Ποια είναι η μέση απόσταση μεταξύ των μορίων των κορεσμένων υδρατμών. Οι αποστάσεις μεταξύ των μορίων είναι συγκρίσιμες με τα μεγέθη των μορίων (υπό κανονικές συνθήκες) για κενά μεταξύ μορίων σε στερεά

Στερεά είναι εκείνες οι ουσίες που μπορούν να σχηματίσουν σώματα και να έχουν όγκο. Διαφέρουν από τα υγρά και τα αέρια ως προς το σχήμα τους. Τα στερεά διατηρούν το σχήμα του σώματος λόγω του γεγονότος ότι τα σωματίδια τους δεν μπορούν να κινηθούν ελεύθερα. Διαφέρουν ως προς την πυκνότητα, την πλαστικότητα, την ηλεκτρική αγωγιμότητα και το χρώμα τους. Έχουν και άλλες ιδιότητες. Έτσι, για παράδειγμα, οι περισσότερες από αυτές τις ουσίες λιώνουν κατά τη θέρμανση, αποκτώντας μια υγρή κατάσταση συσσωμάτωσης. Κάποια από αυτά όταν θερμαίνονται μετατρέπονται αμέσως σε αέριο (εξάχνωση). Υπάρχουν όμως και εκείνα που αποσυντίθενται σε άλλες ουσίες.

Τύποι Στερεών

Όλα τα στερεά χωρίζονται σε δύο ομάδες.

1. Άμορφο, στο οποίο μεμονωμένα σωματίδια είναι διατεταγμένα τυχαία. Με άλλα λόγια: δεν έχουν σαφή (καθορισμένη) δομή. Αυτά τα στερεά είναι ικανά να λιώσουν μέσα σε ένα καθορισμένο εύρος θερμοκρασίας. Τα πιο συνηθισμένα από αυτά περιλαμβάνουν γυαλί και ρητίνη.
2. Κρυσταλλικά, τα οποία, με τη σειρά τους, χωρίζονται σε 4 τύπους: ατομική, μοριακή, ιοντική, μεταλλική. Σε αυτά, τα σωματίδια βρίσκονται μόνο σύμφωνα με ένα συγκεκριμένο σχέδιο, δηλαδή, στους κόμβους του κρυσταλλικού πλέγματος. Η γεωμετρία του σε διάφορες ουσίες μπορεί να ποικίλλει πολύ.

Οι στερεές κρυσταλλικές ουσίες υπερισχύουν των άμορφων ως προς τον αριθμό τους.

Τύποι κρυσταλλικών στερεών

Στη στερεά κατάσταση, σχεδόν όλες οι ουσίες έχουν κρυσταλλική δομή. Διακρίνονται από το πλέγμα τους στους κόμβους τους που περιέχουν διάφορα σωματίδια και χημικά στοιχεία. Είναι σύμφωνα με αυτούς που πήραν τα ονόματά τους. Κάθε τύπος έχει τις δικές του χαρακτηριστικές ιδιότητες:

• Σε ένα ατομικό κρυσταλλικό πλέγμα, τα σωματίδια ενός στερεού συνδέονται με έναν ομοιοπολικό δεσμό. Ξεχωρίζει για την αντοχή του. Λόγω αυτού, τέτοιες ουσίες διακρίνονται από υψηλό και σημείο βρασμού. Αυτός ο τύπος περιλαμβάνει χαλαζία και διαμάντι.
• Σε ένα μοριακό κρυσταλλικό πλέγμα, ο δεσμός μεταξύ των σωματιδίων διακρίνεται από την αδυναμία του. Οι ουσίες αυτού του τύπου χαρακτηρίζονται από ευκολία βρασμού και τήξης. Είναι πτητικά, λόγω των οποίων έχουν μια συγκεκριμένη μυρωδιά. Αυτά τα στερεά περιλαμβάνουν τον πάγο και τη ζάχαρη. Οι κινήσεις των μορίων σε στερεά αυτού του τύπου διακρίνονται από τη δραστηριότητά τους.
• Στους κόμβους, τα αντίστοιχα σωματίδια εναλλάσσονται, φορτισμένα θετικά και αρνητικά. Συγκρατούνται μεταξύ τους με ηλεκτροστατική έλξη. Αυτός ο τύπος πλέγματος υπάρχει στα αλκάλια, τα άλατα.Πολλές ουσίες αυτού του τύπου είναι εύκολα διαλυτές στο νερό. Λόγω του αρκετά ισχυρού δεσμού μεταξύ των ιόντων, είναι πυρίμαχα. Σχεδόν όλα είναι άοσμα, αφού χαρακτηρίζονται από μη πτητικότητα. Ουσίες με ιοντικό πλέγμα δεν μπορούν να μεταφέρουν ηλεκτρικό ρεύμα, καθώς δεν περιέχουν ελεύθερα ηλεκτρόνια. Χαρακτηριστικό παράδειγμα ιοντικού στερεού είναι το επιτραπέζιο αλάτι. Ένα τέτοιο κρυσταλλικό πλέγμα το κάνει εύθραυστο. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι οποιαδήποτε μετατόπισή του μπορεί να οδηγήσει στην εμφάνιση απωστικών δυνάμεων ιόντων.
• Σε ένα μεταλλικό κρυσταλλικό πλέγμα, μόνο θετικά φορτισμένα χημικά ιόντα υπάρχουν στους κόμβους. Ανάμεσά τους υπάρχουν ελεύθερα ηλεκτρόνια από τα οποία διέρχεται τέλεια η θερμική και η ηλεκτρική ενέργεια. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο οποιαδήποτε μέταλλα διακρίνονται από ένα τέτοιο χαρακτηριστικό όπως η αγωγιμότητα.

Γενικές έννοιες ενός άκαμπτου σώματος

Τα στερεά και οι ουσίες είναι πρακτικά το ίδιο πράγμα. Αυτοί οι όροι αναφέρονται σε μία από τις 4 καταστάσεις συνάθροισης. Τα στερεά έχουν σταθερό σχήμα και τη φύση της θερμικής κίνησης των ατόμων. Επιπλέον, οι τελευταίοι κάνουν μικρές ταλαντώσεις κοντά στις θέσεις ισορροπίας. Ο κλάδος της επιστήμης που ασχολείται με τη μελέτη της σύνθεσης και της εσωτερικής δομής ονομάζεται φυσική στερεάς κατάστασης. Υπάρχουν άλλοι σημαντικοί τομείς γνώσης που ασχολούνται με τέτοιες ουσίες. Η αλλαγή του σχήματος υπό εξωτερικές επιρροές και κίνηση ονομάζεται μηχανική ενός παραμορφώσιμου σώματος.

Λόγω των διαφορετικών ιδιοτήτων των στερεών, έχουν βρει εφαρμογή σε διάφορες τεχνικές συσκευές που δημιούργησε ο άνθρωπος. Τις περισσότερες φορές, η χρήση τους βασίστηκε σε ιδιότητες όπως σκληρότητα, όγκος, μάζα, ελαστικότητα, πλαστικότητα, ευθραυστότητα. Η σύγχρονη επιστήμη επιτρέπει τη χρήση άλλων ποιοτήτων στερεών που μπορούν να βρεθούν μόνο στο εργαστήριο.

Τι είναι οι κρύσταλλοι

Οι κρύσταλλοι είναι στερεά σώματα με σωματίδια διατεταγμένα με συγκεκριμένη σειρά. Το καθένα έχει τη δική του δομή. Τα άτομά του σχηματίζουν μια τρισδιάστατη περιοδική διάταξη που ονομάζεται κρυσταλλικό πλέγμα. Τα στερεά έχουν διαφορετικές δομικές συμμετρίες. Η κρυσταλλική κατάσταση ενός στερεού θεωρείται σταθερή επειδή έχει μια ελάχιστη ποσότητα δυναμικής ενέργειας.

Η συντριπτική πλειονότητα των στερεών αποτελείται από έναν τεράστιο αριθμό μεμονωμένων κόκκων με τυχαία προσανατολισμό (κρυσταλλίτες). Τέτοιες ουσίες ονομάζονται πολυκρυσταλλικές. Αυτά περιλαμβάνουν τεχνικά κράματα και μέταλλα, καθώς και πολλά πετρώματα. Το μονοκρυσταλλικό αναφέρεται σε μεμονωμένους φυσικούς ή συνθετικούς κρυστάλλους.

Τις περισσότερες φορές, τέτοια στερεά σχηματίζονται από την κατάσταση της υγρής φάσης, που αντιπροσωπεύεται από ένα τήγμα ή διάλυμα. Μερικές φορές λαμβάνονται από την αέρια κατάσταση. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται κρυστάλλωση. Χάρη στην επιστημονική και τεχνολογική πρόοδο, η διαδικασία για την καλλιέργεια (σύνθεση) διαφόρων ουσιών έχει αποκτήσει βιομηχανική κλίμακα. Οι περισσότεροι κρύσταλλοι έχουν φυσική μορφή με τη μορφή Τα μεγέθη τους είναι πολύ διαφορετικά. Έτσι, ο φυσικός χαλαζίας (πέτρα κρύσταλλος) μπορεί να ζυγίζει έως και εκατοντάδες κιλά και τα διαμάντια - έως και αρκετά γραμμάρια.

Στα άμορφα στερεά, τα άτομα βρίσκονται σε συνεχή ταλάντωση γύρω από τυχαία σημεία. Διατηρούν μια ορισμένη σειρά μικρής εμβέλειας, αλλά δεν υπάρχει παραγγελία μεγάλης εμβέλειας. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι τα μόριά τους βρίσκονται σε απόσταση που μπορεί να συγκριθεί με το μέγεθός τους. Το πιο συνηθισμένο παράδειγμα τέτοιου στερεού στη ζωή μας είναι η υαλώδης κατάσταση. θεωρείται συχνά ως υγρό με απείρως υψηλό ιξώδες. Ο χρόνος της κρυστάλλωσής τους είναι μερικές φορές τόσο μεγάλος που δεν φαίνεται καθόλου.

Οι παραπάνω ιδιότητες αυτών των ουσιών είναι που τις κάνουν μοναδικές. Τα άμορφα στερεά θεωρούνται ασταθή επειδή μπορούν να γίνουν κρυσταλλικά με την πάροδο του χρόνου.

Τα μόρια και τα άτομα που συνθέτουν ένα στερεό είναι συσκευασμένα σε υψηλή πυκνότητα. Πρακτικά διατηρούν την αμοιβαία θέση τους σε σχέση με άλλα σωματίδια και συγκρατούνται μαζί λόγω της διαμοριακής αλληλεπίδρασης. Η απόσταση μεταξύ των μορίων ενός στερεού σε διαφορετικές κατευθύνσεις ονομάζεται παράμετρος πλέγματος. Η δομή της ύλης και η συμμετρία της καθορίζουν πολλές ιδιότητες, όπως η ζώνη ηλεκτρονίων, η διάσπαση και η οπτική. Όταν εφαρμόζεται μια αρκετά μεγάλη δύναμη σε ένα στερεό, αυτές οι ιδιότητες μπορούν να παραβιαστούν στον ένα ή τον άλλο βαθμό. Σε αυτή την περίπτωση, το συμπαγές σώμα υπόκειται σε μόνιμη παραμόρφωση.

Τα άτομα των στερεών εκτελούν ταλαντωτικές κινήσεις, οι οποίες καθορίζουν την κατοχή τους σε θερμική ενέργεια. Δεδομένου ότι είναι αμελητέα, μπορούν να παρατηρηθούν μόνο σε εργαστηριακές συνθήκες. η στερεά ύλη επηρεάζει σε μεγάλο βαθμό τις ιδιότητές της.

Μελέτη στερεών

Τα χαρακτηριστικά, οι ιδιότητες αυτών των ουσιών, οι ιδιότητές τους και η κίνηση των σωματιδίων μελετώνται από διάφορες υποενότητες της φυσικής στερεάς κατάστασης.

Για την έρευνα, χρησιμοποιούνται ραδιοφασματοσκοπία, δομική ανάλυση με χρήση ακτίνων Χ και άλλες μέθοδοι. Έτσι μελετώνται οι μηχανικές, φυσικές και θερμικές ιδιότητες των στερεών. Η σκληρότητα, η αντοχή στο φορτίο, η αντοχή σε εφελκυσμό, οι μετασχηματισμοί φάσης μελετώνται από την επιστήμη των υλικών. Απηχεί σε μεγάλο βαθμό τη φυσική στερεάς κατάστασης. Υπάρχει μια άλλη σημαντική σύγχρονη επιστήμη. Η μελέτη των υπαρχόντων και η σύνθεση νέων ουσιών πραγματοποιούνται με τη χημεία στερεάς κατάστασης.

Χαρακτηριστικά στερεών

Η φύση της κίνησης των εξωτερικών ηλεκτρονίων των ατόμων ενός στερεού καθορίζει πολλές από τις ιδιότητές του, για παράδειγμα, τις ηλεκτρικές. Υπάρχουν 5 κατηγορίες τέτοιων σωμάτων. Ρυθμίζονται ανάλογα με τον τύπο του ατομικού δεσμού:

• Ιονικό, το κύριο χαρακτηριστικό του οποίου είναι η δύναμη της ηλεκτροστατικής έλξης. Τα χαρακτηριστικά του: αντανάκλαση και απορρόφηση φωτός στην υπέρυθρη περιοχή. Σε χαμηλές θερμοκρασίες, ο ιονικός δεσμός χαρακτηρίζεται από χαμηλή ηλεκτρική αγωγιμότητα. Ένα παράδειγμα τέτοιας ουσίας είναι το άλας νατρίου του υδροχλωρικού οξέος (NaCl).
• Ομοιοπολικό, που πραγματοποιείται λόγω του ζεύγους ηλεκτρονίων, το οποίο ανήκει και στα δύο άτομα. Ένας τέτοιος δεσμός χωρίζεται σε: μονό (απλό), διπλό και τριπλό. Αυτά τα ονόματα υποδηλώνουν την παρουσία ζευγών ηλεκτρονίων (1, 2, 3). Οι διπλοί και τριπλοί δεσμοί ονομάζονται πολλαπλοί δεσμοί. Υπάρχει μια άλλη διαίρεση αυτής της ομάδας. Έτσι, ανάλογα με την κατανομή της πυκνότητας των ηλεκτρονίων, διακρίνονται οι πολικοί και οι μη πολικοί δεσμοί. Το πρώτο σχηματίζεται από διαφορετικά άτομα και το δεύτερο είναι το ίδιο. Μια τέτοια στερεά κατάσταση της ύλης, παραδείγματα της οποίας είναι το διαμάντι (C) και το πυρίτιο (Si), διακρίνεται από την πυκνότητά της. Οι πιο σκληροί κρύσταλλοι ανήκουν ειδικά στον ομοιοπολικό δεσμό.
• Μεταλλικό, που σχηματίζεται από το συνδυασμό των ηλεκτρονίων σθένους των ατόμων. Ως αποτέλεσμα, εμφανίζεται ένα κοινό νέφος ηλεκτρονίων, το οποίο μετατοπίζεται υπό την επίδραση της ηλεκτρικής τάσης. Ένας μεταλλικός δεσμός σχηματίζεται όταν τα συνδεδεμένα άτομα είναι μεγάλα. Είναι ικανά να δωρίσουν ηλεκτρόνια. Σε πολλά μέταλλα και σύνθετες ενώσεις, αυτός ο δεσμός σχηματίζει μια στερεή κατάσταση της ύλης. Παραδείγματα: νάτριο, βάριο, αλουμίνιο, χαλκός, χρυσός. Από τις μη μεταλλικές ενώσεις, μπορούν να σημειωθούν τα ακόλουθα: AlCr 2, Ca 2 Cu, Cu 5 Zn 8. Οι ουσίες με μεταλλικό δεσμό (μέταλλα) είναι διαφορετικές ως προς τις φυσικές τους ιδιότητες. Μπορούν να είναι υγρά (Hg), μαλακά (Na, K), πολύ σκληρά (W, Nb).
• Μοριακό, που προκύπτει σε κρυστάλλους, οι οποίοι σχηματίζονται από μεμονωμένα μόρια μιας ουσίας. Χαρακτηρίζεται από κενά μεταξύ μορίων με μηδενική πυκνότητα ηλεκτρονίων. Οι δυνάμεις που δεσμεύουν τα άτομα σε τέτοιους κρυστάλλους είναι σημαντικές. Σε αυτή την περίπτωση, τα μόρια έλκονται μεταξύ τους μόνο από μια ασθενή διαμοριακή έλξη. Γι' αυτό οι δεσμοί μεταξύ τους καταστρέφονται εύκολα όταν θερμαίνονται. Οι δεσμοί μεταξύ των ατόμων είναι πολύ πιο δύσκολο να σπάσουν. Ο μοριακός δεσμός υποδιαιρείται σε προσανατολισμό, διασπορά και επαγωγικό. Ένα παράδειγμα τέτοιας ουσίας είναι το στερεό μεθάνιο.
• Υδρογόνο, το οποίο εμφανίζεται μεταξύ των θετικά πολωμένων ατόμων ενός μορίου ή μέρους του και του αρνητικά πολωμένου μικρότερου σωματιδίου άλλου μορίου ή άλλου μέρους. Ο πάγος μπορεί να αποδοθεί σε τέτοιους δεσμούς.

Ιδιότητες στερεών

Τι γνωρίζουμε σήμερα; Οι επιστήμονες έχουν μελετήσει εδώ και καιρό τις ιδιότητες της στερεάς κατάστασης της ύλης. Όταν εκτίθεται σε θερμοκρασία, αλλάζει επίσης. Η μετάβαση ενός τέτοιου σώματος σε υγρό ονομάζεται τήξη. Η μετατροπή ενός στερεού σε αέρια κατάσταση ονομάζεται εξάχνωση. Όταν η θερμοκρασία πέσει, εμφανίζεται η κρυστάλλωση του στερεού. Ορισμένες ουσίες υπό την επίδραση του κρύου περνούν στην άμορφη φάση. Οι επιστήμονες ονομάζουν αυτή τη διαδικασία υαλοποίηση.

Στο , η εσωτερική δομή των στερεών αλλάζει. Αποκτά τη μεγαλύτερη τάξη με τη μείωση της θερμοκρασίας. Σε ατμοσφαιρική πίεση και θερμοκρασία T > 0 K, όποιες ουσίες υπάρχουν στη φύση στερεοποιούνται. Μόνο το ήλιο, το οποίο απαιτεί πίεση 24 atm για να κρυσταλλωθεί, αποτελεί εξαίρεση σε αυτόν τον κανόνα.

Η στερεά κατάσταση μιας ουσίας της προσδίδει διάφορες φυσικές ιδιότητες. Χαρακτηρίζουν τη συγκεκριμένη συμπεριφορά των σωμάτων υπό την επίδραση ορισμένων πεδίων και δυνάμεων. Αυτά τα ακίνητα χωρίζονται σε ομάδες. Υπάρχουν 3 τρόποι έκθεσης, που αντιστοιχούν σε 3 είδη ενέργειας (μηχανική, θερμική, ηλεκτρομαγνητική). Κατά συνέπεια, υπάρχουν 3 ομάδες φυσικών ιδιοτήτων των στερεών:

• Μηχανικές ιδιότητες που σχετίζονται με την καταπόνηση και την παραμόρφωση των σωμάτων. Σύμφωνα με αυτά τα κριτήρια, τα στερεά διακρίνονται σε ελαστικά, ρεολογικά, αντοχής και τεχνολογικά. Σε ηρεμία, ένα τέτοιο σώμα διατηρεί το σχήμα του, αλλά μπορεί να αλλάξει υπό τη δράση μιας εξωτερικής δύναμης. Ταυτόχρονα, η παραμόρφωσή του μπορεί να είναι πλαστική (η αρχική μορφή δεν επιστρέφει), ελαστική (επιστρέφει στην αρχική της μορφή) ή καταστροφική (η αποσύνθεση/θραύση συμβαίνει όταν επιτευχθεί ένα συγκεκριμένο όριο). Η απόκριση στην εφαρμοζόμενη δύναμη περιγράφεται από τους συντελεστές ελαστικότητας. Ένα συμπαγές σώμα αντιστέκεται όχι μόνο στη συμπίεση, το τέντωμα, αλλά και τις μετατοπίσεις, τη στρέψη και την κάμψη. Η δύναμη ενός στερεού σώματος είναι η ιδιότητά του να αντιστέκεται στην καταστροφή.
• Θερμική, που εκδηλώνεται όταν εκτίθεται σε θερμικά πεδία. Μία από τις πιο σημαντικές ιδιότητες είναι το σημείο τήξης στο οποίο το σώμα περνά σε υγρή κατάσταση. Παρατηρείται σε κρυσταλλικά στερεά. Τα άμορφα σώματα έχουν μια λανθάνουσα θερμότητα σύντηξης, αφού η μετάβασή τους σε υγρή κατάσταση με την αύξηση της θερμοκρασίας γίνεται σταδιακά. Όταν φτάσει σε μια ορισμένη θερμότητα, το άμορφο σώμα χάνει την ελαστικότητά του και αποκτά πλαστικότητα. Αυτή η κατάσταση σημαίνει ότι έχει φτάσει τη θερμοκρασία μετάπτωσης γυαλιού. Όταν θερμαίνεται, εμφανίζεται η παραμόρφωση του στερεού. Και τις περισσότερες φορές επεκτείνεται. Ποσοτικά, αυτή η κατάσταση χαρακτηρίζεται από έναν ορισμένο συντελεστή. Η θερμοκρασία του σώματος επηρεάζει μηχανικά χαρακτηριστικά όπως η ρευστότητα, η ολκιμότητα, η σκληρότητα και η αντοχή.
• Ηλεκτρομαγνητικό, που σχετίζεται με την πρόσκρουση σε στερεά ουσία ροών μικροσωματιδίων και ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων υψηλής ακαμψίας. Οι ιδιότητες ακτινοβολίας αναφέρονται υπό όρους σε αυτές.

Δομή μπάντας

Τα στερεά ταξινομούνται επίσης σύμφωνα με τη λεγόμενη δομή ζώνης. Ανάμεσά τους λοιπόν διακρίνονται:

• Αγωγοί που χαρακτηρίζονται από το ότι οι ζώνες αγωγιμότητας και σθένους αλληλεπικαλύπτονται. Σε αυτή την περίπτωση, τα ηλεκτρόνια μπορούν να κινηθούν ανάμεσά τους, λαμβάνοντας την παραμικρή ενέργεια. Όλα τα μέταλλα είναι αγωγοί. Όταν εφαρμόζεται διαφορά δυναμικού σε ένα τέτοιο σώμα, σχηματίζεται ηλεκτρικό ρεύμα (λόγω της ελεύθερης κίνησης των ηλεκτρονίων μεταξύ σημείων με το χαμηλότερο και το υψηλότερο δυναμικό).
• Διηλεκτρικά των οποίων οι ζώνες δεν αλληλεπικαλύπτονται. Το διάστημα μεταξύ τους υπερβαίνει τα 4 eV. Απαιτείται πολλή ενέργεια για να μεταφέρει τα ηλεκτρόνια από το σθένος στη ζώνη αγωγιμότητας. Λόγω αυτών των ιδιοτήτων, τα διηλεκτρικά πρακτικά δεν μεταφέρουν ρεύμα.
• Ημιαγωγοί που χαρακτηρίζονται από την απουσία ζωνών αγωγιμότητας και σθένους. Το διάστημα μεταξύ τους είναι μικρότερο από 4 eV. Για τη μεταφορά ηλεκτρονίων από το σθένος στη ζώνη αγωγιμότητας, απαιτείται λιγότερη ενέργεια από ό,τι για τα διηλεκτρικά. Οι καθαροί (χωρίς και εγγενείς) ημιαγωγοί δεν περνούν καλά το ρεύμα.

Οι μοριακές κινήσεις στα στερεά καθορίζουν τις ηλεκτρομαγνητικές τους ιδιότητες.

Άλλα ακίνητα

Τα στερεά υποδιαιρούνται επίσης ανάλογα με τις μαγνητικές τους ιδιότητες. Υπάρχουν τρεις ομάδες:

• Διαμαγνήτες, οι ιδιότητες των οποίων εξαρτώνται ελάχιστα από τη θερμοκρασία ή την κατάσταση συσσωμάτωσης.
• Παραμαγνήτες, που είναι συνέπεια του προσανατολισμού των ηλεκτρονίων αγωγιμότητας και των μαγνητικών ροπών των ατόμων. Σύμφωνα με το νόμο του Κιουρί, η ευαισθησία τους μειώνεται ανάλογα με τη θερμοκρασία. Έτσι, στους 300 K είναι 10 -5 .
• Σώματα με διατεταγμένη μαγνητική δομή, με τάξη ατόμων μεγάλης εμβέλειας. Στους κόμβους του πλέγματος τους εντοπίζονται περιοδικά σωματίδια με μαγνητικές ροπές. Τέτοια στερεά και ουσίες χρησιμοποιούνται συχνά σε διάφορους τομείς της ανθρώπινης δραστηριότητας.

Οι πιο σκληρές ουσίες στη φύση

Τι είναι? Η πυκνότητα των στερεών καθορίζει σε μεγάλο βαθμό τη σκληρότητά τους. Τα τελευταία χρόνια, οι επιστήμονες ανακάλυψαν αρκετά υλικά που ισχυρίζονται ότι είναι το «πιο ανθεκτικό σώμα». Η πιο σκληρή ουσία είναι ο φουλερίτης (κρύσταλλος με μόρια φουλερενίου), ο οποίος είναι περίπου 1,5 φορές σκληρότερος από το διαμάντι. Δυστυχώς, προς το παρόν διατίθεται μόνο σε εξαιρετικά μικρές ποσότητες.

Μέχρι σήμερα, η πιο σκληρή ουσία που μπορεί να χρησιμοποιηθεί στο μέλλον στη βιομηχανία είναι ο lonsdaleite (εξαγωνικό διαμάντι). Είναι 58% πιο σκληρό από το διαμάντι. Ο Lonsdaleite είναι μια αλλοτροπική τροποποίηση του άνθρακα. Το κρυστάλλινο πλέγμα του μοιάζει πολύ με το διαμάντι. Ένα κύτταρο lonsdaleite περιέχει 4 άτομα και ένα διαμάντι - 8. Από τους ευρέως χρησιμοποιούμενους κρυστάλλους, το διαμάντι παραμένει το πιο σκληρό σήμερα.

Στα αέρια, η απόσταση μεταξύ μορίων και ατόμων είναι συνήθως πολύ μεγαλύτερη από το μέγεθος των μορίων και οι ελκτικές δυνάμεις είναι πολύ μικρές. Επομένως, τα αέρια δεν έχουν δικό τους σχήμα και σταθερό όγκο. Τα αέρια συμπιέζονται εύκολα επειδή οι απωστικές δυνάμεις σε μεγάλες αποστάσεις είναι επίσης μικρές. Τα αέρια έχουν την ιδιότητα να διαστέλλονται απεριόριστα, γεμίζοντας ολόκληρο τον όγκο που τους παρέχεται. Τα μόρια αερίου κινούνται με πολύ υψηλές ταχύτητες, συγκρούονται μεταξύ τους, αναπηδούν το ένα από το άλλο προς διαφορετικές κατευθύνσεις. Δημιουργούνται πολυάριθμες επιδράσεις μορίων στα τοιχώματα του αγγείου πίεση αερίου.

Κίνηση μορίων σε υγρά

Στα υγρά, τα μόρια όχι μόνο ταλαντώνονται γύρω από τη θέση ισορροπίας, αλλά και μεταπηδούν από τη μια θέση ισορροπίας στην άλλη. Αυτά τα άλματα συμβαίνουν περιοδικά. Το χρονικό διάστημα μεταξύ τέτοιων αλμάτων ονομάζεται μέσος χρόνος τακτοποιημένης ζωής(ή μέσος χρόνος χαλάρωσης) και συμβολίζεται με το γράμμα ?. Με άλλα λόγια, ο χρόνος χαλάρωσης είναι ο χρόνος των ταλαντώσεων γύρω από μια συγκεκριμένη θέση ισορροπίας. Σε θερμοκρασία δωματίου, αυτός ο χρόνος είναι κατά μέσο όρο 10 -11 δευτερόλεπτα. Ο χρόνος μιας ταλάντωσης είναι 10 -12 ... 10 -13 s.

Ο χρόνος καθίζησης μειώνεται με την αύξηση της θερμοκρασίας. Η απόσταση μεταξύ των υγρών μορίων είναι μικρότερη από το μέγεθος των μορίων, τα σωματίδια είναι κοντά το ένα στο άλλο και η διαμοριακή έλξη είναι μεγάλη. Ωστόσο, η διάταξη των υγρών μορίων δεν είναι αυστηρά διατεταγμένη σε όλο τον όγκο.

Τα υγρά, όπως και τα στερεά, διατηρούν τον όγκο τους αλλά δεν έχουν το δικό τους σχήμα. Επομένως, παίρνουν τη μορφή του αγγείου στο οποίο βρίσκονται. Το υγρό έχει την ιδιότητα ρευστότητα. Λόγω αυτής της ιδιότητας, το υγρό δεν αντιστέκεται σε αλλαγή σχήματος, συμπιέζεται ελάχιστα και οι φυσικές του ιδιότητες είναι ίδιες προς όλες τις κατευθύνσεις μέσα στο υγρό (ισοτροπία υγρών). Για πρώτη φορά, η φύση της μοριακής κίνησης στα υγρά καθιερώθηκε από τον Σοβιετικό φυσικό Yakov Ilyich Frenkel (1894 - 1952).

Κίνηση μορίων σε στερεά

Τα μόρια και τα άτομα ενός στερεού σώματος είναι διατεταγμένα με συγκεκριμένη σειρά και μορφή κρυσταλλικού πλέγματος. Τέτοια στερεά ονομάζονται κρυσταλλικά. Τα άτομα ταλαντώνονται γύρω από τη θέση ισορροπίας και η έλξη μεταξύ τους είναι πολύ ισχυρή. Επομένως, τα στερεά σώματα υπό κανονικές συνθήκες διατηρούν όγκο και έχουν το δικό τους σχήμα.

Η μοριακή φυσική είναι εύκολη!

Δυνάμεις αλληλεπίδρασης μορίων

Όλα τα μόρια μιας ουσίας αλληλεπιδρούν μεταξύ τους με δυνάμεις έλξης και απώθησης.
Απόδειξη της αλληλεπίδρασης των μορίων: το φαινόμενο της διαβροχής, η αντίσταση στη συμπίεση και το τέντωμα, η χαμηλή συμπιεστότητα στερεών και αερίων κ.λπ.
Ο λόγος για την αλληλεπίδραση των μορίων είναι οι ηλεκτρομαγνητικές αλληλεπιδράσεις των φορτισμένων σωματιδίων στην ύλη.

Πώς να το εξηγήσω;

Ένα άτομο αποτελείται από έναν θετικά φορτισμένο πυρήνα και ένα αρνητικά φορτισμένο κέλυφος ηλεκτρονίων. Το φορτίο του πυρήνα είναι ίσο με το συνολικό φορτίο όλων των ηλεκτρονίων, επομένως, ως σύνολο, το άτομο είναι ηλεκτρικά ουδέτερο.
Ένα μόριο που αποτελείται από ένα ή περισσότερα άτομα είναι επίσης ηλεκτρικά ουδέτερο.

Εξετάστε την αλληλεπίδραση μεταξύ μορίων χρησιμοποιώντας το παράδειγμα δύο ακίνητων μορίων.

Βαρυτικές και ηλεκτρομαγνητικές δυνάμεις μπορεί να υπάρχουν μεταξύ σωμάτων στη φύση.
Δεδομένου ότι οι μάζες των μορίων είναι εξαιρετικά μικρές, οι αμελητέες δυνάμεις της βαρυτικής αλληλεπίδρασης μεταξύ των μορίων μπορούν να αγνοηθούν.

Σε πολύ μεγάλες αποστάσεις, δεν υπάρχει ούτε ηλεκτρομαγνητική αλληλεπίδραση μεταξύ των μορίων.

Αλλά, με τη μείωση της απόστασης μεταξύ των μορίων, τα μόρια αρχίζουν να προσανατολίζονται έτσι ώστε οι πλευρές τους απέναντι να έχουν φορτία διαφορετικών σημείων (γενικά, τα μόρια παραμένουν ουδέτερα) και οι ελκτικές δυνάμεις προκύπτουν μεταξύ των μορίων.

Με ακόμη μεγαλύτερη μείωση της απόστασης μεταξύ των μορίων, προκύπτουν απωθητικές δυνάμεις ως αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασης αρνητικά φορτισμένων κελυφών ηλεκτρονίων των ατόμων των μορίων.

Ως αποτέλεσμα, το μόριο επηρεάζεται από το άθροισμα των δυνάμεων έλξης και απώθησης. Σε μεγάλες αποστάσεις επικρατεί η ελκτική δύναμη (σε απόσταση 2-3 μοριακών διαμέτρων η έλξη είναι μέγιστη), σε μικρές αποστάσεις η απωστική δύναμη.

Υπάρχει μια τέτοια απόσταση μεταξύ των μορίων στην οποία οι δυνάμεις έλξης γίνονται ίσες με τις δυνάμεις απώθησης. Αυτή η θέση των μορίων ονομάζεται θέση σταθερής ισορροπίας.

Τα μόρια που βρίσκονται σε απόσταση μεταξύ τους και συνδέονται με ηλεκτρομαγνητικές δυνάμεις έχουν δυναμική ενέργεια.
Στη θέση της σταθερής ισορροπίας, η δυναμική ενέργεια των μορίων είναι ελάχιστη.

Σε μια ουσία, κάθε μόριο αλληλεπιδρά ταυτόχρονα με πολλά γειτονικά μόρια, γεγονός που επηρεάζει επίσης την τιμή της ελάχιστης δυναμικής ενέργειας των μορίων.

Επιπλέον, όλα τα μόρια μιας ουσίας βρίσκονται σε συνεχή κίνηση, δηλ. έχουν κινητική ενέργεια.

Έτσι, η δομή μιας ουσίας και οι ιδιότητές της (στερεά, υγρά και αέρια σώματα) καθορίζονται από την αναλογία μεταξύ της ελάχιστης δυναμικής ενέργειας αλληλεπίδρασης των μορίων και της κινητικής ενέργειας της θερμικής κίνησης των μορίων.

Η δομή και οι ιδιότητες των στερεών, υγρών και αερίων σωμάτων

Η δομή των σωμάτων εξηγείται από την αλληλεπίδραση των σωματιδίων του σώματος και τη φύση της θερμικής τους κίνησης.

Στερεός

Τα στερεά έχουν σταθερό σχήμα και όγκο και είναι πρακτικά ασυμπίεστα.
Η ελάχιστη δυναμική ενέργεια αλληλεπίδρασης των μορίων είναι μεγαλύτερη από την κινητική ενέργεια των μορίων.
Ισχυρή αλληλεπίδραση σωματιδίων.

Η θερμική κίνηση των μορίων σε ένα στερεό εκφράζεται μόνο με ταλαντώσεις σωματιδίων (άτομα, μόρια) γύρω από τη θέση της σταθερής ισορροπίας.

Λόγω των μεγάλων δυνάμεων έλξης, τα μόρια πρακτικά δεν μπορούν να αλλάξουν τη θέση τους σε μια ουσία, γεγονός που εξηγεί την αμετάβλητη του όγκου και του σχήματος των στερεών.

Τα περισσότερα στερεά έχουν μια χωρικά διατεταγμένη διάταξη σωματιδίων που σχηματίζουν ένα κανονικό κρυσταλλικό πλέγμα. Τα σωματίδια της ύλης (άτομα, μόρια, ιόντα) βρίσκονται στις κορυφές - τους κόμβους του κρυσταλλικού πλέγματος. Οι κόμβοι του κρυσταλλικού πλέγματος συμπίπτουν με τη θέση της σταθερής ισορροπίας των σωματιδίων.
Τέτοια στερεά ονομάζονται κρυσταλλικά.

Υγρό

Τα υγρά έχουν ορισμένο όγκο, αλλά δεν έχουν το δικό τους σχήμα, παίρνουν το σχήμα του αγγείου στο οποίο βρίσκονται.
Η ελάχιστη δυναμική ενέργεια αλληλεπίδρασης των μορίων είναι συγκρίσιμη με την κινητική ενέργεια των μορίων.
Ασθενής αλληλεπίδραση σωματιδίων.
Η θερμική κίνηση των μορίων σε ένα υγρό εκφράζεται με ταλαντώσεις γύρω από τη θέση της σταθερής ισορροπίας εντός του όγκου που παρέχεται στο μόριο από τους γείτονές του

Τα μόρια δεν μπορούν να κινηθούν ελεύθερα σε ολόκληρο τον όγκο μιας ουσίας, αλλά είναι δυνατές οι μεταβάσεις των μορίων σε γειτονικά μέρη. Αυτό εξηγεί τη ρευστότητα του υγρού, την ικανότητα να αλλάζει το σχήμα του.

Στα υγρά, τα μόρια συνδέονται αρκετά ισχυρά μεταξύ τους με ελκτικές δυνάμεις, γεγονός που εξηγεί την αμετάβλητη του όγκου του υγρού.

Σε ένα υγρό, η απόσταση μεταξύ των μορίων είναι περίπου ίση με τη διάμετρο του μορίου. Με τη μείωση της απόστασης μεταξύ των μορίων (συμπίεση ενός υγρού), οι απωστικές δυνάμεις αυξάνονται απότομα, επομένως τα υγρά είναι ασυμπίεστα.

Όσον αφορά τη δομή τους και τη φύση της θερμικής κίνησης, τα υγρά καταλαμβάνουν μια ενδιάμεση θέση μεταξύ στερεών και αερίων.
Αν και η διαφορά μεταξύ υγρού και αερίου είναι πολύ μεγαλύτερη από ό,τι μεταξύ υγρού και στερεού. Για παράδειγμα, κατά την τήξη ή την κρυστάλλωση, ο όγκος ενός σώματος αλλάζει πολλές φορές λιγότερο από ό,τι κατά την εξάτμιση ή τη συμπύκνωση.

Τα αέρια δεν έχουν σταθερό όγκο και καταλαμβάνουν όλο τον όγκο του δοχείου στο οποίο βρίσκονται.
Η ελάχιστη δυναμική ενέργεια αλληλεπίδρασης των μορίων είναι μικρότερη από την κινητική ενέργεια των μορίων.
Τα σωματίδια της ύλης πρακτικά δεν αλληλεπιδρούν.
Τα αέρια χαρακτηρίζονται από πλήρη διαταραχή στη διάταξη και την κίνηση των μορίων.

Οι αποστάσεις μεταξύ των μορίων είναι συγκρίσιμες με τα μεγέθη των μορίων (υπό κανονικές συνθήκες) για

1. υγρά, άμορφα και κρυσταλλικά σώματα

   αέρια και υγρά

   αέρια, υγρά και κρυσταλλικά σώματα

Στα αέρια υπό κανονικές συνθήκες, η μέση απόσταση μεταξύ των μορίων

1. περίπου ίση με τη διάμετρο του μορίου

   μικρότερη από τη διάμετρο του μορίου

   περίπου 10 φορές τη διάμετρο του μορίου

   εξαρτάται από τη θερμοκρασία του αερίου

Η ελάχιστη σειρά στη διάταξη των σωματιδίων είναι χαρακτηριστική για

1. υγρά

   κρυσταλλικά σώματα

   άμορφα σώματα

Η απόσταση μεταξύ γειτονικών σωματιδίων μιας ουσίας, κατά μέσο όρο, είναι πολλές φορές μεγαλύτερη από το μέγεθος των ίδιων των σωματιδίων. Αυτή η δήλωση είναι συνεπής με το μοντέλο

1. μόνο μοντέλα δομών αερίου

   μόνο μοντέλα της δομής των άμορφων σωμάτων

   μοντέλα της δομής αερίων και υγρών

   μοντέλα της δομής των αερίων, υγρών και στερεών

Κατά τη μετάβαση του νερού από υγρή σε κρυσταλλική κατάσταση

1. η απόσταση μεταξύ των μορίων αυξάνεται

   τα μόρια αρχίζουν να ελκύουν το ένα το άλλο

   αυξανόμενη σειρά στη διάταξη των μορίων

   η απόσταση μεταξύ των μορίων μειώνεται

Σε σταθερή πίεση, η συγκέντρωση των μορίων αερίου αυξήθηκε κατά 5 φορές και η μάζα του δεν άλλαξε. Μέση κινητική ενέργεια μεταφορικής κίνησης μορίων αερίου

1. δεν έχει αλλάξει

   αυξήθηκε 5 φορές

   μειώθηκε κατά 5 φορές

   αυξήθηκε κατά τη ρίζα πέντε φορές

Ο πίνακας δείχνει τα σημεία τήξης και βρασμού ορισμένων ουσιών:

Επιλέξτε τη σωστή δήλωση.

Το σημείο τήξης του υδραργύρου είναι μεγαλύτερο από το σημείο βρασμού του αιθέρα

Το σημείο βρασμού του αλκοόλ είναι μικρότερο από το σημείο τήξης του υδραργύρου

Το σημείο βρασμού της αλκοόλης είναι μεγαλύτερο από το σημείο τήξης της ναφθαλίνης

Το σημείο βρασμού του αιθέρα είναι μικρότερο από το σημείο τήξης της ναφθαλίνης

Η θερμοκρασία του στερεού σώματος έπεσε κατά 17 ºС. Στην κλίμακα απόλυτης θερμοκρασίας, αυτή η αλλαγή ήταν

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

9. Σε δοχείο σταθερού όγκου υπάρχει ιδανικό αέριο σε ποσότητα 2 mol. Πώς πρέπει να μεταβάλλεται η απόλυτη θερμοκρασία ενός δοχείου με αέριο όταν απελευθερώνεται 1 mol αερίου από το δοχείο έτσι ώστε η πίεση του αερίου στα τοιχώματα του δοχείου να αυξάνεται κατά 2 φορές;

1) αύξηση κατά 2 φορές 3) αύξηση κατά 4 φορές

2) μείωση κατά 2 φορές 4) μείωση κατά 4 φορές

10. Σε θερμοκρασία T και πίεση p, ένα mole ιδανικού αερίου καταλαμβάνει όγκο V. Ποιος είναι ο όγκος του ίδιου αερίου, λαμβανόμενος σε ποσότητα 2 mol, σε πίεση 2p και θερμοκρασία 2T;

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

11. Η θερμοκρασία του υδρογόνου, που λαμβάνεται σε ποσότητα 3 mol, σε ένα δοχείο είναι ίση με Τ. Ποια είναι η θερμοκρασία του οξυγόνου, λαμβανόμενη σε ποσότητα 3 mol, σε δοχείο του ίδιου όγκου και στην ίδια πίεση ?

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

12. Σε δοχείο που κλείνει με έμβολο, υπάρχει ιδανικό αέριο. Ένα γράφημα της εξάρτησης της πίεσης του αερίου από τη θερμοκρασία με τις αλλαγές στην κατάστασή του φαίνεται στο σχήμα. Ποια κατάσταση του αερίου αντιστοιχεί στη μικρότερη τιμή όγκου;

1) Α 2) Β 3) Γ 4) Δ

13. Σε δοχείο σταθερού όγκου υπάρχει ένα ιδανικό αέριο, η μάζα του οποίου μεταβάλλεται. Το διάγραμμα δείχνει τη διαδικασία αλλαγής της κατάστασης του αερίου. Σε ποιο σημείο του διαγράμματος η μάζα του αερίου είναι η μεγαλύτερη;

1) Α 2) Β 3) Γ 4) Δ

14. Στην ίδια θερμοκρασία, ο κορεσμένος ατμός σε ένα κλειστό δοχείο διαφέρει από τον ακόρεστο ατμό στο ίδιο δοχείο

1) πίεση

2) την ταχύτητα κίνησης των μορίων

3) η μέση ενέργεια της χαοτικής κίνησης των μορίων

4) η απουσία ακαθαρσιών ξένων αερίων

15. Ποιο σημείο του διαγράμματος αντιστοιχεί στη μέγιστη πίεση αερίου;

δεν μπορώ να δώσω ακριβή απάντηση

17. Ένα μπαλόνι όγκου 2500 κυβικών μέτρων με μάζα κελύφους 400 kg έχει ένα άνοιγμα στον πυθμένα μέσω του οποίου θερμαίνεται ο αέρας στο μπαλόνι με καυστήρα. Σε ποια ελάχιστη θερμοκρασία πρέπει να θερμανθεί ο αέρας στο μπαλόνι για να απογειωθεί το μπαλόνι με φορτίο (καλάθι και αεροναύτη) βάρους 200 κιλών; Η θερμοκρασία περιβάλλοντος είναι 7ºС, η πυκνότητά του είναι 1,2 kg ανά κυβικό μέτρο. Το κέλυφος της σφαίρας υποτίθεται ότι είναι μη εκτατό.

ΜΚΤ και θερμοδυναμική

ΜΚΤ και θερμοδυναμική

Για αυτήν την ενότητα, κάθε επιλογή περιλάμβανε πέντε εργασίες με επιλογή

απάντηση, εκ των οποίων 4 είναι βασικές και 1 προχωρημένη. Με βάση τα αποτελέσματα των εξετάσεων

Έμαθα τα ακόλουθα στοιχεία περιεχομένου:

Εφαρμογή της εξίσωσης Mendeleev–Clapeyron;

Εξάρτηση της πίεσης του αερίου από τη συγκέντρωση των μορίων και τη θερμοκρασία.

Η ποσότητα θερμότητας κατά τη θέρμανση και την ψύξη (υπολογισμός).

Χαρακτηριστικά μεταφοράς θερμότητας.

Σχετική υγρασία αέρα (υπολογισμός);

Εργασία στη θερμοδυναμική (γραφική παράσταση);

Εφαρμογή της εξίσωσης κατάστασης ενός αερίου.

Μεταξύ των εργασιών του βασικού επιπέδου δυσκολίας, τέθηκαν τα ακόλουθα ερωτήματα:

1) Αλλαγή στην εσωτερική ενέργεια σε διάφορες ισοδιεργασίες (για παράδειγμα, όταν

ισοχορική αύξηση της πίεσης) - 50% ολοκλήρωσης.

2) Γραφήματα ισοδιεργασιών - 56%.

Παράδειγμα 5

Η σταθερή μάζα ενός ιδανικού αερίου εμπλέκεται στη διαδικασία που παρουσιάζεται

στην εικόνα. Η υψηλότερη πίεση αερίου επιτυγχάνεται στη διαδικασία

1) στο σημείο 1

2) σε ολόκληρο το τμήμα 1–2

3) στο σημείο 3

4) σε ολόκληρο το τμήμα 2–3

Απάντηση: 1

3) Προσδιορισμός υγρασίας αέρα - 50%. Αυτές οι εργασίες περιελάμβαναν μια φωτογραφία

ψυχόμετρο, σύμφωνα με το οποίο ήταν απαραίτητο να ληφθούν μετρήσεις ξηρού και υγρού

θερμόμετρα και, στη συνέχεια, προσδιορίστε την υγρασία του αέρα χρησιμοποιώντας το εξάρτημα

ψυχομετρικός πίνακας που δίνεται στην εργασία.

4) Εφαρμογή του πρώτου νόμου της θερμοδυναμικής. Αυτά τα καθήκοντα ήταν τα περισσότερα

δύσκολο μεταξύ των εργασιών του βασικού επιπέδου σε αυτό το τμήμα - 45%. Εδώ

ήταν απαραίτητο να χρησιμοποιήσετε το γράφημα, να προσδιορίσετε τον τύπο της ισοδιαδικασίας

(χρησιμοποιούνταν είτε ισόθερμες είτε ισόχωρες) και σύμφωνα με αυτό

προσδιορίστε τη μία από τις παραμέτρους που δίνονται στην άλλη.

Μεταξύ των εργασιών προχωρημένου επιπέδου, παρουσιάστηκαν υπολογιστικές εργασίες για

εφαρμογή της εξίσωσης κατάστασης αερίου, με την οποία ανταπεξήλθε κατά μέσο όρο 54%.

μαθητές, καθώς και εργασίες που χρησιμοποιήθηκαν στο παρελθόν για τον προσδιορισμό της αλλαγής

παραμέτρους ενός ιδανικού αερίου σε μια αυθαίρετη διαδικασία. Αντιμετώπισή τους με επιτυχία

μόνο μια ομάδα ισχυρών αποφοίτων και το μέσο ποσοστό ολοκλήρωσης ήταν 45%.

Μία από αυτές τις εργασίες φαίνεται παρακάτω.

Παράδειγμα 6

Ένα ιδανικό αέριο περιέχεται σε ένα δοχείο που κλείνει με ένα έμβολο. Επεξεργάζομαι, διαδικασία

η μεταβολή της κατάστασης του αερίου φαίνεται στο διάγραμμα (βλ. σχήμα). Πως

άλλαξε ο όγκος του αερίου κατά τη μετάβασή του από την κατάσταση Α στην κατάσταση Β;

1) αυξανόταν συνεχώς

2) μειώθηκε συνεχώς

3) πρώτα αυξήθηκε, μετά μειώθηκε

4) πρώτα μειώθηκε, μετά αυξήθηκε

Απάντηση: 1

Δραστηριότητες Ποσότητα

θέσεις εργασίας %

φωτογραφίες2 10-12 25,0-30,0

4. ΦΥΣΙΚΗ

4.1. Χαρακτηριστικά των υλικών μέτρησης ελέγχου στη φυσική

2007

Το εξεταστικό χαρτί για την ενιαία κρατική εξέταση του 2007 είχε

ίδια δομή με τα δύο προηγούμενα χρόνια. Αποτελούνταν από 40 εργασίες,

διαφέρουν ως προς τη μορφή παρουσίασης και το επίπεδο πολυπλοκότητας. Στο πρώτο μέρος της εργασίας

Συμπεριλήφθηκαν 30 εργασίες με επιλογή απαντήσεων, όπου δόθηκε κάθε εργασία

τέσσερις πιθανές απαντήσεις, εκ των οποίων μόνο μία ήταν σωστή. Το δεύτερο μέρος περιείχε 4

ερωτήσεις σύντομης απάντησης. Ήταν υπολογιστικά προβλήματα, μετά την επίλυση

που απαιτούσε η απάντηση να δίνεται ως αριθμός. Το τρίτο μέρος της εξέτασης

εργασία - αυτές είναι 6 εργασίες υπολογισμού, στις οποίες ήταν απαραίτητο να φέρετε μια πλήρη

διευρυμένη λύση. Ο συνολικός χρόνος για την ολοκλήρωση της εργασίας ήταν 210 λεπτά.

Κωδικοποιητής και Προδιαγραφή Στοιχείων Εκπαιδευτικού Περιεχομένου

τα γραπτά των εξετάσεων συντάχθηκαν με βάση το Υποχρεωτικό Ελάχιστο

1999 No. 56) και έλαβε υπόψη την ομοσπονδιακή συνιστώσα του κρατικού προτύπου

δευτεροβάθμια (πλήρη) εκπαίδευση στη φυσική, επίπεδο προφίλ (Διαταγή Υπουργείου Άμυνας με ημερομηνία 5

Μάρτιος 2004 Αρ. 1089). Ο κωδικοποιητής στοιχείου περιεχομένου δεν έχει αλλάξει από τότε

σε σύγκριση με το 2006 και περιελάμβανε μόνο εκείνα τα στοιχεία που είναι ταυτόχρονα

υπάρχουν όπως στην ομοσπονδιακή συνιστώσα του κρατικού προτύπου

(επίπεδο προφίλ, 2004), και στην Υποχρεωτική ελάχιστη συντήρηση

Εκπαίδευση 1999

Σε σύγκριση με τα υλικά μέτρησης ελέγχου του 2006 στις παραλλαγές

Η ΧΡΗΣΗ 2007 έχει τροποποιηθεί με δύο τρόπους. Το πρώτο από αυτά ήταν η αναδιανομή

εργασίες στο πρώτο μέρος της εργασίας σε θεματική βάση. Ανεξάρτητα από τη δυσκολία

(βασικά ή προχωρημένα επίπεδα), πρώτα ακολούθησαν όλες οι εργασίες στη μηχανική και μετά

στο ΜΚΤ και στη θερμοδυναμική, στην ηλεκτροδυναμική και, τέλος, στην κβαντική φυσική. Δεύτερος

η αλλαγή αφορούσε τη σκόπιμη εισαγωγή καθηκόντων που ελέγχουν

διαμόρφωση μεθοδολογικών δεξιοτήτων. Το 2007, οι εργασίες του A30 εξέτασαν δεξιότητες

αναλύουν τα αποτελέσματα των πειραματικών μελετών που εκφράζονται ως

πίνακες ή γραφήματα, καθώς και δημιουργία γραφημάτων με βάση τα αποτελέσματα του πειράματος. Επιλογή

οι εργασίες για τη γραμμή A30 πραγματοποιήθηκαν με βάση την ανάγκη επαλήθευσης σε αυτό

σειρά παραλλαγών ενός τύπου δραστηριότητας και, κατά συνέπεια, ανεξάρτητα από

θεματική συσχέτιση μιας συγκεκριμένης εργασίας.

Στο εξεταστικό χαρτί, εργασίες βασικών, προχωρημένων

και υψηλά επίπεδα δυσκολίας. Οι εργασίες του βασικού επιπέδου δοκίμασαν την αφομοίωση των περισσότερων

σημαντικές φυσικές έννοιες και νόμοι. Αυξημένα καθήκοντα υπό επίβλεψη

την ικανότητα χρήσης αυτών των εννοιών και νόμων για την ανάλυση πιο περίπλοκων διαδικασιών ή

η ικανότητα επίλυσης προβλημάτων για την εφαρμογή ενός ή δύο νόμων (τύποι) για οποιοδήποτε από

θέματα σχολικής φυσικής. Υπολογίζονται εργασίες υψηλού επιπέδου πολυπλοκότητας

εργασίες που αντικατοπτρίζουν το επίπεδο των απαιτήσεων για τις εισαγωγικές εξετάσεις στο πανεπιστήμιο και

απαιτούν την εφαρμογή γνώσεων από δύο ή τρεις ενότητες της φυσικής ταυτόχρονα σε μια τροποποιημένη ή

νέα κατάσταση.

Το KIM 2007 περιλάμβανε εργασίες για όλο το κύριο περιεχόμενο

τμήματα του μαθήματος της φυσικής:

1) «Μηχανική» (κινητική, δυναμική, στατική, νόμοι διατήρησης στη μηχανική,

μηχανικές δονήσεις και κύματα).

2) «Μοριακή φυσική. Θερμοδυναμική";

3) «Ηλεκτροδυναμική» (ηλεκτροστατική, συνεχές ρεύμα, μαγνητικό πεδίο,

ηλεκτρομαγνητική επαγωγή, ηλεκτρομαγνητικές ταλαντώσεις και κύματα, οπτική).

4) "Κβαντική φυσική" (στοιχεία SRT, δυϊσμός σωματικών κυμάτων, φυσική

άτομο, πυρηνική φυσική).

Ο Πίνακας 4.1 δείχνει την κατανομή των εργασιών ανά μπλοκ περιεχομένου σε καθένα

μέρος του εξεταστικού γραπτού.

Πίνακας 4.1

ανάλογα με το είδος των εργασιών

Όλη δουλειά

(με επιλογή

(με συντομία

% θέσεων εργασίας Αρ.

% θέσεων εργασίας Αρ.

θέσεις εργασίας %

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

2 MKT και θερμοδυναμική 8-10 20,0-25,0 6-7 15,0-17,5 1 2,5 1-2 2,5-5,0

3 Ηλεκτροδυναμική 12-14 30,0-35,5 9-10 22,5-15,0 2 5,0 2-3 5,0-7,5

4 Κβαντική φυσική και

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

Ο Πίνακας 4.2 δείχνει την κατανομή των εργασιών ανά μπλοκ περιεχομένου

ανάλογα με το επίπεδο δυσκολίας.

Τραπέζι4.2

Κατανομή εργασιών ανά τμήματα του μαθήματος της φυσικής

ανάλογα με το επίπεδο δυσκολίας

Όλη δουλειά

Ένα βασικό επίπεδο

(με επιλογή

υπερυψωμένο

(με επιλογή απάντησης

και σύντομη

Υψηλό επίπεδο

(με εκτεταμένη

Ενότητα απαντήσεων)

% θέσεων εργασίας Αρ.

% θέσεων εργασίας Αρ.

% θέσεων εργασίας Αρ.

θέσεις εργασίας %

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

2 MKT και θερμοδυναμική 8-10 20,0-25,0 5-6 12,5-15,0 2 5,0 1-2 2,5-5,0

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

4 Κβαντική φυσική και

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

Κατά την ανάπτυξη του περιεχομένου της εξεταστικής εργασίας ελήφθη υπόψη

την ανάγκη ελέγχου της κυριαρχίας διαφόρων δραστηριοτήτων. Εν

Οι εργασίες καθεμιάς από τις σειρές επιλογών επιλέχθηκαν λαμβάνοντας υπόψη την κατανομή ανά τύπο

δραστηριότητες που παρουσιάζονται στον πίνακα 4.3.

1 Η αλλαγή στον αριθμό των εργασιών για κάθε ένα από τα θέματα σχετίζεται με διαφορετικά θέματα σύνθετων εργασιών C6 και

εργασίες A30, έλεγχος μεθοδολογικών δεξιοτήτων στο υλικό διαφορετικών τμημάτων της φυσικής, σε

διαφορετικές σειρές επιλογών.

Τραπέζι4.3

Κατανομή εργασιών ανά τύπο δραστηριότητας

Δραστηριότητες Ποσότητα

θέσεις εργασίας %

1 Κατανόηση της φυσικής σημασίας μοντέλων, εννοιών, ποσοτήτων 4-5 10.0-12.5

2 Εξηγήστε τα φυσικά φαινόμενα, διακρίνετε την επιρροή διαφόρων

παράγοντες για την πορεία των φαινομένων, εκδηλώσεις φαινομένων στη φύση ή

χρήση τους σε τεχνικές συσκευές και στην καθημερινή ζωή

3 Εφαρμόστε τους νόμους της φυσικής (τύπους) για να αναλύσετε διαδικασίες

επίπεδο ποιότητας 6-8 15,0-20,0

4 Εφαρμόστε τους νόμους της φυσικής (τύπους) για να αναλύσετε τις διαδικασίες

υπολογισμένο επίπεδο 10-12 25,0-30,0

5 Αναλύστε τα αποτελέσματα των πειραματικών μελετών 1-2 2.5-5.0

6 Αναλύστε πληροφορίες που λαμβάνονται από γραφήματα, πίνακες, διαγράμματα,

φωτογραφίες2 10-12 25,0-30,0

7 Επίλυση προβλημάτων διαφόρων επιπέδων πολυπλοκότητας 13-14 32,5-35,0

Όλες οι εργασίες του πρώτου και του δεύτερου μέρους του γραπτού εξέτασης αξιολογήθηκαν στο 1

πρωταρχική βαθμολογία. Οι λύσεις στα προβλήματα του τρίτου μέρους (С1-С6) ελέγχθηκαν από δύο ειδικούς

σύμφωνα με τα γενικευμένα κριτήρια αξιολόγησης, λαμβάνοντας υπόψη την ορθότητα και

πληρότητα της απάντησης. Η μέγιστη βαθμολογία για όλες τις εργασίες με λεπτομερή απάντηση ήταν 3

σημεία. Η εργασία θεωρήθηκε λυμένη εάν ο μαθητής σημείωσε τουλάχιστον 2 βαθμούς για αυτήν.

Με βάση τα μόρια που αποδίδονται για την ολοκλήρωση όλων των εργασιών της εξέτασης

η εργασία μεταφράστηκε σε βαθμολογίες «τεστ» σε κλίμακα 100 βαθμών και σε βαθμούς

σε μια πεντάβαθμη κλίμακα. Ο Πίνακας 4.4 αντικατοπτρίζει τη σχέση μεταξύ των πρωτογενών,

βαθμοί δοκιμής σε ένα σύστημα πέντε σημείων τα τελευταία τρία χρόνια.

Τραπέζι4.4

Πρωτεύουσα αναλογία βαθμολογίας, βαθμολογίες τεστ και σχολικοί βαθμοί

Έτη, σημεία 2 3 4 5

δημοτικό 2007 0-11 12-22 23-35 36-52

τεστ 0-32 33-51 52-68 69-100

2006 δημοτικά 0-9 10-19 20-33 34-52

τεστ 0-34 35-51 52-69 70-100

2005 δημοτικά 0-10 11-20 21-35 36-52

τεστ 0-33 34-50 51-67 68-100

Η σύγκριση των ορίων της πρωτοβάθμιας βαθμολογίας δείχνει ότι φέτος οι συνθήκες

οι αντίστοιχες βαθμολογίες ήταν πιο αυστηρές από το 2006, αλλά

αντιστοιχούσε περίπου στις συνθήκες του 2005. Αυτό οφειλόταν στο ότι στο παρελθόν

έτος, η ενιαία εξέταση στη φυσική πέρασε όχι μόνο από όσους επρόκειτο να εισέλθουν στα πανεπιστήμια

στο σχετικό προφίλ, αλλά και σχεδόν το 20% των μαθητών (από το σύνολο των αιτούντων),

που σπούδασαν φυσική σε βασικό επίπεδο (για αυτούς, αυτή η εξέταση ήταν με απόφαση

απαιτείται περιοχή).

Συνολικά, 40 επιλογές προετοιμάστηκαν για την εξέταση το 2007,

που ήταν πέντε σειρές από 8 επιλογές, που δημιουργήθηκαν σύμφωνα με διαφορετικά σχέδια.

Η σειρά των παραλλαγών διέφερε ως προς τα στοιχεία και τους τύπους ελεγχόμενου περιεχομένου.

δραστηριότητες για την ίδια σειρά εργασιών, αλλά σε γενικές γραμμές είχαν όλες περίπου

2 Στην περίπτωση αυτή, εννοούμε τη μορφή παρουσίασης των πληροφοριών στο κείμενο της εργασίας ή τους αποσπούν την προσοχή,

ώστε η ίδια εργασία να μπορεί να ελέγξει δύο δραστηριότητες.

το ίδιο μέσο επίπεδο δυσκολίας και αντιστοιχούσε στο σχέδιο της εξέτασης

της εργασίας που δίνεται στο Παράρτημα 4.1.

4.2. Χαρακτηριστικά των συμμετεχόντων USE στη φυσική2007 της χρονιάς

Ο αριθμός των συμμετεχόντων στη ΧΡΗΣΗ στη φυσική ανήλθε φέτος σε 70.052 άτομα, που

σημαντικά χαμηλότερα από ό,τι το προηγούμενο έτος, και περίπου συμβαδίζει με τους δείκτες

2005 (βλ. πίνακα 4.5). Ο αριθμός των περιοχών στις οποίες οι απόφοιτοι συμμετείχαν στο USE

φυσικής, αυξήθηκε σε 65. Ο αριθμός των αποφοίτων που επέλεξαν τη φυσική στη μορφή

ΧΡΗΣΗ, διαφέρει σημαντικά για διαφορετικές περιοχές: από 5316 άτομα. στη Δημοκρατία

Ταταρστάν έως 51 άτομα στην Αυτόνομη Περιφέρεια Nenets. Ως ποσοστό των

ο συνολικός αριθμός των αποφοίτων, ο αριθμός των συμμετεχόντων στη ΧΡΗΣΗ στη φυσική κυμαίνεται από

0,34% στη Μόσχα έως 19,1% στην περιοχή Σαμάρα.

Τραπέζι4.5

Αριθμός Συμμετεχόντων στις Εξετάσεις

Αριθμός έτους Κορίτσια Αγόρια

περιφέρειες

Αριθμός συμμετεχόντων % Αριθμός %

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

Οι εξετάσεις φυσικής επιλέγονται κυρίως από νεαρούς άνδρες, και μόνο το ένα τέταρτο

από το σύνολο των συμμετεχόντων είναι κορίτσια που επέλεξαν να συνεχίσουν

εκπαιδευτικά πανεπιστήμια φυσικού και τεχνικού προφίλ.

Η κατανομή των συμμετεχόντων στις εξετάσεις κατά

τύπους οικισμών (βλ. πίνακα 4.6). Σχεδόν οι μισοί από τους πτυχιούχους που πήραν

Ενιαία Κρατική Εξέταση στη Φυσική, ζει σε μεγάλες πόλεις, και μόνο το 20% είναι μαθητές που έχουν ολοκληρώσει

αγροτικά σχολεία.

Τραπέζι4.6

Κατανομή των συμμετεχόντων στις εξετάσεις ανά τύπο οικισμών, στο οποίο

βρίσκονται τα εκπαιδευτικά τους ιδρύματα

Αριθμός εξεταζομένων Ποσοστό

Είδος οικισμού που εξετάστηκε

Οικισμός αγροτικού τύπου (χωριό,

χωριό, αγρόκτημα κ.λπ.) 13.767 18.107 14.281 20,0 20,0 20,4

Αστικός οικισμός

(εργατικός οικισμός, αστικός οικισμός

τύπος, κλπ.)

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

Πόλη με πληθυσμό μικρότερο από 50 χιλιάδες άτομα 7.427 10.810 7.965 10,8 12,0 11,4

Πόλη με πληθυσμό 50-100 χιλιάδες άτομα 6.063 8.757 7.088 8,8 9,7 10,1

Πόλη με πληθυσμό 100-450 χιλιάδες άτομα 16.195 17.673 14.630 23,5 19,5 20,9

Πόλη με πληθυσμό 450-680 χιλιάδες άτομα 7.679 11.799 7.210 11,1 13,1 10,3

Μια πόλη με πληθυσμό άνω των 680.000 κατοίκων.

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

Αγία Πετρούπολη - 72 7 - 0,1 0,01

Μόσχα - 224 259 - 0,2 0,3

Χωρίς δεδομένα – 339 – – 0,4 –

Σύνολο 68.916 90.389 70.052 100% 100% 100%

3 Το 2006, σε μία από τις περιφέρειες, οι εισαγωγικές εξετάσεις στα πανεπιστήμια στη φυσική πραγματοποιήθηκαν μόνο στο

Μορφή ΧΡΗΣΗΣ. Αυτό οδήγησε σε τόσο σημαντική αύξηση του αριθμού των συμμετεχόντων στις εξετάσεις.

Η σύνθεση των συμμετεχόντων στις εξετάσεις ανά τύπο εκπαιδευτικών ιδρυμάτων πρακτικά δεν αλλάζει.

ιδρύματα (βλ. πίνακα 4.7). Όπως και πέρυσι, η συντριπτική πλειοψηφία

από αυτούς που εξετάστηκαν αποφοίτησαν από ιδρύματα γενικής εκπαίδευσης και μόνο το 2% περίπου

απόφοιτοι προσήλθαν στις εξετάσεις από εκπαιδευτικά ιδρύματα πρωτοβάθμιας ή

δευτεροβάθμιας επαγγελματικής εκπαίδευσης.

Τραπέζι4.7

Κατανομή των συμμετεχόντων στις εξετάσεις ανά τύπο εκπαιδευτικών ιδρυμάτων

Αριθμός

εξεταζομένων

Τοις εκατό

Είδος εκπαιδευτικού ιδρύματος που εξετάστηκε

2006 σολ. 2007 σολ. 2006 σολ. 2007 σολ.

ιδρύματα γενικής εκπαίδευσης 86.331 66.849 95,5 95,4

Εσπερινή (βάρδια) γενική εκπαίδευση

ιδρύματα 487 369 0,5 0,5

Οικοτροφείο Γενικής Παιδείας,

σχολείο δόκιμων, οικοτροφείο με

αρχική πτητική εκπαίδευση

1 144 1 369 1,3 2,0

Εκπαιδευτικά ιδρύματα πρωτοβάθμιας και

δευτεροβάθμια επαγγελματική εκπαίδευση 1.469 1.333 1,7 1,9

Χωρίς δεδομένα 958 132 1,0 0,2

Σύνολο: 90.389 70.052 100% 100%

4.3. Τα κύρια αποτελέσματα της εξέτασης λειτουργούν στη φυσική

Σε γενικές γραμμές, τα αποτελέσματα των εργασιών εξέτασης το 2007 ήταν

ελαφρώς υψηλότερα από πέρυσι, αλλά περίπου στο ίδιο επίπεδο με

στοιχεία για το προηγούμενο έτος. Ο Πίνακας 4.8 δείχνει τα αποτελέσματα της ΧΡΗΣΗΣ στη φυσική το 2007.

σε μια πεντάβαθμη κλίμακα, και στον πίνακα 4.9 και στο σχ. 4.1 - στις βαθμολογίες των τεστ σε 100-

βαθμολογική κλίμακα. Για λόγους σαφήνειας της σύγκρισης, τα αποτελέσματα παρουσιάζονται σε σύγκριση με

τα δύο προηγούμενα χρόνια.

Τραπέζι4.8

Κατανομή των συμμετεχόντων στις εξετάσεις ανά επίπεδο

εκπαίδευση(ποσοστό επί του συνόλου)

Έτη "2" Σημειώνει "n3o" 5 βαθμούς "b4n" στην κλίμακα "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%

Τραπέζι4.9

Κατανομή των συμμετεχόντων στις εξετάσεις

με βάση τις βαθμολογίες των τεστ2005-2007 gg.

Διάστημα κλίμακας βαθμολογίας δοκιμής έτους

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

Βαθμολογία δοκιμής

Ποσοστό μαθητών που έλαβαν

αντίστοιχη βαθμολογία του τεστ

Ρύζι. 4.1 Κατανομή των συμμετεχόντων στις εξετάσεις ανά βαθμολογίες που ελήφθησαν

Ο Πίνακας 4.10 συγκρίνει την κλίμακα στις βαθμολογίες του τεστ σε 100 μονάδες

κλίμακα με τα αποτελέσματα ολοκλήρωσης των εργασιών της επιλογής εξέτασης στην πρωτοβάθμια

Τραπέζι4.10

Σύγκριση διαστημάτων βαθμολογιών πρωτοβάθμιας και δοκιμασίας σε2007 έτος

Διάστημα κλίμακας

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

Διάστημα κλίμακας

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

Για να συγκεντρώσει 35 βαθμούς (βαθμολογία 3, βασική βαθμολογία - 13) ο εξεταζόμενος

ήταν αρκετό για να απαντηθούν σωστά οι 13 πιο απλές ερωτήσεις του πρώτου μέρους

δουλειά. Για να συγκεντρώσει 65 βαθμούς (βαθμός 4, βαθμολογία πρωτοβάθμιας - 34), ο απόφοιτος πρέπει

ήταν, για παράδειγμα, να απαντήσει σωστά σε 25 εργασίες με επιλογή απαντήσεων, να λύσει τρεις στις τέσσερις

προβλήματα σύντομων απαντήσεων και δύο ακόμη προβλήματα υψηλού επιπέδου

δυσκολίες. Όσοι έλαβαν 85 βαθμούς (βαθμολογία 5, βαθμολογία πρωτοβάθμιας εκπαίδευσης 46) πρακτικά

εκτέλεσε τέλεια το πρώτο και το δεύτερο μέρος της εργασίας και έλυσε τουλάχιστον τέσσερις εργασίες

τρίτο μέρος.

Το καλύτερο από τα καλύτερα (εύρος από 91 έως 100 πόντους) δεν χρειάζεται μόνο

πλοηγηθείτε ελεύθερα σε όλα τα θέματα του σχολικού μαθήματος της φυσικής, αλλά και στην πράξη

αποφύγετε ακόμη και τεχνικά λάθη. Έτσι, για να πάρετε 94 βαθμούς (πρωτοβάθμια βαθμολογία

– 49) ήταν δυνατό να «μη λάβετε» μόνο 3 βασικούς βαθμούς, επιτρέποντας, για παράδειγμα,

αριθμητικά λάθη στην επίλυση ενός από τα προβλήματα υψηλού επιπέδου πολυπλοκότητας

και κάνετε λάθος στην απάντηση σε δύο οποιεσδήποτε ερωτήσεις με επιλογή απαντήσεων.

Δυστυχώς φέτος δεν υπήρξε αύξηση στον αριθμό των αποφοίτων που βαθμολόγησαν

σύμφωνα με τα αποτελέσματα της εξέτασης στη φυσική, τη μέγιστη δυνατή βαθμολογία. Πίνακας 4.11

δίνεται ο αριθμός των 100 μορίων για την τελευταία τετραετία.

Τραπέζι4.11

Αριθμός ατόμων που εξετάστηκαν, βαθμολογήθηκε στα αποτελέσματα των εξετάσεων100 σημεία

Έτος 2004 2005 2006 2007

Αριθμός μαθητών 6 23 33 28

Οι ηγέτες αυτής της χρονιάς είναι 27 αγόρια και μόνο ένα κορίτσι (Romanova A.I. από

γυμνάσιο Novovoronezh No. 1). Όπως και πέρυσι, μεταξύ των αποφοίτων του Λυκείου Νο 153

Ufa - δύο μαθητές ταυτόχρονα που σημείωσαν 100 πόντους ο καθένας. Τα ίδια αποτελέσματα (δύο 100-

ballnik) και πέτυχε το γυμνάσιο Νο. 4 που πήρε το όνομά του. ΟΠΩΣ ΚΑΙ. Ο Πούσκιν στο Yoshkar-Ola.

Ποια είναι η μέση απόσταση μεταξύ των μορίων των κορεσμένων υδρατμών στους 100°C;

Task No. 4.1.65 από τη "Συλλογή εργασιών για την προετοιμασία για εισαγωγικές εξετάσεις στη φυσική στο USPTU"

Δεδομένος:

\(t=100^\circ\) C, \(l-?\)

Η λύση του προβλήματος:

Θεωρήστε τους υδρατμούς σε κάποια αυθαίρετη ποσότητα ίση με \(\nu\) mol. Για να προσδιορίσετε τον όγκο \ (V \) που καταλαμβάνει μια δεδομένη ποσότητα υδρατμών, πρέπει να χρησιμοποιήσετε την εξίσωση Clapeyron-Mendeleev:

Σε αυτόν τον τύπο, \(R\) είναι η καθολική σταθερά αερίου, ίση με 8,31 J/(mol·K). Η πίεση των κορεσμένων υδρατμών \(p\) σε θερμοκρασία 100 ° C είναι 100 kPa, αυτό είναι ένα γνωστό γεγονός και κάθε μαθητής πρέπει να το γνωρίζει.

Για να προσδιορίσουμε τον αριθμό των μορίων υδρατμών \(N\), χρησιμοποιούμε τον ακόλουθο τύπο:

Εδώ \(N_A\) είναι ο αριθμός του Avogadro, ίσος με 6,023 10 23 1/mol.

Στη συνέχεια, για κάθε μόριο υπάρχει ένας κύβος όγκου \(V_0\), που προφανώς καθορίζεται από τον τύπο:

\[(V_0) = \frac(V)(N)\]

\[(V_0) = \frac((\nu RT))((p\nu (N_A))) = \frac((RT))((p(N_A)))\]

Τώρα κοιτάξτε το διάγραμμα για το πρόβλημα. Κάθε μόριο βρίσκεται συμβατικά στον δικό του κύβο, η απόσταση μεταξύ δύο μορίων μπορεί να ποικίλλει από 0 έως \(2d\), όπου \(d\) είναι το μήκος της άκρης του κύβου. Η μέση απόσταση \(l\) θα είναι ίση με το μήκος της άκρης του κύβου \(d\):

Το μήκος άκρου \(d\) μπορεί να βρεθεί ως εξής:

Ως αποτέλεσμα, παίρνουμε τον ακόλουθο τύπο:

Ας μετατρέψουμε τη θερμοκρασία στην κλίμακα Kelvin και ας υπολογίσουμε την απάντηση:

Απάντηση: 3,72 nm.

Εάν δεν καταλαβαίνετε τη λύση και έχετε κάποια ερώτηση ή βρείτε κάποιο σφάλμα, τότε μη διστάσετε να αφήσετε ένα σχόλιο παρακάτω.