Exemplu cel mai simplu sistem, studiat în fizica moleculară, este gaz. Conform abordării statistice, gazele sunt considerate sisteme formate dintr-un număr foarte mare de particule (până la 10 26 m –3) care se află în mișcare aleatorie constantă. În teoria cinetică moleculară se folosesc model de gaz ideal, conform căruia se crede că:
1) volumul intrinsec al moleculelor de gaz este neglijabil în comparație cu volumul recipientului;
2) nu există forțe de interacțiune între moleculele de gaz;
3) ciocnirile moleculelor de gaz între ele și cu pereții vasului sunt absolut elastice.
Să estimăm distanțele dintre moleculele dintr-un gaz. În condiții normale (normă: р=1,03·10 5 Pa; t=0ºС) numărul de molecule pe unitatea de volum: . Apoi, volumul mediu pe moleculă:
(m 3).
Distanța medie dintre molecule: 
m. Diametrul mediu al unei molecule: d»3·10 -10 m. Dimensiunile intrinseci ale unei molecule sunt mici fata de distanta dintre ele (de 10 ori). În consecință, particulele (moleculele) sunt atât de mici încât pot fi asemănate cu punctele materiale.
Într-un gaz, moleculele sunt atât de îndepărtate între ele de cele mai multe ori, încât forțele de interacțiune dintre ele sunt practic zero. Se poate considera că energia cinetică a moleculelor de gaz este mult mai mare decât energia potențială, prin urmare, acesta din urmă poate fi neglijat.
Cu toate acestea, în momentele de interacțiune pe termen scurt ( ciocniri) forțele de interacțiune pot fi semnificative, conducând la un schimb de energie și impuls între molecule. Coliziunile servesc ca mecanism prin care un macrosistem poate trece de la o stare de energie accesibilă acestuia în condiții date la alta.
Modelul de gaz ideal poate fi utilizat atunci când se studiază gazele reale, deoarece acestea se află în condiții apropiate de normal (de exemplu, oxigen, hidrogen, azot, dioxid de carbon, vapori de apă, heliu), precum și presiuni joaseȘi temperaturi mari sunt apropiate în proprietățile lor de un gaz ideal.
Starea corpului se poate schimba atunci când este încălzit, comprimat, schimbat în formă, adică atunci când se modifică orice parametri. Există stări de echilibru și neechilibru ale sistemului. Stare de echilibru este o stare în care toți parametrii sistemului nu se modifică în timp (altfel este stare de neechilibru), și nu există forțe capabile să modifice parametrii.
Cei mai importanți parametri stările sistemului sunt densitatea corpului (sau valoarea inversă a densității - volumul specific), presiunea și temperatura. Densitate (r) este masa unei substanțe pe unitatea de volum. Presiune (R– forța care acționează pe unitatea de suprafață a unui corp, îndreptată normal pe această suprafață. Diferență temperaturile (DT) – o măsură a abaterii corpurilor de la starea de echilibru termic. Există temperatură empirică și absolută. Temperatura empirică (t) este o măsură a abaterii corpurilor de la starea de echilibru termic cu topirea gheții sub presiunea unei atmosfere fizice. Unitatea de măsură adoptată este 1 grad Celsius(1 o C), care este determinată de condiția că topirea gheții sub presiune atmosferică are 0 o C, iar apei care fierbe la aceeași presiune îi este atribuită, respectiv, 100 o C. Diferența dintre temperatura absolută și cea empirică constă, în primul rând, în faptul că temperatura absolută este măsurată de la temperatura extrem de scăzută - zero absolut, care se află sub temperatura de topire a gheții cu 273,16 o, adică
| R= f(V,T). | (6.2.2,b) |
Rețineți că orice relație funcțională care conectează parametrii termodinamici precum (6.2.2,a) se mai numește și ecuația de stare. Forma funcției de dependență între parametrii ((6.2.2,a), (6.2.2,b)) se determină experimental pentru fiecare substanță. Totuși, până acum a fost posibilă determinarea ecuației de stare doar pentru gazele în stări rarefiate și, în formă aproximativă, pentru unele gaze comprimate.
Multe fenomene naturale indică mișcarea haotică a microparticulelor, moleculelor și atomilor de materie. Cu cât temperatura substanței este mai mare, cu atât această mișcare este mai intensă. Prin urmare, căldura unui corp este o reflectare a mișcării aleatorii a moleculelor și atomilor săi constitutivi.
Dovada că toți atomii și moleculele unei substanțe sunt în mișcare constantă și aleatorie poate fi difuzia - întrepătrunderea particulelor unei substanțe în alta (vezi Fig. 20a). Astfel, mirosul se raspandeste rapid in intreaga incapere chiar si in absenta miscarii aerului. O picătură de cerneală transformă rapid întregul pahar de apă uniform în negru, deși s-ar părea că gravitația ar trebui să contribuie la colorarea sticlei doar în direcția de sus în jos. Difuzia poate fi detectată și în solide dacă sunt presate strâns împreună și lăsate mult timp. Fenomenul difuziei demonstrează că microparticulele unei substanțe sunt capabile de mișcare spontană în toate direcțiile. Această mișcare a microparticulelor unei substanțe, precum și a moleculelor și atomilor acesteia, se numește mișcare termică.
Evident, toate moleculele de apă din sticlă se mișcă chiar dacă nu există nicio picătură de cerneală în el. Pur și simplu, difuzia cernelii face ca mișcarea termică a moleculelor să fie vizibilă. Un alt fenomen care face posibilă observarea mișcării termice și chiar evaluarea caracteristicilor acesteia poate fi mișcarea browniană, care se referă la mișcarea haotică a oricăror particule cele mai mici într-un lichid complet calm vizibil printr-un microscop. A fost numită Brownian în onoarea botanistului englez R. Brown, care în 1827, examinând sporii de polen ai uneia dintre plantele suspendate în apă printr-un microscop, a descoperit că aceștia se mișcă continuu și haotic.
Observația lui Brown a fost confirmată de mulți alți oameni de știință. S-a dovedit că mișcarea browniană nu este asociată nici cu curgerile în lichid, nici cu evaporarea lui treptată. Cele mai mici particule (au fost numite și browniene) s-au comportat ca și cum ar fi vii, iar acest „dans” al particulelor s-a accelerat odată cu încălzirea lichidului și cu scăderea dimensiunii particulelor și, dimpotrivă, a încetinit la înlocuirea apei cu o substanță mai vâscoasă. mediu. Mișcarea browniană a fost vizibilă mai ales atunci când a fost observată în gaz, de exemplu, urmărind particule de fum sau picături de ceață în aer. Acest fenomen uimitor nu s-a oprit niciodată și a putut fi observat atât timp cât se dorește.
O explicație a mișcării browniene a fost dată doar în ultima sfert al secolului al XIX-lea secolului, când a devenit evident pentru mulți oameni de știință că mișcarea unei particule browniene este cauzată de impacturile aleatorii ale moleculelor mediului (lichid sau gaz) aflate în mișcare termică (vezi Fig. 20b). În medie, moleculele mediului impactează o particulă browniană din toate direcțiile cu forță egală, cu toate acestea, aceste impacturi nu se anulează niciodată unul pe celălalt și, ca urmare, viteza particulei browniene variază aleatoriu în mărime și direcție. Prin urmare, particula browniană se mișcă pe o cale în zig-zag. În același timp, decât dimensiuni mai mici iar masa particulei browniene, cu atât mișcarea acesteia devine mai vizibilă.
În 1905, A. Einstein a creat teoria mișcării browniene, crezând că în fiecare acest moment timp, accelerația unei particule browniene depinde de numărul de ciocniri cu moleculele mediului, ceea ce înseamnă că depinde de numărul de molecule pe unitatea de volum a mediului, adică. din numărul lui Avogadro. Einstein a derivat o formulă prin care a fost posibil să se calculeze modul în care pătratul mediu al deplasării unei particule browniene se modifică în timp, dacă cunoașteți temperatura mediului, vâscozitatea acestuia, dimensiunea particulei și numărul lui Avogadro, care era încă necunoscut la acea vreme. Valabilitatea acestei teorii Einstein a fost confirmată experimental de J. Perrin, care a obținut primul valoarea numărului lui Avogadro. Astfel, analiza mișcării browniene a pus bazele teoriei cinetice moleculare moderne a structurii materiei.
Întrebări de revizuire:
· Ce este difuzia și cum este legată de mișcarea termică a moleculelor?
· Ce se numește mișcare browniană și este termică?
· Cum se schimbă natura mișcării browniene când este încălzită?
Orez. 20. (a) – în partea superioară sunt prezentate molecule a două gaze diferite, separate printr-un despărțitor care este îndepărtat (vezi. partea de jos), după care începe difuzia; (b) în partea stângă jos există o reprezentare schematică a unei particule browniene (albastru), înconjurată de molecule ale mediului, ciocniri cu care determină mișcarea particulei (vezi trei traiectorii ale particulei).
§ 21. FORȚELE INTERMOLECULARE: STRUCTURA CORPURILOR GAZOASE, LICHIDE ȘI SOLIDE
Suntem obișnuiți cu faptul că lichidul poate fi turnat dintr-un vas în altul, iar gazul umple rapid întregul volum furnizat acestuia. Apa poate curge numai de-a lungul albiei râului, iar aerul de deasupra ei nu cunoaște granițe. Dacă gazul nu ar încerca să ocupe tot spațiul din jurul nostru, ne-am sufoca, pentru că... dioxidul de carbon pe care îl expirăm s-ar acumula în apropierea noastră, împiedicându-ne să luăm o înghițitură aer proaspat. Da, iar mașinile aveau să se oprească în curând din același motiv, pentru că... De asemenea, au nevoie de oxigen pentru a arde combustibilul.
De ce un gaz, spre deosebire de lichid, umple întregul volum care i se oferă? Între toate moleculele există forțe de atracție intermoleculare, a căror magnitudine scade foarte repede pe măsură ce moleculele se îndepărtează unele de altele și, prin urmare, la o distanță egală cu mai multe diametre moleculare, nu interacționează deloc. Este ușor de demonstrat că distanța dintre moleculele de gaz vecine este de multe ori mai mare decât cea a unui lichid. Folosind formula (19.3) și cunoscând densitatea aerului (r=1,29 kg/m3) la presiune atmosfericăși masa sa molară (M = 0,029 kg/mol), putem calcula distanța medie dintre moleculele de aer, care va fi egală cu 6,1,10-9 m, care este de douăzeci de ori distanța dintre moleculele de apă.
Astfel, între moleculele lichide situate aproape una de cealaltă, acționează forțe atractive, împiedicând aceste molecule să se împrăștie în direcții diferite. Dimpotrivă, forțele nesemnificative de atracție dintre moleculele de gaz nu sunt capabile să le țină împreună și, prin urmare, gazele se pot extinde, umplând întregul volum care le este oferit. Existența forțelor de atracție intermoleculare poate fi verificată prin efectuarea unui experiment simplu - apăsarea a două bare de plumb una împotriva celeilalte. Dacă suprafețele de contact sunt suficient de netede, barele se vor lipi și vor fi dificil de separat.
Cu toate acestea, forțele de atractivitate intermoleculare singure nu pot explica toate diferențele dintre proprietățile substanțelor gazoase, lichide și solide. De ce, de exemplu, este foarte greu să reduceți volumul unui lichid sau solid, dar să comprimați balon relativ usor? Acest lucru se explică prin faptul că între molecule nu există doar forțe atractive, ci și forțe de respingere intermoleculare, care acționează atunci când învelișurile de electroni ale atomilor moleculelor învecinate încep să se suprapună. Aceste forțe de respingere sunt cele care împiedică o moleculă să pătrundă într-un volum deja ocupat de o altă moleculă.
Când nu acționează forțe externe asupra unui corp lichid sau solid, distanța dintre moleculele lor este astfel (vezi r0 în Fig. 21a) la care forțele rezultante de atracție și repulsie sunt egale cu zero. Dacă încercați să reduceți volumul unui corp, distanța dintre molecule scade, iar forțele de respingere crescute rezultate încep să acționeze din partea corpului comprimat. Dimpotrivă, atunci când un corp este întins, forțele elastice care apar sunt asociate cu o creștere relativă a forțelor de atracție, deoarece atunci când moleculele se îndepărtează unele de altele, forțele de respingere cad mult mai repede decât forțele de atracție (vezi Fig. 21a).
Moleculele de gaz sunt situate la distanțe de zeci de ori mai mari decât dimensiunile lor, drept urmare aceste molecule nu interacționează între ele și, prin urmare, gazele sunt mult mai ușor comprimate decât lichidele și solidele. Gazele nu au nicio structură specifică și sunt o colecție de molecule care se mișcă și se ciocnesc (vezi Fig. 21b).
Un lichid este o colecție de molecule care sunt aproape adiacente între ele (vezi Fig. 21c). Mișcarea termică permite unei molecule lichide să-și schimbe vecinii din când în când, sărind dintr-un loc în altul. Aceasta explică fluiditatea lichidelor.
Atomii și moleculele de solide sunt lipsite de capacitatea de a-și schimba vecinii, iar mișcarea lor termică este doar mici fluctuații în raport cu poziția atomilor sau moleculelor învecinate (vezi Fig. 21d). Interacțiunile dintre atomi pot duce la solid devine un cristal, iar atomii din el ocupă poziții la noduri rețea cristalină. Deoarece moleculele corpurilor solide nu se mișcă în raport cu vecinii lor, aceste corpuri își păstrează forma.
Întrebări de revizuire:
· De ce moleculele de gaz nu se atrag unele pe altele?
· Ce proprietăți ale corpurilor determină forțele intermoleculare de repulsie și atracție?
Cum explicați fluiditatea unui lichid?
· De ce toate solidele își păstrează forma?
§ 22. GAZ IDEAL. ECUAȚIA DE BAZĂ A TEORIEI MOLECULAR-CINETICĂ A GAZELOR.
lichide, corpuri amorfe și cristaline
gaze si lichide
gaze, lichide și solide cristaline
aproximativ egal cu diametrul moleculei
mai mic decât diametrul moleculei
de vreo 10 ori diametru mai mare molecule
depinde de temperatura gazului
lichide
corpuri cristaline
corpuri amorfe
doar modele cu structuri de gaz
doar modele ale structurii corpurilor amorfe
modele ale structurii gazelor și lichidelor
modele ale structurii gazelor, lichidelor și solidelor
distanța dintre molecule crește
moleculele încep să se atragă între ele
ordinea în aranjarea moleculelor crește
distanța dintre molecule scade
nu s-a schimbat
crescut de 5 ori
a scăzut de 5 ori
crescut cu rădăcina lui cinci
Distanțele dintre molecule sunt comparabile cu dimensiunile moleculelor (în condiții normale) pt
În gaze în condiții normale, distanța medie dintre molecule este
Cea mai mică ordine în aranjarea particulelor este caracteristică
Distanța dintre particulele de materie învecinate este în medie de multe ori mai mare decât dimensiunea particulelor în sine. Această afirmație corespunde modelului
În timpul trecerii apei de la starea lichidă la starea cristalină
La presiune constantă concentrația moleculelor de gaz a crescut de 5 ori, dar masa sa nu s-a schimbat. Energia cinetică medie a mișcării de translație a moleculelor de gaz
Tabelul arată punctele de topire și de fierbere ale unor substanțe:
substanţă | Temperatura de fierbere | substanţă | Temperatură de topire |
naftalină |
Alegeți afirmația corectă.
Punctul de topire al mercurului este mai mare decât punctul de fierbere al eterului
Punctul de fierbere al alcoolului este mai mic decât punctul de topire al mercurului
Punctul de fierbere al alcoolului este mai mare decât punctul de topire al naftalinei
Punctul de fierbere al eterului este mai mic decât punctul de topire al naftalinei
Temperatura solidului a scăzut cu 17 ºС. Pe scara temperaturii absolute, această schimbare a fost
1) 290 K 2) 256 K 3) 17 K 4) 0 K
9. Un vas de volum constant contine gaz idealîn cantitate de 2 mol. Cum ar trebui să se modifice temperatura absolută a unui vas cu gaz atunci când 1 mol de gaz este eliberat din vas, astfel încât presiunea gazului pe pereții vasului să crească de 2 ori?
1) crește de 2 ori 3) crește de 4 ori
2) reduce de 2 ori 4) reduce de 4 ori
10. La temperatura T și presiunea p, un mol dintr-un gaz ideal ocupă volumul V. Care este volumul aceluiași gaz, luat în cantitate de 2 moli, la presiunea 2p și temperatura 2T?
1) 4V 2) 2V 3) V 4) 8V
11. Temperatura hidrogenului luat în cantitate de 3 moli într-un vas este egală cu T. Care este temperatura oxigenului luat în cantitate de 3 moli într-un vas de același volum și la aceeași presiune?
1) T 2) 8T 3) 24 T 4) T/8
12. Există un gaz ideal într-un vas închis cu un piston. În figură este prezentat un grafic al dependenței presiunii gazului de temperatură cu modificările stării sale. Ce stare de gaz corespunde celui mai mic volum?
1) A 2) B 3) C 4) D
13. Un vas de volum constant conține un gaz ideal, a cărui masă variază. Diagrama prezintă procesul de schimbare a stării unui gaz. În ce punct al diagramei este masa de gaz cea mai mare?
1) A 2) B 3) C 4) D
14. La aceeași temperatură abur saturatîntr-un vas închis diferă de aburul nesaturat din același vas
1) presiune
2) viteza de mișcare a moleculelor
3) energia medie a mișcării haotice a moleculelor
4) absența gazelor străine
15. Care punct din diagramă corespunde presiunii maxime a gazului?
este imposibil să dai un răspuns exact
17. Balon cu un volum de 2500 de metri cubi și o masă de coajă de 400 kg, are în partea de jos o gaură prin care aerul din minge este încălzit de un arzător. Până când temperatura minima Trebuie să încălziți aerul din balon pentru ca balonul să decoleze împreună cu o încărcătură (coș și aeronaut) cu greutatea de 200 kg? Temperatura aerului ambiental este de 7ºС, densitatea sa este de 1,2 kg pe metru cub. Învelișul mingii este considerat inextensibil.
MCT și termodinamică
MCT și termodinamică
Pentru această secțiune, fiecare opțiune a inclus cinci sarcini cu o alegere
răspuns, dintre care 4 sunt de nivel de bază și 1 este avansat. Pe baza rezultatelor examenului
Au fost învățate următoarele elemente de conținut:
Aplicarea ecuației Mendeleev–Clapeyron;
Dependența presiunii gazului de concentrația de molecule și temperatură;
Cantitatea de căldură în timpul încălzirii și răcirii (calcul);
Caracteristici ale transferului de căldură;
Umiditatea relativă a aerului (calcul);
Lucrări în termodinamică (grafic);
Aplicarea ecuației de stare a gazelor.
Printre sarcinile de nivel de bază, următoarele întrebări au cauzat dificultăți:
1) Schimbarea energie internaîn diferite izoprocese (de exemplu, cu
creşterea izocoră a presiunii) – 50% completare.
2) Grafice de izoproces – 56%.
Exemplul 5.
Masa constantă a unui gaz ideal este implicată în procesul prezentat
pe imagine. Se atinge cea mai mare presiune a gazului din proces
1) la punctul 1
2) pe tot segmentul 1–2
3) la punctul 3
4) pe tot segmentul 2–3
Raspunsul 1
3) Determinarea umidității aerului – 50%. Aceste sarcini conțineau o fotografie
psicrometru, conform căruia a fost necesar să se efectueze citiri de uscat și umed
termometre și apoi determinați umiditatea aerului folosind piesa
tabelul psicrometric dat în sarcină.
4) Aplicarea primei legi a termodinamicii. Aceste sarcini s-au dovedit a fi cele mai multe
dificil printre sarcinile de nivel de bază pentru această secțiune – 45%. Aici
a fost necesar să se utilizeze graficul și să se determine tipul de izoproces
(s-au folosit fie izoterme, fie izocore) și în conformitate cu aceasta
determinați unul dintre parametrii pe baza celuilalt dat.
Printre sarcini nivel mai înalt au fost prezentate probleme de calcul pentru
aplicarea ecuației de stare a gazului, care a fost finalizată în medie cu 54%
elevii, precum și sarcinile utilizate anterior pentru a determina schimbări
parametrii unui gaz ideal într-un proces arbitrar. Se ocupă de ei cu succes
doar un grup de absolvenți puternici, iar rata medie de finalizare a fost de 45%.
O astfel de sarcină este prezentată mai jos.
Exemplul 6
Un gaz ideal este conținut într-un vas închis de un piston. Proces
modificările stării gazului sunt prezentate în diagramă (vezi figura). Cum
s-a modificat volumul gazului în timpul trecerii din starea A în starea B?
1) a crescut tot timpul
2) a scăzut tot timpul
3) mai întâi a crescut, apoi a scăzut
4) mai întâi a scăzut, apoi a crescut
Raspunsul 1
Tipuri de activități Cantitate
sarcini %
fotografii2 10-12 25.0-30.0
4. FIZICA
4.1. Caracteristicile materialelor de măsurare de control în fizică
2007
Lucrarea de examinare pentru examenul unificat de stat din 2007 a avut
aceeași structură ca în ultimii doi ani. Acesta a constat din 40 de sarcini,
diferind prin forma de prezentare si nivelul de complexitate. În prima parte a lucrării
Au fost incluse 30 de sarcini cu alegere multiplă, unde fiecare sarcină a fost însoțită de
patru variante de răspuns, dintre care doar una a fost corectă. A doua parte conținea 4
teme cu răspuns scurt. Erau probleme de calcul, după rezolvare
care impunea ca răspunsul să fie dat sub formă de număr. A treia parte a examenului
lucru - acestea sunt 6 probleme de calcul, la care a fost necesar să se aducă un complet
solutie detaliata. Timpul total Timpul de finalizare a lucrărilor a fost de 210 minute.
Codificator de elemente de conținut educațional și specificație
lucrările de examen au fost întocmite pe baza Minimului Obligatoriu
1999 Nr. 56) și a luat în considerare componenta federală a standardului de stat
studii medii (complete) în fizică, nivel de specialitate (Ordin Md din 5
martie 2004 nr. 1089). Codificatorul elementului de conținut nu s-a modificat conform
comparativ cu 2006 și a inclus doar acele elemente care au fost simultan
prezente atât în componenta federală a standardului de stat
(nivel de profil, 2004), și în conținutul minim obligatoriu
educație 1999
Comparativ cu materialele de măsurare de control din 2006 în variante
În cadrul examenului de stat unificat din 2007, au fost făcute două modificări. Prima dintre acestea a fost redistribuirea
sarcini în prima parte a lucrării pe bază tematică. Indiferent de dificultate
(niveluri de bază sau avansate), toate sarcinile mecanice urmate mai întâi, apoi
în MCT și termodinamică, electrodinamică și, în sfârșit, fizică cuantică. Al doilea
Schimbarea a vizat introducerea țintită a testării sarcinilor
formarea deprinderilor metodologice. În 2007, sarcinile A30 au testat abilitățile
analiza rezultatele studiilor experimentale, exprimate sub formă
tabele sau grafice, precum și să construiți grafice pe baza rezultatelor experimentului. Selecţie
sarcinile pentru linia A30 au fost efectuate pe baza necesității verificării în aceasta
o serie de opțiuni pentru un tip de activitate și, în consecință, indiferent de
afilierea tematică a unei sarcini specifice.
Foaia de examen a inclus sarcini de bază, avansate
și niveluri ridicate de dificultate. Sarcinile de nivel de bază au testat stăpânirea celor mai multe
concepte și legi fizice importante. Sarcinile de nivel superior au fost controlate
capacitatea de a utiliza aceste concepte şi legi pentru a analiza procese mai complexe sau
capacitatea de a rezolva probleme care implică aplicarea uneia sau a două legi (formule) conform oricăreia dintre
acestea curs şcolar fizică. Sarcini nivel inalt dificultățile sunt calculate
sarcini care reflectă nivelul cerințelor pentru examen de admitere la universităţi şi
necesită aplicarea cunoștințelor din două sau trei secțiuni de fizică deodată în modificate sau
noua situatie.
KIM 2007 a inclus sarcini pentru tot conținutul de bază
secțiuni ale cursului de fizică:
1) „Mecanica” (cinematică, dinamică, statică, legi de conservare în mecanică,
vibrații mecanice și unde);
2) „Fizica moleculară. Termodinamică”;
3) „Electrodinamică” (electrostatică, DC., un câmp magnetic,
inducție electromagnetică, oscilații și unde electromagnetice, optică);
4)" Fizica cuantică» (elementele STR, dualitate undă-particulă, fizică
atom, fizica nucleului atomic).
Tabelul 4.1 arată distribuția sarcinilor pe blocurile de conținut din fiecare
din părți ale lucrării de examen.
Tabelul 4.1
în funcţie de tipul sarcinilor
Toată munca
(cu alegere
(cu scurt
sarcini % Cantitate
sarcini % Cantitate
sarcini %
1 Mecanica 11-131 27,5-32,5 9-10 22,5-25,0 1 2,5 1-2 2,5-5,0
2 MCT și termodinamică 8-10 20,0-25,0 6-7 15,0-17,5 1 2,5 1-2 2,5-5,0
3 Electrodinamica 12-14 30,0-35,5 9-10 22,5-15,0 2 5,0 2-3 5,0-7,5
4 Fizica cuantică și
STO 6-8 15,0-20,0 5-6 12,5-15,0 – – 1-2 2,5-5,0
Tabelul 4.2 arată distribuția sarcinilor între blocurile de conținut în
in functie de nivelul de dificultate.
Masa4.2
Repartizarea temelor pe secțiuni ale cursului de fizică
in functie de nivelul de dificultate
Toată munca
Un nivel de bază de
(cu alegere
Elevat
(cu alegerea răspunsului
si scurt
Nivel inalt
(cu extins
secțiunea de răspuns)
sarcini % Cantitate
sarcini % Cantitate
sarcini % Cantitate
sarcini %
1 Mecanica 11-13 27,5-32,5 7-8 17,5-20,0 3 7,5 1-2 2,5-5,0
2 MCT și termodinamică 8-10 20,0-25,0 5-6 12,5-15,0 2 5,0 1-2 2,5-5,0
3 Electrodinamica 12-14 30,0-35,5 7-8 17,5-20,0 4 10,0 2-3 5,0-7,5
4 Fizica cuantică și
STO 6-8 15,0-20,0 4-5 10,0-12,5 1 2,5 1-2 2,5-5,0
La elaborarea conținutului lucrării de examen am ținut cont
trebuie să testăm măiestria tipuri variate Activități. în care
sarcinile pentru fiecare din seria de opțiuni au fost selectate ținând cont de distribuția pe tip
activităţile prezentate în tabelul 4.3.
1 Modificarea numărului de sarcini pentru fiecare subiect se datorează diferitelor subiecte ale sarcinilor complexe C6 și
sarcinile A30, testarea deprinderilor metodologice pe baza de materiale din diverse ramuri ale fizicii, în
diverse serii de opțiuni.
Masa4.3
Repartizarea sarcinilor pe tip de activitate
Tipuri de activități Cantitate
sarcini %
1 Înțelege sens fizic modele, concepte, cantități 4-5 10,0-12,5
2 Explicați fenomene fizice, distinge influența diferitelor
factori de apariţie a fenomenelor, manifestări ale fenomenelor în natură sau
utilizarea lor în dispozitive tehniceși viața de zi cu zi
3 Aplicați legile fizicii (formule) pentru a analiza procese pe
nivel de calitate 6-8 15,0-20,0
4 Aplicați legile fizicii (formule) pentru a analiza procese pe
nivel calculat 10-12 25,0-30,0
5 Analizați rezultatele studiilor experimentale 1-2 2.5-5.0
6 Analizați informațiile obținute din grafice, tabele, diagrame,
fotografii2 10-12 25.0-30.0
7 Rezolvarea problemelor cu diferite niveluri de complexitate 13-14 32,5-35,0
Toate sarcinile din prima și a doua parte a lucrării de examinare au fost evaluate la 1
scor primar. Soluțiile la problemele din partea a treia (C1-C6) au fost verificate de doi experți în
în conformitate cu criteriile generale de evaluare, luând în considerare corectitudinea şi
completitudinea răspunsului. Scorul maxim pentru toate sarcinile cu un răspuns detaliat a fost 3
puncte. Problema a fost considerată rezolvată dacă elevul a obținut cel puțin 2 puncte pentru ea.
Pe baza punctelor acordate pentru finalizarea tuturor sarcinilor de examen
munca, a fost tradusă în puncte de „test” pe o scară de 100 de puncte și în note
pe o scară de cinci puncte. Tabelul 4.4 prezintă relațiile dintre primar,
scorurile testelor folosind un sistem de cinci puncte în ultimii trei ani.
Masa4.4
Raportul scorului primar, scorurile la teste și notele școlare
Ani, punctele 2 3 4 5
2007 primar 0-11 12-22 23-35 36-52
test 0-32 33-51 52-68 69-100
2006 primar 0-9 10-19 20-33 34-52
test 0-34 35-51 52-69 70-100
2005 primar 0-10 11-20 21-35 36-52
test 0-33 34-50 51-67 68-100
O comparație a limitelor scorurilor primare arată că în acest an condițiile
obținerea notelor corespunzătoare au fost mai stricte față de anul 2006, dar
corespundea aproximativ condiţiilor din 2005. Acest lucru s-a datorat faptului că în trecut
an examen unificat Fizica a fost luată nu numai de cei care plănuiau să intre în universități
în profilul relevant, dar și aproape 20% dintre studenți (din numărul total al celor care susțin testul),
care au studiat fizica la nivel de bază (pentru ei s-a decis acest examen
regiune obligatorie).
În total, 40 de opțiuni au fost pregătite pentru examen în 2007,
care erau cinci serii de 8 opțiuni, create după planuri diferite.
Seria de opțiuni diferă în elemente și tipuri de conținut controlat
activități pentru aceeași linie de sarcini, dar în general toate au avut aproximativ
2 În acest caz, ne referim la forma informațiilor prezentate în textul sarcinii sau a factorilor care distrag atenția,
prin urmare, aceeași sarcină poate testa două tipuri de activități.
la fel nivel mediu complexitate şi corespunde planului de examen
lucrările prezentate în Anexa 4.1.
4.2. Caracteristicile examenului de stat unificat la fizică participanții2007 al anului
Numărul participanților la examenul de stat unificat de fizică în acest an a fost de 70.052 de persoane, ceea ce
semnificativ mai scăzut decât în anul precedent și aproximativ în concordanță cu indicatorii
2005 (vezi tabelul 4.5). Numărul de regiuni în care absolvenții au susținut examenul de stat unificat
fizica, a crescut la 65. Numarul absolventilor care au ales fizica in format
Examenul de stat unificat este semnificativ diferit pentru regiuni diferite: de la 5316 persoane in Republica
Tatarstan până la 51 de persoane în Nenets Okrug autonom. Ca procent din
până la numărul total de absolvenți, numărul participanților la examenul unificat de stat în fizică variază de la
0,34% la Moscova la 19,1% în regiunea Samara.
Masa4.5
Numărul de participanți la examen
An Număr Fete Băieți
regiuni
participanți Număr % Număr %
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
Examenul de fizică este ales predominant de bărbați tineri și doar un sfert din
din numărul total de participanți sunt fete care au ales să continue
universități de învățământ cu profil fizic și tehnic.
Distribuția participanților la examen pe categorii rămâne practic neschimbată de la an la an.
tipuri de așezări (vezi tabelul 4.6). Aproape jumătate dintre absolvenții care au luat
Examenul de stat unificat în fizică, locuiește în marile orașeși doar 20% sunt studenți care au absolvit
scoli rurale.
Masa4.6
Repartizarea participanților la examen în funcție de tipul de soluționare, in care
se află instituțiile lor de învățământ
Numărul de examinați Procent
Tip aşezare examinaţi
Aşezare rurală (sat,
sat, gospodărie etc.) 13.767 18.107 14.281 20,0 20,0 20,4
Aşezare urbană
(sat de lucru, sat urban
tip etc.)
4 780 8 325 4 805 6,9 9,2 6,9
Oraș cu o populație mai mică de 50 de mii de locuitori 7.427 10.810 7.965 10,8 12,0 11,4
Oraș cu o populație de 50-100 mii locuitori 6.063 8.757 7.088 8,8 9,7 10,1
Oraș cu o populație de 100-450 mii locuitori 16.195 17.673 14.630 23,5 19,5 20,9
Oraș cu o populație de 450-680 mii locuitori 7.679 11.799 7.210 11,1 13,1 10,3
Un oraș cu o populație de peste 680 de mii.
persoane 13.005 14.283 13.807 18,9 15,8 19,7
Sankt Petersburg – 72 7 – 0,1 0,01
Moscova – 224 259 – 0,2 0,3
Fără date – 339 – – 0,4 –
Total 68.916 90.389 70.052 100% 100% 100%
3 În 2006, într-una dintre regiuni, examenele de admitere la universitățile de fizică s-au susținut doar în
Format de examen de stat unificat. Acest lucru a dus la o creștere atât de semnificativă a numărului de participanți la examenul de stat unificat.
Compoziția participanților la examen pe tip de educație rămâne practic neschimbată.
instituții (vezi tabelul 4.7). Ca și anul trecut, marea majoritate
examinatorii au terminat institutii de invatamantși doar aproximativ 2%
absolvenţii au venit la examen din instituţiile de învăţământ de primar sau
in medie învăţământul profesional.
Masa4.7
Distribuția participanților la examen pe tip de instituție de învățământ
Număr
examinati
La sută
Tip instituție educațională examinaţi
2006 G. 2007 G. 2006 G. 2007 G.
Instituții de învățământ general 86.331 66.849 95,5 95,4
Învățământ general de seară (în tură).
instituţii 487 369 0,5 0,5
internat de invatamant general,
scoala de cadeti, internat cu
pregătire inițială de zbor
1 144 1 369 1,3 2,0
Instituţii de învăţământ de primar şi
învăţământul secundar profesional 1.469 1.333 1,7 1,9
Fără date 958 132 1,0 0,2
Total: 90.389 70.052 100% 100%
4.3. Principalele rezultate ale lucrării de examen la fizică
În general, rezultatele lucrărilor de examinare din 2007 au fost
ceva mai mare decât rezultatele de anul trecut, dar aproximativ la același nivel cu
cifre din anul precedent. Tabelul 4.8 prezintă rezultatele examenului de stat unificat la fizică în 2007.
pe o scară de cinci puncte, iar în Tabelul 4.9 și Fig. 4.1 – pe baza scorurilor la test de 100-
scara de puncte. Pentru claritatea comparației, rezultatele sunt prezentate în comparație cu
ultimii doi ani.
Masa4.8
Distribuția participanților la examen pe nivel
pregătire(procent din total)
Anii „2” Notă „p3o” 5 puncte „b4n” pe scara „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%
Masa4.9
Repartizarea participanților la examen
pe baza scorurilor la test obținute în2005-2007 da.
An Intervalul scalei punctajului testului
schimb 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
Scorul testului
Procentul de elevi care au primit
scorul corespunzător la test
Orez. 4.1 Distribuția participanților la examen în funcție de scorurile primite
Tabelul 4.10 arată o comparație a scalei în puncte de testare din 100
scară cu rezultatele îndeplinirii sarcinilor din versiunea de examen la primar
Masa4.10
Compararea intervalelor de scor primar și de test în2007 an
Interval de scară
puncte de testare 0-10 11-20 21-30 31-40 41-50 51-60 61-70 71-80 81-90 91-100
Interval de scară
puncte primare 0-3 4-6 7-10 11-15 16-22 23-29 30-37 38-44 45-48 49-52
Pentru a primi 35 de puncte (scor 3, scor primar – 13) candidatul testului
A fost suficient să răspunzi corect la cele 13 cele mai simple întrebări din prima parte
muncă. Pentru a obține 65 de puncte (scor 4, scor inițial – 34), un absolvent trebuie
a fost, de exemplu, să răspundă corect la 25 de întrebări cu răspunsuri multiple, să rezolve trei din patru
probleme cu un răspuns scurt și, de asemenea, face față cu două probleme la nivel înalt
dificultăți. Cei care au primit 85 de puncte (scor 5, scor primar – 46)
a executat perfect prima și a doua parte a lucrării și a rezolvat cel puțin patru probleme
a treia parte.
Cei mai buni dintre cei mai buni (interval de la 91 la 100 de puncte) trebuie nu numai
navigați liber în toate problemele cursului de fizică școlară, dar și practic
Evitați chiar și erorile tehnice. Deci, pentru a obține 94 de puncte (scor primar
– 49) a fost posibil să „nu obțineți” doar 3 puncte primare, permițând, de exemplu,
erori aritmetice la rezolvarea uneia dintre problemele de un nivel ridicat de complexitate
distante... între influențe și diferențe externe și interne conditiiPentru ... lanormal presiunea ajunge la 100°, atunci la ... Pentru funcţionarea sa în mare dimensiuni, Pentru ...
Wiener norbert cibernetica ediția a doua Wiener n cibernetica sau controlul și comunicarea la animale și mașini - ediția a II-a - m știință ediția principală a publicațiilor pentru țări străine 1983 - 344 p.
DocumentSau comparabil ... Pentru execuţie normal procesele de gândire. La astfel de conditii ... mărimea Pentru linii de legătură între circumvoluții diferite distanţă... dintre care cele mai mici molecule componente ale amestecului...
Wiener n cibernetică sau control și comunicare la animale și mașini - ediția a II-a - m știință principalul comitet editorial al publicațiilor pentru țări străine 1983 - 344 p.
DocumentSau comparabil ... Pentru execuţie normal procesele de gândire. La astfel de conditii ... mărimea, dar cu o suprafață netedă. Pe de alta parte, Pentru linii de legătură între circumvoluții diferite distanţă... dintre care cele mai mici molecule componente ale amestecului...
Care este distanța medie dintre moleculele de vapori de apă saturați la o temperatură de 100°C?
Problema nr. 4.1.65 din „Culegere de probleme pentru pregătirea examenelor de admitere la fizică la USPTU”
Dat:
\(t=100^\circ\) C, \(l-?\)
Rezolvarea problemei:
Să considerăm vaporii de apă într-o cantitate arbitrară egală cu \(\nu\) moli. Pentru a determina volumul \(V\) ocupat de o anumită cantitate de vapori de apă, trebuie să utilizați ecuația Clapeyron-Mendeleev:
În această formulă, \(R\) este constanta universală a gazului egală cu 8,31 J/(mol K). Presiunea vaporilor de apă saturati \(p\) la o temperatură de 100° C este egală cu 100 kPa, aceasta fapt cunoscutși fiecare elev ar trebui să știe acest lucru.
Pentru a determina numărul de molecule de vapori de apă \(N\), folosim următoarea formulă:
Aici \(N_A\) este numărul lui Avogadro, egal cu 6,023·10 23 1/mol.
Apoi, pentru fiecare moleculă există un cub de volum \(V_0\), determinat în mod evident de formula:
\[(V_0) = \frac(V)(N)\]
\[(V_0) = \frac((\nu RT))((p\nu (N_A))) = \frac((RT))((p(N_A)))\]
Acum uitați-vă la diagrama pentru problema. Fiecare moleculă este situată condiționat în propriul cub, distanța dintre două molecule poate varia de la 0 la \(2d\), unde \(d\) este lungimea muchiei cubului. Distanța medie \(l\) va fi egală cu lungimea muchiei cubului \(d\):
Lungimea muchiei \(d\) poate fi găsită astfel:
Ca rezultat, obținem următoarea formulă:
Să convertim temperatura la scara Kelvin și să calculăm răspunsul:
Răspuns: 3,72 nm.
Dacă nu înțelegeți soluția și aveți întrebări sau ați găsit o eroare, atunci nu ezitați să lăsați un comentariu mai jos.