluğunu (r=1,29 kg/m3) ve molar kütlesini (M=0,029 kg/mol) bilerek, hava molekülleri arasındaki ortalama mesafeyi hesaplayabiliriz; 6.1.10- 9 m, su molekülleri arasındaki mesafenin yirmi katıdır.

Böylece, neredeyse birbirine yakın yerleştirilmiş bir sıvının molekülleri arasında, çekici kuvvetler etki ederek bu moleküllerin farklı yönlerde dağılmasını önler. Aksine, gaz molekülleri arasındaki önemsiz çekim kuvvetleri onları bir arada tutamaz ve bu nedenle gazlar genişleyerek kendilerine sağlanan tüm hacmi doldurabilir. Moleküller arası çekim kuvvetlerinin varlığı, iki kurşun çubuğu birbirine bastırmak için basit bir deney düzenleyerek doğrulanabilir. Temas yüzeyleri yeterince pürüzsüzse, çubuklar birbirine yapışacak ve onları ayırmak zor olacaktır.

Bununla birlikte, moleküller arası çekim kuvvetleri tek başına gaz, sıvı ve katı maddelerin özellikleri arasındaki tüm farklılıkları açıklayamaz. Örneğin, bir sıvının veya bir katının hacmini küçültmek neden çok zorken, bir balonu sıkıştırmak nispeten kolaydır? Bu, moleküller arasında sadece çekici kuvvetlerin değil, aynı zamanda komşu moleküllerin atomlarının elektron kabukları üst üste binmeye başladığında hareket eden moleküller arası itici kuvvetlerin de olmasıyla açıklanır. Bir molekülün zaten başka bir molekül tarafından işgal edilmiş bir hacme nüfuz etmesini engelleyen bu itici kuvvetlerdir.

Dış kuvvetler sıvı veya katı bir cisim üzerinde etki göstermediğinde, molekülleri arasındaki mesafe öyledir (bkz. Şekil 21a'daki r0), bu noktada bileşke çekim ve itme kuvvetleri sıfıra eşittir. Vücudun hacmini azaltmaya çalışırsanız, moleküller arasındaki mesafe azalır ve sıkıştırılmış gövdenin yanından, artan itme kuvvetlerinin bileşkesi hareket etmeye başlar. Tersine, bir cisim gerildiğinde ortaya çıkan elastik kuvvetler, çekim kuvvetlerinde nispi bir artışla ilişkilidir, çünkü moleküller birbirinden uzaklaştığında, itici kuvvetler çekici kuvvetlerden çok daha hızlı düşer (bkz. Şekil 21a).

Gaz molekülleri, boyutlarından onlarca kat daha büyük mesafelerde bulunur, bunun sonucunda bu moleküller birbirleriyle etkileşime girmez ve bu nedenle gazları sıkıştırmak, sıvılara ve katılara göre çok daha kolaydır. Gazların belirli bir yapısı yoktur ve hareket eden ve çarpışan moleküllerin bir koleksiyonudur (bkz. Şekil 21b).

Bir sıvı, neredeyse birbirine çok yakın olan bir moleküller topluluğudur (bkz. Şekil 21c). Termal hareket, bir sıvı molekülün zaman zaman komşularını değiştirmesine, bir yerden diğerine atlamasına izin verir. Bu, sıvıların akışkanlığını açıklar.

Katıların atomları ve molekülleri, komşularını değiştirme yeteneğinden yoksundur ve termal hareketleri, komşu atomların veya moleküllerin konumuna göre yalnızca küçük dalgalanmalardır (bkz. Şekil 21d). Atomlar arasındaki etkileşim, bir katının bir kristal haline gelmesine ve içindeki atomların kristal kafesin düğümlerinde konumlarını işgal etmesine yol açabilir. Katıların molekülleri komşularına göre hareket etmediğinden, bu cisimler şekillerini korurlar.

İnceleme soruları:

Gaz molekülleri neden birbirini çekmez?

Moleküller arası itme ve çekme kuvvetlerini cisimlerin hangi özellikleri belirler?

Sıvı akışı nasıl açıklanır?

Neden tüm katı cisimler şeklini korur?

§ 22. İDEAL GAZ. GAZIN MOLEKÜLER-KİNETİK TEORİSİNİN TEMEL DENKLEMLERİ.

Moleküler kinetik teorisi, tüm maddelerin üç küme halinde olabileceğini açıklar: katı, sıvı ve gaz. Örneğin, buz, su ve su buharı. Plazma genellikle maddenin dördüncü hali olarak kabul edilir.

Maddenin toplu halleri(Latince'den agrega- iliştirmek, bağlamak) - aynı maddenin, aralarındaki geçişlere fiziksel özelliklerinde bir değişikliğin eşlik ettiği durumları. Bu, maddenin toplam hallerindeki değişikliktir.

Her üç durumda da, aynı maddenin molekülleri birbirlerinden hiçbir şekilde farklı değildir, sadece konumları, termal hareketin doğası ve moleküller arası etkileşim kuvvetleri değişir.

Moleküllerin gazlarda hareketi

Gazlarda, moleküller ve atomlar arasındaki mesafe genellikle moleküllerin boyutundan çok daha büyüktür ve çekim kuvvetleri çok küçüktür. Bu nedenle gazların kendi şekilleri ve sabit hacimleri yoktur. Büyük mesafelerdeki itme kuvvetleri de küçük olduğu için gazlar kolayca sıkıştırılır. Gazlar, kendilerine sağlanan tüm hacmi doldurarak süresiz olarak genişleme özelliğine sahiptir. Gaz molekülleri çok yüksek hızlarda hareket eder, birbirleriyle çarpışır, farklı yönlerde birbirlerinden sekerler. Moleküllerin damar duvarları üzerindeki sayısız etkisi, gaz basıncı.

Moleküllerin sıvılarda hareketi

Sıvılarda, moleküller yalnızca denge konumu etrafında salınmazlar, aynı zamanda bir denge konumundan diğerine atlarlar. Bu sıçramalar periyodik olarak gerçekleşir. Bu tür atlamalar arasındaki zaman aralığı denir ortalama yerleşik yaşam süresi(veya ortalama dinlenme süresi) ve ? harfi ile gösterilir. Başka bir deyişle gevşeme süresi, belirli bir denge konumu etrafındaki salınımların süresidir. Oda sıcaklığında bu süre ortalama 10 -11 sn'dir. Bir salınımın süresi 10 -12 ... 10 -13 sn'dir.

Yerleşik yaşama süresi artan sıcaklıkla azalır. Sıvı moleküller arasındaki mesafe moleküllerin boyutundan daha küçüktür, parçacıklar birbirine yakındır ve moleküller arası çekim büyüktür. Bununla birlikte, sıvı moleküllerin düzeni, hacim boyunca kesin olarak sıralanmamıştır.

Katılar gibi sıvılar da hacimlerini korurlar ancak kendi şekilleri yoktur. Bu nedenle bulundukları kabın şeklini alırlar. Sıvı özelliği vardır akışkanlık. Bu özelliğinden dolayı sıvı şekil değişikliğine direnmez, az sıkıştırır ve fiziksel özellikleri sıvı içinde her yönde aynıdır (sıvıların izotropisi). Sıvılardaki moleküler hareketin doğası ilk kez Sovyet fizikçi Yakov Ilyich Frenkel (1894 - 1952) tarafından belirlendi.

Katılarda moleküllerin hareketi

Katı bir cismin molekülleri ve atomları belirli bir düzen ve biçimde dizilmiştir. kristal kafes. Bu tür katılara kristal denir. Atomlar denge pozisyonu etrafında salınır ve aralarındaki çekim çok güçlüdür. Bu nedenle, normal koşullar altında katı cisimler hacimlerini korurlar ve kendi şekillerine sahiptirler.

Fizik

Maddenin atomları ve molekülleri arasındaki etkileşim. Katı, sıvı ve gaz cisimlerin yapısı

Çekici ve itici kuvvetler, bir maddenin molekülleri arasında aynı anda hareket eder. Bu kuvvetler büyük ölçüde moleküller arasındaki mesafelere bağlıdır.

Deneysel ve teorik çalışmalara göre, moleküller arası etkileşim kuvvetleri, moleküller arasındaki mesafenin n'inci kuvveti ile ters orantılıdır:

burada çekici kuvvetler için n = 7 ve itici kuvvetler için .

İki molekülün etkileşimi, merkezleri arasındaki r mesafesi üzerinde moleküllerin bileşke çekim ve itme kuvvetlerinin izdüşümünün bir grafiği kullanılarak açıklanabilir. r eksenini, merkezi koordinatların orijini ile çakışan molekül 1'den, ondan uzakta bulunan molekül 2'nin merkezine yönlendirelim (Şekil 1).

O halde 2. molekülün itici kuvvetinin 1. molekülden r eksenine izdüşümü pozitif olacaktır. Molekül 2'nin çekim kuvvetinin molekül 1'e yansıması negatif olacaktır.

İtici kuvvetler (Şekil 2), küçük mesafelerde çekici kuvvetlerden çok daha büyüktür, ancak artan r ile çok daha hızlı azalır. Çekim kuvvetleri de artan r ile hızla azalır, böylece belirli bir mesafeden başlayarak moleküllerin etkileşimi ihmal edilebilir. Moleküllerin hala etkileşime girdiği en büyük mesafe rm, moleküler etki yarıçapı olarak adlandırılır. .

İtme kuvvetleri, çekici kuvvetlere modül olarak eşittir.

Mesafe, moleküllerin kararlı denge karşılıklı pozisyonuna karşılık gelir.

Bir maddenin çeşitli küme hallerinde, molekülleri arasındaki mesafe farklıdır. Dolayısıyla, moleküllerin kuvvet etkileşimindeki fark ve gaz, sıvı ve katı moleküllerinin hareketinin doğasındaki temel fark.

Gazlarda, moleküller arasındaki mesafeler moleküllerin kendi boyutlarının birkaç katıdır. Sonuç olarak, gaz molekülleri arasındaki etkileşim kuvvetleri küçüktür ve moleküllerin termal hareketinin kinetik enerjisi, etkileşimlerinin potansiyel enerjisinden çok daha fazladır. Her molekül, diğer moleküllerden büyük hızlarda (saniyede yüzlerce metre) serbestçe hareket eder, diğer moleküllerle çarpıştığında yön ve hız modülünü değiştirir. Gaz moleküllerinin ortalama serbest yolu, gazın basıncına ve sıcaklığına bağlıdır. Normal koşullar altında.

Sıvılarda, moleküller arasındaki mesafe gazlardan çok daha küçüktür. Moleküller arasındaki etkileşim kuvvetleri büyüktür ve moleküllerin hareketinin kinetik enerjisi, etkileşimlerinin potansiyel enerjisi ile orantılıdır, bunun sonucunda sıvı molekülleri belirli bir denge pozisyonu etrafında salınır, sonra aniden hareket eder. sıvı akışkanlığına yol açan çok kısa zaman aralıklarından sonra denge pozisyonları. Bu nedenle, bir sıvıda, moleküller esas olarak salınım ve öteleme hareketleri gerçekleştirir. Katılarda, moleküller arasındaki etkileşim kuvvetleri o kadar büyüktür ki, moleküllerin hareketinin kinetik enerjisi, etkileşimlerinin potansiyel enerjisinden çok daha azdır. Moleküller, yalnızca belirli bir sabit denge konumu - kristal kafesin bir düğümü - etrafında küçük bir genliğe sahip titreşimler gerçekleştirir.

Bu mesafe, maddenin yoğunluğu ve molar kütlesi bilinerek tahmin edilebilir. Konsantrasyon - birim hacimdeki parçacık sayısı, yoğunluk, molar kütle ve Avogadro sayısı ile ilişki ile ilişkilidir.