1. Struktura e trupave të gaztë, të lëngët dhe të ngurtë

Teoria kinetike molekulare bën të mundur të kuptojmë pse një substancë mund të ekzistojë në gjendje të gaztë, të lëngët dhe të ngurtë.
Gazrat. Në gazra, distanca midis atomeve ose molekulave është mesatarisht shumë herë më e madhe se madhësia e vetë molekulave ( Fig.8.5). Për shembull, në presionin atmosferik, vëllimi i një ene është dhjetëra mijëra herë më i madh se vëllimi i molekulave në të.

Gazrat kompresohen lehtësisht, dhe distanca mesatare midis molekulave zvogëlohet, por forma e molekulës nuk ndryshon ( Fig.8.6).

Molekulat lëvizin me shpejtësi të madhe - qindra metra në sekondë - në hapësirë. Kur përplasen, ata kërcejnë nga njëri-tjetri në drejtime të ndryshme si topat e bilardos. Forcat e dobëta tërheqëse të molekulave të gazit nuk janë në gjendje t'i mbajnë ato pranë njëra-tjetrës. Kjo është arsyeja pse gazrat mund të zgjerohen pafundësisht. Ata nuk ruajnë formën dhe vëllimin.
Ndikimet e shumta të molekulave në muret e enës krijojnë presionin e gazit.

Lëngjet. Molekulat e lëngut ndodhen pothuajse afër njëra-tjetrës ( Fig.8.7), kështu që një molekulë e lëngshme sillet ndryshe nga një molekulë gazi. Në lëngje, ekziston i ashtuquajturi rendi me rreze të shkurtër, d.m.th., rregullimi i renditur i molekulave mbahet në distanca të barabarta me disa diametra molekularë. Molekula lëkundet rreth pozicionit të saj të ekuilibrit, duke u përplasur me molekulat fqinje. Vetëm herë pas here ajo bën një "kërcim" tjetër, duke u futur në një pozicion të ri ekuilibri. Në këtë pozicion ekuilibri, forca refuzuese është e barabartë me forcën tërheqëse, d.m.th., forca totale e ndërveprimit të molekulës është zero. Koha jetë e vendosur molekulat e ujit, d.m.th., koha e dridhjeve të tij rreth një pozicioni specifik ekuilibri në temperaturën e dhomës, është mesatarisht 10 -11 s. Koha e një lëkundjeje është shumë më e vogël (10 -12 -10 -13 s). Me rritjen e temperaturës, koha e qëndrimit të molekulave zvogëlohet.

Natyra e lëvizjes molekulare në lëngje, e krijuar për herë të parë nga fizikani sovjetik Ya.I Frenkel, na lejon të kuptojmë vetitë themelore të lëngjeve.
Molekulat e lëngshme janë të vendosura drejtpërdrejt pranë njëra-tjetrës. Ndërsa vëllimi zvogëlohet, forcat refuzuese bëhen shumë të mëdha. Kjo shpjegon kompresueshmëri e ulët e lëngjeve.
Siç dihet, lëngjet janë të lëngshme, domethënë nuk e ruajnë formën e tyre. Kjo mund të shpjegohet në këtë mënyrë. Forca e jashtme nuk ndryshon dukshëm numrin e kërcimeve molekulare për sekondë. Por kërcimet e molekulave nga një pozicion i palëvizshëm në tjetrin ndodhin kryesisht në drejtim të forcës së jashtme ( Fig.8.8). Kjo është arsyeja pse lëngu rrjedh dhe merr formën e enës.

Lëndët e ngurta. Atomet ose molekulat e lëndëve të ngurta, ndryshe nga atomet dhe molekulat e lëngjeve, dridhen rreth pozicioneve të caktuara të ekuilibrit. Për këtë arsye, lëndët e ngurta ruajnë jo vetëm vëllimin, por edhe formën. Energjia potenciale e bashkëveprimit ndërmjet molekulave të ngurta është dukshëm më e madhe se energjia e tyre kinetike.
Ekziston një ndryshim tjetër i rëndësishëm midis lëngjeve dhe trupave të ngurtë. Një lëng mund të krahasohet me një turmë njerëzish, ku individët individualë po tunden pa pushim në vend dhe një trup i ngurtë është si një grup i hollë i të njëjtëve individë të cilët, megjithëse nuk i kushtojnë vëmendje, mbajnë mesatarisht distanca të caktuara midis tyre. . Nëse lidhni qendrat e pozicioneve të ekuilibrit të atomeve ose joneve të një trupi të ngurtë, ju merrni një rrjetë të rregullt hapësinore të quajtur kristalore.
Figurat 8.9 dhe 8.10 tregojnë grilat kristalore të kripës së tryezës dhe diamantit. Rendi i brendshëm në renditjen e atomeve në kristale çon në forma të rregullta gjeometrike të jashtme.

Figura 8.11 tregon diamantet Yakut.

Në një gaz, distanca l ndërmjet molekulave është shumë më e madhe se madhësia e molekulave 0:" l>>r 0 .
Për lëngjet dhe trupat e ngurtë l≈r 0. Molekulat e një lëngu janë të rregulluara në mënyrë të çrregullt dhe herë pas here kërcejnë nga një pozicion i vendosur në tjetrin.
Lëndët e ngurta kristalore kanë molekula (ose atome) të rregulluara në mënyrë strikte.

2. Gazi ideal në teorinë kinetike molekulare

Studimi i çdo fushe të fizikës gjithmonë fillon me prezantimin e një modeli të caktuar, në kuadrin e të cilit zhvillohet studimi i mëtejshëm. Për shembull, kur studionim kinematikën, modeli i trupit ishte një pikë materiale, etj. Siç mund ta keni marrë me mend, modeli nuk do të korrespondojë kurrë me proceset që ndodhin në të vërtetë, por shpesh i afrohet kësaj korrespondence.

Fizika molekulare, dhe në veçanti MCT, nuk është përjashtim. Shumë shkencëtarë kanë punuar në problemin e përshkrimit të modelit që nga shekulli i tetëmbëdhjetë: M. Lomonosov, D. Joule, R. Clausius (Fig. 1). Ky i fundit, në fakt, prezantoi modelin ideal të gazit në 1857. Një shpjegim cilësor i vetive themelore të një substance bazuar në teorinë kinetike molekulare nuk është veçanërisht i vështirë. Megjithatë, teoria që vendos lidhje sasiore midis sasive të matura eksperimentalisht (presionit, temperaturës, etj.) dhe vetive të vetë molekulave, numrit dhe shpejtësisë së lëvizjes së tyre, është shumë komplekse. Në një gaz në presion normal, distanca midis molekulave është shumë herë më e madhe se dimensionet e tyre. Në këtë rast, forcat e ndërveprimit ndërmjet molekulave janë të papërfillshme dhe energjia kinetike e molekulave është shumë më e madhe se energjia potenciale e bashkëveprimit. Molekulat e gazit mund të mendohen si pika materiale ose topa shumë të vegjël të ngurtë. Në vend të gaz i vërtetë, midis molekulave të të cilave veprojnë forcat komplekse të ndërveprimit, ne do ta konsiderojmë atë Modeli është një gaz ideal.

Gaz ideal– një model gazi, në të cilin molekulat dhe atomet e gazit përfaqësohen në formën e topave elastikë shumë të vegjël (përmasa që zhduken) që nuk ndërveprojnë me njëri-tjetrin (pa kontakt të drejtpërdrejtë), por vetëm përplasen (shih Fig. 2).

Duhet të theksohet se hidrogjeni i rrallë (nën presion shumë të ulët) plotëson pothuajse plotësisht modelin ideal të gazit.

Oriz. 2.

Gaz idealështë një gaz në të cilin ndërveprimi ndërmjet molekulave është i papërfillshëm. Natyrisht, kur molekulat e një gazi ideal përplasen, mbi to vepron një forcë refuzuese. Meqenëse molekulat e gazit mund t'i konsiderojmë, sipas modelit, si pika materiale, ne i neglizhojmë madhësitë e molekulave, duke pasur parasysh se vëllimi që zënë është shumë më i vogël se vëllimi i enës.
Le të kujtojmë se në një model fizik merren parasysh vetëm ato veti të një sistemi real, shqyrtimi i të cilave është absolutisht i nevojshëm për të shpjeguar modelet e studiuara të sjelljes së këtij sistemi. Asnjë model i vetëm nuk mund të përcjellë të gjitha vetitë e një sistemi. Tani duhet të zgjidhim një problem mjaft të ngushtë: duke përdorur teorinë kinetike molekulare për të llogaritur presionin e një gazi ideal në muret e një anijeje. Për këtë problem, modeli ideal i gazit rezulton të jetë mjaft i kënaqshëm. Ajo çon në rezultate që konfirmohen nga përvoja.

3. Presioni i gazit në teorinë kinetike molekulare Lëreni gazin në një enë të mbyllur. Matësi i presionit tregon presionin e gazit p 0. Si lind ky presion?
Çdo molekulë gazi që godet murin vepron mbi të me një forcë të caktuar për një periudhë të shkurtër kohe. Si rezultat i goditjeve të rastësishme në mur, presioni ndryshon me shpejtësi me kalimin e kohës, afërsisht siç tregohet në figurën 8.12. Megjithatë, efektet e shkaktuara nga ndikimet e molekulave individuale janë aq të dobëta sa nuk regjistrohen nga një matës presioni. Matësi i presionit regjistron forcën mesatare të kohës që vepron në secilën njësi të sipërfaqes së elementit të tij të ndjeshëm - membranës. Pavarësisht ndryshimeve të vogla në presion, vlera mesatare e presionit p 0 praktikisht rezulton të jetë një vlerë plotësisht e përcaktuar, pasi ka shumë ndikime në mur, dhe masat e molekulave janë shumë të vogla.

Një gaz ideal është një model i një gazi të vërtetë. Sipas këtij modeli, molekulat e gazit mund të konsiderohen si pika materiale ndërveprimi i të cilave ndodh vetëm kur ato përplasen. Kur molekulat e gazit përplasen me murin, ato ushtrojnë presion mbi të.

4. Mikro- dhe makroparametrat e gazit

Tani mund të fillojmë të përshkruajmë parametrat e një gazi ideal. Ato ndahen në dy grupe:

Parametrat ideale të gazit

Kjo do të thotë, mikroparametrat përshkruajnë gjendjen e një grimce të vetme (mikrotrupi), dhe makroparametrat përshkruajnë gjendjen e të gjithë pjesës së gazit (makrotrupit). Le të shkruajmë tani marrëdhënien që lidh disa parametra me të tjerët, ose ekuacionin bazë MKT:

Këtu: - shpejtësia mesatare e lëvizjes së grimcave;

Përkufizimi. - përqendrimi grimcat e gazit - numri i grimcave për njësi vëllimi; ; njësi - .

5. Vlera mesatare e katrorit të shpejtësisë së molekulave

Për të llogaritur presionin mesatar, duhet të dini shpejtësinë mesatare të molekulave (më saktë, vlerën mesatare të katrorit të shpejtësisë). Kjo nuk është një pyetje e thjeshtë. Jeni mësuar me faktin që çdo grimcë ka shpejtësi. Shpejtësia mesatare e molekulave varet nga lëvizja e të gjitha grimcave.
Vlerat mesatare. Që në fillim, duhet të hiqni dorë nga përpjekjet për të gjurmuar lëvizjen e të gjitha molekulave që përbëjnë gazin. Ka shumë prej tyre dhe lëvizin shumë vështirë. Ne nuk kemi nevojë të dimë se si lëviz çdo molekulë. Ne duhet të zbulojmë se në çfarë rezultati çon lëvizja e të gjitha molekulave të gazit.
Natyra e lëvizjes së të gjithë grupit të molekulave të gazit dihet nga përvoja. Molekulat përfshihen në lëvizje të rastësishme (termike). Kjo do të thotë se shpejtësia e çdo molekule mund të jetë ose shumë e madhe ose shumë e vogël. Drejtimi i lëvizjes së molekulave ndryshon vazhdimisht kur ato përplasen me njëra-tjetrën.
Sidoqoftë, shpejtësia e molekulave individuale mund të jetë çdo mesatare vlera e modulit të këtyre shpejtësive është mjaft e përcaktuar. Në mënyrë të ngjashme, lartësia e nxënësve në një klasë nuk është e njëjtë, por mesatarja e saj është një numër i caktuar. Për të gjetur këtë numër, duhet të mblidhni lartësitë e nxënësve individualë dhe ta pjesëtoni këtë shumë me numrin e studentëve.
Vlera mesatare e katrorit të shpejtësisë. Në të ardhmen, do të na duhet vlera mesatare jo e vetë shpejtësisë, por e katrorit të shpejtësisë. Nga kjo vlerë varet energjia mesatare kinetike e molekulave. Dhe energjia mesatare kinetike e molekulave, siç do ta shohim së shpejti, është shumë e rëndësishme në të gjithë teorinë kinetike molekulare.
Le t'i shënojmë modulet e shpejtësisë së molekulave individuale të gazit me . Vlera mesatare e katrorit të shpejtësisë përcaktohet me formulën e mëposhtme:

Ku N- numri i molekulave në gaz.
Por katrori i modulit të çdo vektori është i barabartë me shumën e katrorëve të projeksioneve të tij në boshtet koordinative OX, OY, OZ. Kjo është arsyeja pse

Vlerat mesatare të sasive mund të përcaktohen duke përdorur formula të ngjashme me formulën (8.9). Midis vlerës mesatare dhe vlerave mesatare të katrorëve të projeksioneve ekziston e njëjta marrëdhënie si marrëdhënia (8.10):

Në të vërtetë, barazia (8.10) është e vlefshme për secilën molekulë. Shtimi i këtyre barazive për molekula individuale dhe pjesëtimi i të dy anëve të ekuacionit që rezulton me numrin e molekulave N, arrijmë në formulën (8.11).
Kujdes! Që nga drejtimet e tre akseve Oh, oh Dhe OZ për shkak të lëvizjes së rastësishme të molekulave, ato janë të barabarta, vlerat mesatare të katrorëve të projeksioneve të shpejtësisë janë të barabarta me njëra-tjetrën:

E shihni, një model i caktuar del nga kaosi. A mund ta kuptoni këtë vetë?
Duke marrë parasysh relacionin (8.12), ne zëvendësojmë në formulën (8.11) në vend të dhe. Pastaj për katrorin mesatar të projeksionit të shpejtësisë marrim:

d.m.th., katrori mesatar i projeksionit të shpejtësisë është i barabartë me 1/3 e katrorit mesatar të vetë shpejtësisë. Faktori 1/3 shfaqet për shkak të tre-dimensionalitetit të hapësirës dhe, në përputhje me rrethanat, ekzistencës së tre projeksioneve për çdo vektor.
Shpejtësitë e molekulave ndryshojnë rastësisht, por katrori mesatar i shpejtësisë është një vlerë e përcaktuar mirë.

6. Ekuacioni bazë i teorisë kinetike molekulare
Le të vazhdojmë me nxjerrjen e ekuacionit bazë të teorisë kinetike molekulare të gazeve. Ky ekuacion përcakton varësinë e presionit të gazit nga energjia mesatare kinetike e molekulave të tij. Pas nxjerrjes së këtij ekuacioni në shek. dhe prova eksperimentale e vlefshmërisë së saj filloi zhvillimin e shpejtë të teorisë sasiore, e cila vazhdon edhe sot e kësaj dite.
Prova e pothuajse çdo deklarate në fizikë, derivimi i çdo ekuacioni mund të bëhet me shkallë të ndryshme ashpërsie dhe bindëse: shumë e thjeshtuar, pak a shumë rigoroze, ose me ashpërsinë e plotë të disponueshme për shkencën moderne.
Një derivim rigoroz i ekuacionit të teorisë kinetike molekulare të gazeve është mjaft kompleks. Prandaj, ne do të kufizohemi në një derivim skematik shumë të thjeshtuar të ekuacionit. Pavarësisht nga të gjitha thjeshtimet, rezultati do të jetë i saktë.
Nxjerrja e ekuacionit bazë. Le të llogarisim presionin e gazit në mur CD anije ABCD zonë S, pingul me boshtin koordinativ OK (Fig.8.13).

Kur një molekulë godet një mur, momenti i saj ndryshon: . Meqenëse moduli i shpejtësisë së molekulave gjatë goditjes nuk ndryshon, atëherë . Sipas ligjit të dytë të Njutonit, ndryshimi në momentin e një molekule është i barabartë me impulsin e forcës që vepron mbi të nga muri i enës, dhe sipas ligjit të tretë të Njutonit, madhësia e impulsit të forcës me të cilën Molekula vepron në mur është e njëjtë. Rrjedhimisht, si rezultat i ndikimit të molekulës, në mur u ushtrua një forcë, momenti i së cilës është i barabartë me .

Kjo distancë mund të vlerësohet duke ditur dendësinë e substancës dhe masën molare. përqendrimi - numri i grimcave për njësi vëllimi lidhet me densitetin, masën molare dhe numrin e Avogadro-s nga marrëdhënia:

ku është dendësia e substancës.

Reciprociteti i përqendrimit është vëllimi për një grimca, dhe distanca midis grimcave, pra, distanca midis grimcave:

Për lëngjet dhe trupat e ngurtë, dendësia varet dobët nga temperatura dhe presioni, prandaj është një vlerë pothuajse konstante dhe afërsisht e barabartë, d.m.th. Distanca midis molekulave është e rendit të madhësisë së vetë molekulave.

Dendësia e një gazi varet shumë nga presioni dhe temperatura. Në kushte normale (presioni, temperatura 273 K), dendësia e ajrit është afërsisht 1 kg/m 3, masa molare e ajrit është 0.029 kg/mol, atëherë vlerësimi duke përdorur formulën (5.6) jep vlerën. Kështu, në gazra, distanca midis molekulave është shumë më e madhe se madhësia e vetë molekulave.

Fundi i punës -

Kjo temë i përket seksionit:

Fizika

Institucioni Arsimor Buxhetor Federal i Shtetit.. Arsimi i Lartë Profesional.. Instituti Shtetëror i Menaxhimit të Orenburgut..

Nëse keni nevojë për materiale shtesë për këtë temë, ose nuk keni gjetur atë që po kërkoni, ju rekomandojmë të përdorni kërkimin në bazën e të dhënave tona të veprave:

Çfarë do të bëjmë me materialin e marrë:

Nëse ky material ishte i dobishëm për ju, mund ta ruani në faqen tuaj në rrjetet sociale:

Tweet

Të gjitha temat në këtë seksion:

Bazat fizike të mekanikës jorelativiste
Mekanika studion lëvizjen mekanike. Lëvizja mekanike është një ndryshim në pozicionin e trupave ose pjesëve të trupave në raport me trupat ose pjesët e tjera të trupave.

Kinematika e një pike materiale. Kinematika e trupit të ngurtë
Metodat për përcaktimin e lëvizjes së një pike materiale në kinematikë. Parametrat bazë kinematikë: trajektorja, rruga, zhvendosja, shpejtësia, normale, tangjenciale dhe nxitimi i plotë

Dinamika e një pike materiale dhe lëvizja përkthimore e një trupi të ngurtë
Inercia e trupave. Pesha. Pulsi. Ndërveprimi i trupave. Forca. Ligjet e Njutonit. Llojet e forcave në mekanikë. Forcat gravitacionale. Reagimi i tokës dhe pesha. Forca elastike. Forca e fërkimit. Deformimi i lëndëve të ngurta elastike. RRETH

Dinamika e lëvizjes rrotulluese
Ekuacioni bazë për dinamikën e lëvizjes rrotulluese të një trupi absolutisht të ngurtë. Momenti i fuqisë. Momenti në lidhje me një pikë dhe një bosht. Momenti i inercisë së një trupi të ngurtë në raport me atë kryesor

Ligjet e ruajtjes dhe ndryshimit të momentit dhe momentit këndor në mekanikë
Sistemet telefonike Çdo grup trupash quhet sistem trupash. Nëse organet e përfshira në sistem nuk preken nga organe të tjera që nuk përfshihen

Puna dhe fuqia në mekanikë
Puna dhe fuqia e forcës dhe momenti i forcave. ; ; ; ; ; Puna mekanike dhe energjia potenciale

Energjisë LGO
Lëvizja në çdo pus potencial është lëvizje osciluese (Fig. 2.1.1). Figura 2.1.1. Lëvizja osciluese në një pus potencial

Lavjerrësi pranveror
Ligji i ruajtjes dhe transformimit të energjisë së lëkundjes së lavjerrësit të sustës (Fig. 2.1.2): EPmax = EP + EK =

Lavjerrësi fizik
Ligji i ruajtjes dhe transformimit të energjisë së lëkundjes së lavjerrësit fizik (Fig. 2.1.3): Fig. 2.1.3. Lavjerrësi fizik: O - pika

Lavjerrësi fizik
Ekuacioni i ligjit bazë të dinamikës së lëvizjes rrotulluese të një trupi absolutisht të ngurtë: .(2.1.33) Meqë për një lavjerrës fizik (Fig. 2.1.6), atëherë.

Pranvera dhe lavjerrëset fizike (matematikore).
Për sistemet osciluese arbitrare, ekuacioni diferencial i lëkundjeve natyrore ka formën: .(2.1.43) Varësia e zhvendosjes nga koha (Fig. 2.1.7)

Shtimi i dridhjeve
Mbledhja e lëkundjeve të të njëjtit drejtim Le të shqyrtojmë mbledhjen e dy lëkundjeve harmonike të së njëjtës frekuencë. Zhvendosja x e trupit oscilues do të jetë shuma e zhvendosjeve xl

Mënyrat e prishjes
β < ω0 – квазипериодический колебательный режим (рис. 2.2.2). Рис. 2.2.2. График затухающих колебаний

Parametrat e lëkundjeve të amortizuara
koeficienti i amortizimit b Nëse me kalimin e një kohe te amplituda e lëkundjeve zvogëlohet për e herë, atëherë. pastaj, ah, tjetër

Lavjerrësi pranveror
Në përputhje me ligjin e dytë të Njutonit: , (2.2.17) ku (2.2.18) është forca e jashtme periodike që vepron në lavjerrësin e sustës.

Procesi i vendosjes së lëkundjeve të vazhdueshme të detyruara
Procesi i vendosjes së lëkundjeve të detyruara të pamposhtura mund të paraqitet si proces i shtimit të dy lëkundjeve: 1. lëkundjeve të amortizuara (Fig. 2.2.8); ; &nb

Bazat e Relativitetit Special
Bazat e teorisë speciale të relativitetit. Transformimet e koordinatave dhe kohës (1) Në t = t' = 0, origjina e koordinatave të të dy sistemeve përkojnë: x0

Ngarkesat elektrike. Metodat për marrjen e tarifave. Ligji i ruajtjes së ngarkesës elektrike
Në natyrë ekzistojnë dy lloje të ngarkesave elektrike, të quajtura në mënyrë konvencionale pozitive dhe negative. Historikisht pozitive quhet agimi

Ndërveprimi i ngarkesave elektrike. Ligji i Kulombit. Zbatimi i ligjit të Kulombit për llogaritjen e forcave të ndërveprimit të trupave të ngarkuar të zgjatur
Ligji i ndërveprimit të ngarkesave elektrike u krijua në 1785 nga Charles Coulomb (Coulomb Sh., 1736-1806). Varëse mati forcën e ndërveprimit midis dy topave të vegjël të ngarkuar në varësi të shpejtësisë

Fushe elektrike. Forca e fushës elektrike. Parimi i mbivendosjes së fushave elektrike
Ndërveprimi i ngarkesave elektrike kryhet përmes një lloji të veçantë të lëndës së krijuar nga grimcat e ngarkuara - një fushë elektrike. Ngarkesat elektrike ndryshojnë vetitë

Ekuacionet bazë të elektrostatikës në vakum. Fluksi i vektorit të forcës së fushës elektrike. Teorema e Gausit
Sipas përkufizimit, rrjedha e një fushe vektoriale nëpër një zonë është sasia (Fig. 2.1) Fig. 2.1. Drejt përcaktimit të fluksit vektor.

Zbatimi i teoremës së Gausit për llogaritjen e fushave elektrike
Në një numër rastesh, teorema e Gausit bën të mundur gjetjen e forcës së fushës elektrike të trupave të ngarkuar të zgjatur pa përdorur llogaritjen e integraleve të rëndë. Kjo zakonisht vlen për trupat gjeometri i të cilëve

Puna e forcave në terren për të lëvizur një ngarkesë. Potenciali i fushës elektrike dhe ndryshimi i potencialit
Siç del nga ligji i Kulombit, forca që vepron në një ngarkesë pikë q në një fushë elektrike të krijuar nga ngarkesa të tjera është qendrore. Kujtojmë se qendrore

Marrëdhënia midis fuqisë dhe potencialit të fushës elektrike. Gradient i mundshëm. Teorema e qarkullimit të fushës elektrike
Tensioni dhe potenciali janë dy karakteristika të të njëjtit objekt - fushës elektrike, prandaj duhet të ketë një lidhje funksionale midis tyre. Në të vërtetë, duke punuar me

Potencialet e fushave elektrike më të thjeshta
Nga marrëdhënia që përcakton marrëdhënien ndërmjet intensitetit dhe potencialit të fushës elektrike, rrjedh formula për llogaritjen e potencialit të fushës: ku kryhet integrimi.

Polarizimi i dielektrikëve. Tarifa falas dhe të lidhura. Llojet kryesore të polarizimit të dielektrikëve
Dukuria e shfaqjes së ngarkesave elektrike në sipërfaqen e dielektrikëve në një fushë elektrike quhet polarizim. Ngarkesat që rezultojnë janë të polarizuara

Vektori i polarizimit dhe vektori i induksionit elektrik
Për të karakterizuar në mënyrë sasiore polarizimin e dielektrikëve, koncepti i vektorit të polarizimit prezantohet si momenti total (total) dipol i të gjitha molekulave për njësi vëllimi të dielektrikut.

Forca e fushës elektrike në një dielektrik
Në përputhje me parimin e mbivendosjes, fusha elektrike në një dielektrik është vektoriale e përbërë nga fusha e jashtme dhe fusha e ngarkesave të polarizimit (Fig. 3.11). ose me vlerë absolute

Kushtet kufitare për fushën elektrike
Kur kaloni ndërfaqen midis dy dielektrikëve me konstante të ndryshme dielektrike ε1 dhe ε2 (Fig. 3.12), është e nevojshme të merren parasysh forcat kufitare

Kapaciteti elektrik i përcjellësve. Kondensatorë
Një ngarkesë q që i jepet një përcjellësi të izoluar krijon një fushë elektrike rreth tij, intensiteti i së cilës është në proporcion me madhësinë e ngarkesës. Potenciali i fushës φ, nga ana tjetër, është i lidhur

Llogaritja e kapacitetit të kondensatorëve të thjeshtë
Sipas përcaktimit, kapaciteti i kondensatorit është: , ku (integrali merret përgjatë vijës së fushës midis pllakave të kondensatorit). Prandaj, formula e përgjithshme për llogaritjen e e

Energjia e një sistemi ngarkesash pikash stacionare
Siç e dimë tashmë, forcat me të cilat ndërveprojnë trupat e ngarkuar janë potenciale. Rrjedhimisht, një sistem trupash të ngarkuar ka energji potenciale. Kur të hiqen akuzat

Karakteristikat aktuale. Forca dhe dendësia e rrymës. Rënie e mundshme përgjatë një përcjellësi që mbart rrymë
Çdo lëvizje e urdhëruar e ngarkesave quhet rrymë elektrike. Bartësit e ngarkesës në mediat përcjellëse mund të jenë elektrone, jone, "vrima" dhe madje edhe në mënyrë makroskopike

Ligji i Ohmit për një seksion homogjen të një zinxhiri. Rezistenca e përcjellësit
Ekziston një marrëdhënie funksionale midis rënies së mundshme - tensionit U dhe rrymës në përcjellësin I, e quajtur karakteristikë e tensionit aktual të një p të caktuar

Që rryma elektrike të rrjedhë në një përcjellës, duhet të mbahet një ndryshim potencial në skajet e tij. Natyrisht, një kondensator i ngarkuar nuk mund të përdoret për këtë qëllim. Veprimi

Zinxhirë të degëzuar. Rregullat e Kirchhoff
Një qark elektrik që përmban nyje quhet qark i degëzuar. Një nyje është një vend në një qark ku takohen tre ose më shumë përçues (Fig. 5.14).

Lidhja e rezistencës
Lidhja e rezistencave mund të jetë seriale, paralele dhe e përzier. 1) Lidhja serike. Në një lidhje serike, rryma kalon nëpër të gjitha

Duke lëvizur ngarkesat elektrike përgjatë një qarku të mbyllur, burimi aktual funksionon. Bëhet dallimi midis funksionimit të dobishëm dhe të plotë të një burimi aktual.

Ndërveprimi i përcjellësve me rrymën. Ligji i Amperit
Dihet se një magnet i përhershëm ushtron një efekt në një përcjellës që mbart rrymë (për shembull, një kornizë me rrymë); fenomeni i kundërt është gjithashtu i njohur - një përcjellës me rrymë vepron në një magnet të përhershëm (për shembull

Ligji Biot-Savart-Laplace. Parimi i mbivendosjes së fushave magnetike
Lëvizja e ngarkesave elektrike (rrymave) ndryshon vetitë e hapësirës që i rrethon - ato krijojnë një fushë magnetike në të. Kjo fushë manifestohet në faktin se telat e vendosura në të

Qarku me rrymë në një fushë magnetike. Momenti magnetik i rrymës
Në shumë raste kemi të bëjmë me rryma të mbyllura, përmasat e të cilave janë të vogla në krahasim me distancën prej tyre deri në pikën e vrojtimit. Rryma të tilla do t'i quajmë elementare

Fusha magnetike në boshtin e një spirale rrethore me rrymë
Sipas ligjit Biot-Savart-Laplace, induksioni i fushës magnetike të krijuar nga një element aktual dl në një distancë r prej tij është, ku α është këndi midis elementit aktual dhe rrezes.

Momenti i forcave që veprojnë në një qark me rrymë në një fushë magnetike
Le të vendosim një qark të sheshtë drejtkëndor (kornizë) me rrymë në një fushë magnetike uniforme me induksion (Fig. 9.2).

Energjia e një qarku me rrymë në një fushë magnetike
Një qark me rrymë i vendosur në një fushë magnetike ka një rezervë energjie. Në të vërtetë, për të rrotulluar një qark që mbart rrymë përmes një këndi të caktuar në drejtim të kundërt me drejtimin e rrotullimit të tij në fushën magnetike

Qarku me rrymë në një fushë magnetike jo uniforme
Nëse qarku me rrymë është në një fushë magnetike jo uniforme (Fig. 9.4), atëherë, përveç momentit rrotullues, mbi të vepron edhe një forcë për shkak të pranisë së një gradienti të fushës magnetike. Projeksioni i kësaj

Puna e kryer gjatë lëvizjes së një qarku mbartës të rrymës në një fushë magnetike
Le të shqyrtojmë një seksion të përcjellësit që mban rrymë që mund të lëvizë lirshëm përgjatë dy udhëzuesve në një fushë magnetike të jashtme (Fig. 9.5). Ne do ta konsiderojmë fushën magnetike të njëtrajtshme dhe të drejtuar në një kënd

Fluksi i vektorit të induksionit magnetik. Teorema e Gausit në magnetostatikë. Natyra e vorbullës së fushës magnetike
Rrjedha e një vektori nëpër çdo sipërfaqe S quhet integral: , ku është projeksioni i vektorit mbi normalen ndaj sipërfaqes S në një pikë të caktuar (Fig. 10.1). Fig. 10.1. TE

Teorema e qarkullimit të fushës magnetike. Tensioni magnetik
Qarkullimi i fushës magnetike përgjatë një konture të mbyllur l quhet integral: , ku është projeksioni i vektorit në drejtimin e tangjentes në vijën e konturit në një pikë të caktuar. relevante

Fusha magnetike e solenoidit dhe toroidit
Le të zbatojmë rezultatet e marra për të gjetur forcën e fushës magnetike në boshtin e një solenoidi të gjatë të drejtë dhe toroid. 1) Fusha magnetike në boshtin e një solenoidi të gjatë të drejtë.

Fusha magnetike në materie. Hipoteza e Amperit mbi rrymat molekulare. Vektori i magnetizimit
Substancat e ndryshme janë, në shkallë të ndryshme, të afta të magnetizohen: domethënë, nën ndikimin e fushës magnetike në të cilën vendosen, ato fitojnë një moment magnetik. Disa substanca

Përshkrimi i fushës magnetike në magnet. Forca dhe induksioni i fushës magnetike. Ndjeshmëria magnetike dhe përshkueshmëria magnetike e një substance
Një substancë e magnetizuar krijon një fushë magnetike, e cila mbivendoset në fushën e jashtme (fushë në vakum). Të dyja fushat në shumë japin fushën magnetike që rezulton me induksion, dhe sipas

Kushtet kufitare për fushën magnetike
Kur kaloni ndërfaqen midis dy magneteve me përshkueshmëri të ndryshme magnetike μ1 dhe μ2, linjat e fushës magnetike përjetojnë

Momentet magnetike të atomeve dhe molekulave
Atomet e të gjitha substancave përbëhen nga një bërthamë e ngarkuar pozitivisht dhe elektrone të ngarkuar negativisht që lëvizin rreth saj. Çdo elektron që lëviz në orbitë formon një rrymë rrethore të forcës - h

Natyra e diamagnetizmit. Teorema e Larmore
Nëse një atom vendoset në një fushë magnetike të jashtme me induksion (Fig. 12.1), atëherë elektroni që lëviz në orbitë do të ndikohet nga një moment rrotullues i forcave, duke tentuar të vendosë momentin magnetik të elektronit

Paramagnetizmi. Ligji i Curie-t. Teoria e Langevinit
Nëse momenti magnetik i atomeve është i ndryshëm nga zero, atëherë substanca rezulton të jetë paramagnetike. Një fushë magnetike e jashtme tenton të vendosë momentet magnetike të atomeve përgjatë

Elementet e teorisë së ferromagnetizmit. Koncepti i forcave të këmbimit dhe struktura e domenit të ferromagneteve. Ligji Curie-Weiss
Siç u përmend më herët, feromagnetët karakterizohen nga një shkallë e lartë magnetizimi dhe një varësi jolineare nga. Kurba bazë e magnetizimit të një ferromagneti

Forcat që veprojnë në një grimcë të ngarkuar në një fushë elektromagnetike. Forca e Lorencit
Tashmë e dimë se një forcë Amperi vepron në një përcjellës rrymë të vendosur në një fushë magnetike. Por rryma në një përcjellës është lëvizja e drejtuar e ngarkesave. Kjo sugjeron përfundimin se forca de

Lëvizja e një grimce të ngarkuar në një fushë elektrike uniforme konstante
Në këtë rast, forca e Lorencit ka vetëm një komponent elektrik. Ekuacioni i lëvizjes së grimcave në këtë rast është: . Le të shqyrtojmë dy situata: a)

Lëvizja e një grimce të ngarkuar në një fushë magnetike konstante uniforme
Në këtë rast, forca e Lorencit ka vetëm një komponent magnetik. Ekuacioni i lëvizjes së grimcave, i shkruar në sistemin koordinativ kartezian, në këtë rast është: .

Zbatimet praktike të forcës së Lorencit. Efekti i sallës
Një nga manifestimet e njohura të forcës së Lorencit është efekti i zbuluar nga Hall (Hall E., 1855-1938) në 1880. _ _ _ _ _ _

Fenomeni i induksionit elektromagnetik. Ligji i Faradeit dhe rregulli i Lenz-it. Induksion emf. Mekanizmi elektronik për shfaqjen e rrymës së induksionit në metale
Fenomeni i induksionit elektromagnetik u zbulua në 1831. Michael Faraday (Faraday M., 1791-1867), i cili vendosi se në çdo qark të mbyllur përcjellës, kur djersa ndryshon

Fenomeni i vetë-induksionit. Induktanca e përcjellësit
Sa herë që ndryshon rryma në një përcjellës, ndryshon edhe fusha e tij magnetike. Së bashku me të, ndryshon edhe fluksi i induksionit magnetik që depërton në sipërfaqen e mbuluar nga kontura e përcjellësit.

Proceset kalimtare në qarqet elektrike që përmbajnë induktancë. Rryma shtesë të mbylljes dhe thyerjes
Me çdo ndryshim në fuqinë e rrymës në çdo qark, në të lind një emf vetë-induktiv, i cili shkakton shfaqjen e rrymave shtesë në këtë qark, të quajtura rryma shtesë.

Energjia e fushës magnetike. Dendësia e Energjisë
Në eksperiment, diagrami i të cilit është paraqitur në figurën 14.7, pas hapjes së çelësit, një rrymë zvogëluese kalon nëpër galvanometër për disa kohë. Puna e kësaj rryme është e barabartë me punën e forcave të jashtme, rolin e të cilave e luan ED

Krahasimi i teoremave bazë të elektrostatikës dhe magnetostatikës
Deri më tani kemi studiuar fushat statike elektrike dhe magnetike, pra fusha që krijohen nga ngarkesat e palëvizshme dhe rrymat e drejtpërdrejta.

Fusha elektrike e vorbullës. Ekuacioni i parë i Maksuellit
Shfaqja e një rryme induksioni në një përcjellës të palëvizshëm kur ndryshon fluksi magnetik tregon shfaqjen e forcave të jashtme në qark që vënë ngarkesat në lëvizje. Si ne tashmë

Hipoteza e Maksuellit për rrymën e zhvendosjes. Ndërkonvertueshmëria e fushave elektrike dhe magnetike. Ekuacioni i tretë i Maksuellit
Ideja kryesore e Maxwell është ideja e ndërkonvertueshmërisë së fushave elektrike dhe magnetike. Maxwell sugjeroi që jo vetëm fushat magnetike të alternuara janë burime

Forma diferenciale e ekuacioneve të Maksuellit
1. Duke zbatuar teoremën e Stokes, ne e transformojmë anën e majtë të ekuacionit të parë të Maksuellit në formën: . Pastaj vetë ekuacioni mund të rishkruhet si, nga ku

Sistemi i mbyllur i ekuacioneve të Maksuellit. Ekuacionet materiale
Për të mbyllur sistemin e ekuacioneve të Maxwell-it, është gjithashtu e nevojshme të tregohet lidhja midis vektorëve dhe, domethënë, të specifikohen vetitë e mediumit material në të cilin konsiderohet elektroni.

Pasojat nga ekuacionet e Maksuellit. Valët elektromagnetike. Shpejtësia e dritës
Le të shqyrtojmë disa nga pasojat kryesore që rrjedhin nga ekuacionet e Maxwell-it të dhëna në tabelën 2. Para së gjithash, vërejmë se këto ekuacione janë lineare. Nga kjo rrjedh se

Qarku elektrik oscilues. formula e Tomsonit
Lëkundjet elektromagnetike mund të ndodhin në një qark që përmban induktivitetin L dhe kapacitetin C (Fig. 16.1). Një qark i tillë quhet qark oshilator. Eksitoni për të

Lëkundje të lira të amortizuara. Faktori i cilësisë së qarkut oscilues
Çdo qark real oscilues ka rezistencë (Fig. 16.3). Energjia e lëkundjeve elektrike në një qark të tillë harxhohet gradualisht për ngrohjen e rezistencës, duke u shndërruar në nxehtësi xhaul

Lëkundjet elektrike të detyruara. Metoda e diagramit vektorial
Nëse një burim i EMF i ndryshueshëm përfshihet në qarkun e një qarku elektrik që përmban kapacitet, induktancë dhe rezistencë (Fig. 16.5), atëherë në të, së bashku me lëkundjet e veta të amortizuara,

Dukuritë e rezonancës në një qark oscilues. Rezonanca e tensionit dhe rezonanca e rrymës
Siç vijon nga formulat e mësipërme, në një frekuencë të variablit EMF ω të barabartë me, vlera e amplitudës së rrymës në qarkun oscilues merr

Ekuacioni i valës. Llojet dhe karakteristikat e valëve
Procesi i përhapjes së dridhjeve në hapësirë ​​quhet proces valor ose thjesht valë. Valët e natyrave të ndryshme (të shëndosha, elastike,

Valët elektromagnetike
Nga ekuacionet e Maxwell-it rezulton se nëse një fushë alternative elektrike ose magnetike ngacmohet me ndihmën e ngarkesave, një sekuencë transformimesh të ndërsjella do të lindë në hapësirën përreth.

Energjia dhe momenti i një vale elektromagnetike. Vektor poynting
Përhapja e një vale elektromagnetike shoqërohet me transferimin e energjisë dhe momentit të fushës elektromagnetike. Për ta verifikuar këtë, le të shumëzojmë në mënyrë shkallëzore ekuacionin e parë Maxwell në diferencial

Valët elastike në trupat e ngurtë. Analogjia me valët elektromagnetike
Ligjet e përhapjes së valëve elastike në trupat e ngurtë rrjedhin nga ekuacionet e përgjithshme të lëvizjes së një mjedisi homogjen të deformuar elastik: , ku ρ

Valët në këmbë
Kur mbivendosen dy valë kundërpërhapëse me të njëjtën amplitudë, lindin valë në këmbë. Shfaqja e valëve në këmbë ndodh, për shembull, kur valët reflektohen nga një pengesë. P

Efekti Doppler
Kur burimi dhe/ose marrësi i valëve të zërit lëvizin në lidhje me mjedisin në të cilin tingulli përhapet, frekuenca ν e perceptuar nga marrësi mund të rezultojë të jetë rreth

Fizika molekulare dhe termodinamika
Prezantimi. Lënda dhe detyrat e fizikës molekulare. Fizika molekulare studion gjendjen dhe sjelljen e objekteve makroskopike nën ndikime të jashtme (n

Sasia e substancës
Një sistem makroskopik duhet të përmbajë një numër grimcash të krahasueshme me numrin e Avogadro-s në mënyrë që të konsiderohet brenda kornizës së fizikës statistikore. Avogadro telefonon numrin

Parametrat kinetikë të gazit
Rruga mesatare e lirë është distanca mesatare e përshkuar nga një molekulë gazi ndërmjet dy përplasjeve të njëpasnjëshme, e përcaktuar me formulën: . (4.1.7) Në këtë formë

Presion ideal i gazit
Presioni i një gazi në murin e një ene është rezultat i përplasjeve të molekulave të gazit me të. Çdo molekulë pas përplasjes transferon një impuls të caktuar në mur, prandaj, ajo vepron në mur me n

Ndryshore diskrete e rastësishme. Koncepti i probabilitetit
Le të shohim konceptin e probabilitetit duke përdorur një shembull të thjeshtë. Le të ketë topa të bardhë dhe të zinj të përzier në një kuti, të cilat nuk ndryshojnë nga njëri-tjetri përveç ngjyrës. Për thjeshtësi ne do

Shpërndarja e molekulave sipas shpejtësisë
Përvoja tregon se shpejtësitë e molekulave të gazit që janë në një gjendje ekuilibri mund të kenë vlera shumë të ndryshme - si shumë të mëdha ashtu edhe afër zeros. Shpejtësia e molekulave mund

Ekuacioni themelor i teorisë kinetike molekulare
Energjia mesatare kinetike e lëvizjes përkthimore të molekulave është e barabartë me: . (4.2.15) Kështu, temperatura absolute është proporcionale me energjinë mesatare kinetike

Numri i shkallëve të lirisë së një molekule
Formula (31) përcakton vetëm energjinë e lëvizjes përkthimore të molekulës. Molekulat e një gazi monoatomik kanë këtë energji mesatare kinetike. Për molekulat poliatomike, është e nevojshme të merret parasysh kontributi në

Energjia e brendshme e një gazi ideal
Energjia e brendshme e një gazi ideal është e barabartë me energjinë totale kinetike të lëvizjes së molekulave: Energjia e brendshme e një moli të një gazi ideal është e barabartë me: (4.2.20) e brendshme

Formula barometrike. Shpërndarja Boltzmann
Presioni atmosferik në lartësinë h përcaktohet nga pesha e shtresave të sipërme të gazit. Nëse temperatura e ajrit T dhe nxitimi i gravitetit g nuk ndryshojnë me lartësinë, atëherë presioni i ajrit P në lartësi

Ligji i parë i termodinamikës. Sistemi termodinamik. Parametrat e jashtëm dhe të brendshëm. Procesi termodinamik
Fjala "termodinamikë" vjen nga fjalët greke termos - nxehtësi, dhe dinamikë - forcë. Termodinamika u ngrit si shkenca e forcave lëvizëse që lindin gjatë proceseve termike, ligji

Gjendja e ekuilibrit. Proceset e ekuilibrit
Nëse të gjithë parametrat e sistemit kanë vlera të caktuara që mbeten konstante në kushte të jashtme konstante për një kohë të pacaktuar, atëherë një gjendje e tillë e sistemit quhet ekuilibër, ose

Ekuacioni Mendeleev - Clapeyron
Në një gjendje ekuilibri termodinamik, të gjithë parametrat e një sistemi makroskopik mbeten të pandryshuar për aq kohë sa dëshirohet në kushte të jashtme konstante. Eksperimenti tregon se për çdo

Energjia e brendshme e një sistemi termodinamik
Përveç parametrave termodinamikë P, V dhe T, sistemi termodinamik karakterizohet nga një funksion i caktuar i gjendjes U, i cili quhet energji e brendshme. Nëse emërtimi

Koncepti i kapacitetit të nxehtësisë
Sipas ligjit të parë të termodinamikës, sasia e nxehtësisë dQ që i jepet sistemit shkon për të ndryshuar energjinë e tij të brendshme dU dhe punën dA që bën sistemi në pjesën e jashtme.

Teksti i leksionit
Përpiluar nga: GumarovaSonia Faritovna Libri është botuar në botimin e autorit Nën. për të shtypur 00.00.00. formati 60x84 1/16. Bum. O

Të ngurta janë ato substanca që janë të afta të formojnë trupa dhe kanë vëllim. Ato ndryshojnë nga lëngjet dhe gazrat në formën e tyre. Trupat e ngurtë ruajnë formën e tyre trupore për faktin se grimcat e tyre nuk janë në gjendje të lëvizin lirshëm. Ato ndryshojnë në densitetin, plasticitetin, përçueshmërinë elektrike dhe ngjyrën e tyre. Ata kanë edhe prona të tjera. Për shembull, shumica e këtyre substancave shkrihen gjatë ngrohjes, duke marrë një gjendje të lëngshme grumbullimi. Disa prej tyre, kur nxehen, kthehen menjëherë në gaz (sublimohen). Por ka edhe nga ato që dekompozohen në substanca të tjera.

Llojet e lëndëve të ngurta

Të gjitha trupat e ngurtë ndahen në dy grupe.

1. Amorfe, në të cilën grimcat individuale janë rregulluar rastësisht. Me fjalë të tjera: ato nuk kanë një strukturë të qartë (të përcaktuar). Këto lëndë të ngurta janë të afta të shkrihen brenda një intervali të caktuar temperaturash. Më të zakonshmet prej tyre përfshijnë qelqin dhe rrëshirën.
2. Kristaline, të cilat, nga ana tjetër, ndahen në 4 lloje: atomike, molekulare, jonike, metalike. Në to, grimcat janë të vendosura vetëm sipas një modeli të caktuar, përkatësisht në nyjet e rrjetës kristalore. Gjeometria e tij në substanca të ndryshme mund të ndryshojë shumë.

Substancat e ngurta kristalore mbizotërojnë mbi substancat amorfe në numrin e tyre.

Llojet e lëndëve të ngurta kristalore

Në gjendje të ngurtë, pothuajse të gjitha substancat kanë një strukturë kristalore. Ato dallohen nga grilat e tyre në nyjet e tyre që përmbajnë grimca të ndryshme dhe elemente kimike. Është në përputhje me ta që ata morën emrat e tyre. Çdo lloj ka veti karakteristike:

• Në një rrjetë kristalore atomike, grimcat e një trupi të ngurtë lidhen me lidhje kovalente. Ajo dallohet për nga forca e saj. Për shkak të kësaj, substanca të tilla kanë një pikë vlimi të lartë. Ky lloj përfshin kuarcin dhe diamantin.
• Në një rrjetë kristalore molekulare, lidhjet midis grimcave karakterizohen nga dobësia e tyre. Substancat e këtij lloji karakterizohen nga lehtësia e vlimit dhe shkrirjes. Ato karakterizohen nga paqëndrueshmëria, për shkak të së cilës ata kanë një erë të caktuar. Të ngurta të tilla përfshijnë akullin dhe sheqerin. Lëvizjet e molekulave në trupat e ngurtë të këtij lloji dallohen nga aktiviteti i tyre.
• Grimcat përkatëse, të ngarkuara pozitivisht dhe negativisht, alternohen në nyje. Ato mbahen së bashku nga tërheqja elektrostatike. Ky lloj grilë ekziston në alkalet, shumë substanca të këtij lloji janë lehtësisht të tretshme në ujë. Për shkak të lidhjes mjaft të fortë midis joneve, ato janë refraktare. Pothuajse të gjithë janë pa erë, pasi ato karakterizohen nga paqëndrueshmëria. Substancat me një rrjetë jonike nuk janë në gjendje të përçojnë rrymë elektrike sepse nuk përmbajnë elektrone të lira. Një shembull tipik i një ngurte jonik është kripa e tryezës. Kjo rrjetë kristali i jep brishtësinë. Kjo për faktin se çdo zhvendosje e tij mund të çojë në shfaqjen e forcave jonike refuzuese.
• Në një rrjetë kristalore metalike, vetëm jonet kimike të ngarkuara pozitivisht janë të pranishëm në nyje. Midis tyre ka elektrone të lira, përmes të cilave energjia termike dhe elektrike kalon në mënyrë të përsosur. Kjo është arsyeja pse çdo metal dallohet nga një veçori e tillë si përçueshmëria.

Koncepte të përgjithshme për trupat e ngurtë

Lëndët e ngurta dhe substancat janë praktikisht e njëjta gjë. Këto terma i referohen njërës nga 4 gjendjet e grumbullimit. Lëndët e ngurta kanë një formë të qëndrueshme dhe një model të lëvizjes termike të atomeve. Për më tepër, këto të fundit kryejnë lëkundje të vogla pranë pozicioneve të ekuilibrit. Dega e shkencës që studion përbërjen dhe strukturën e brendshme quhet fizikë e gjendjes së ngurtë. Ka fusha të tjera të rëndësishme të njohurive që kanë të bëjnë me substanca të tilla. Ndryshimi i formës nën ndikimet dhe lëvizjet e jashtme quhet mekanika e një trupi të deformueshëm.

Për shkak të vetive të ndryshme të trupave të ngurtë, ato kanë gjetur aplikim në pajisje të ndryshme teknike të krijuara nga njeriu. Më shpesh, përdorimi i tyre bazohej në veti të tilla si fortësia, vëllimi, masa, elasticiteti, plasticiteti dhe brishtësia. Shkenca moderne bën të mundur përdorimin e cilësive të tjera të trupave të ngurtë që mund të zbulohen vetëm në kushte laboratorike.

Çfarë janë kristalet

Kristalet janë lëndë të ngurta me grimca të renditura në një rend të caktuar. Secila ka strukturën e vet. Atomet e tij formojnë një rregullim periodik tredimensional të quajtur një rrjetë kristalore. Lëndët e ngurta kanë simetri të ndryshme të strukturës. Gjendja kristalore e një trupi të ngurtë konsiderohet e qëndrueshme sepse ka një sasi minimale të energjisë potenciale.

Shumica dërrmuese e lëndëve të ngurta përbëhet nga një numër i madh kokrrizash individuale të orientuara rastësisht (kristalit). Substancat e tilla quhen polikristaline. Këto përfshijnë lidhjet teknike dhe metalet, si dhe shumë shkëmbinj. Kristalet e vetme natyrale ose sintetike quhen monokristaline.

Më shpesh, të ngurta të tilla formohen nga gjendja e fazës së lëngshme, e përfaqësuar nga një shkrirje ose zgjidhje. Ndonjëherë ato përftohen nga gjendja e gaztë. Ky proces quhet kristalizimi. Falë progresit shkencor dhe teknologjik, procedura për rritjen (sintetizimin) e substancave të ndryshme ka arritur një shkallë industriale. Shumica e kristaleve kanë një formë natyrale si madhësitë e tyre ndryshojnë shumë. Kështu, kuarci natyror (kristal shkëmb) mund të peshojë deri në qindra kilogramë, dhe diamantet - deri në disa gram.

Në trupat e ngurtë amorfe, atomet janë në dridhje të vazhdueshme rreth pikave të vendosura rastësisht. Ata ruajnë një rend të caktuar me rreze të shkurtër, por u mungon renditja me rreze të gjatë. Kjo për faktin se molekulat e tyre janë të vendosura në një distancë që mund të krahasohet me madhësinë e tyre. Shembulli më i zakonshëm i një trupi të tillë në jetën tonë është gjendja e qelqtë. shpesh konsiderohet si një lëng me viskozitet pafundësisht të lartë. Koha e kristalizimit të tyre ndonjëherë është aq e gjatë sa nuk duket fare.

Janë vetitë e mësipërme të këtyre substancave që i bëjnë ato unike. Lëndët e ngurta amorfe konsiderohen të paqëndrueshme sepse ato mund të bëhen kristalore me kalimin e kohës.

Molekulat dhe atomet që përbëjnë një trup të ngurtë janë të mbushura me densitet të lartë. Ato praktikisht ruajnë pozicionin e tyre relativ në lidhje me grimcat e tjera dhe mbahen së bashku për shkak të ndërveprimit ndërmolekular. Distanca midis molekulave të një trupi të ngurtë në drejtime të ndryshme quhet parametri i rrjetës kristalore. Struktura e një lënde dhe simetria e saj përcaktojnë shumë veti, të tilla si brezi elektronik, ndarja dhe optika. Kur një substancë e ngurtë ekspozohet ndaj një force mjaft të madhe, këto cilësi mund të dëmtohen në një shkallë ose në një tjetër. Në këtë rast, trupi i ngurtë i nënshtrohet deformimit të mbetur.

Atomet e trupave të ngurtë i nënshtrohen lëvizjeve vibruese, të cilat përcaktojnë zotërimin e tyre të energjisë termike. Meqenëse janë të papërfillshme, ato mund të vëzhgohen vetëm në kushte laboratorike. e një lënde të ngurtë ndikon shumë në vetitë e saj.

Studimi i trupave të ngurtë

Veçoritë, vetitë e këtyre substancave, cilësitë e tyre dhe lëvizja e grimcave studiohen në nënfusha të ndryshme të fizikës së gjendjes së ngurtë.

Për kërkime përdoren metodat e mëposhtme: spektroskopia e radios, analiza strukturore duke përdorur rreze X dhe metoda të tjera. Kështu studiohen vetitë mekanike, fizike dhe termike të trupave të ngurtë. Fortësia, rezistenca ndaj ngarkesës, forca në tërheqje, transformimet fazore studiohen nga shkenca e materialeve. Ka shumë të përbashkëta me fizikën e gjendjes së ngurtë. Ekziston një shkencë tjetër e rëndësishme moderne. Studimi i substancave ekzistuese dhe sinteza e të rejave kryhen nga kimia e gjendjes së ngurtë.

Veçoritë e trupave të ngurtë

Natyra e lëvizjes së elektroneve të jashtme të atomeve të një substance të ngurtë përcakton shumë nga vetitë e saj, për shembull, ato elektrike. Ekzistojnë 5 klasa të trupave të tillë. Ato vendosen në varësi të llojit të lidhjes midis atomeve:

• Jonik, karakteristika kryesore e të cilit është forca e tërheqjes elektrostatike. Karakteristikat e tij: reflektimi dhe thithja e dritës në rajonin infra të kuqe. Në temperatura të ulëta, lidhjet jonike kanë përçueshmëri të ulët elektrike. Një shembull i një substance të tillë është kripa e natriumit e acidit klorhidrik (NaCl).
• Kovalente, e kryer nga një çift elektronik që u përket të dy atomeve. Një lidhje e tillë ndahet në: e vetme (e thjeshtë), e dyfishtë dhe e trefishtë. Këta emra tregojnë praninë e çifteve të elektroneve (1, 2, 3). Lidhjet e dyfishta dhe të trefishta quhen shumëfishe. Ekziston një ndarje tjetër e këtij grupi. Kështu, në varësi të shpërndarjes së densitetit të elektroneve, dallohen lidhjet polare dhe jopolare. E para formohet nga atome të ndryshme, dhe e dyta nga ato identike. Kjo gjendje e ngurtë e materies, shembuj të së cilës janë diamanti (C) dhe silikoni (Si), dallohet nga dendësia e tij. Kristalet më të forta i përkasin pikërisht lidhjes kovalente.
• Metalike, e formuar nga kombinimi i elektroneve të valencës së atomeve. Si rezultat, shfaqet një re e përgjithshme elektronike, e cila zhvendoset nën ndikimin e tensionit elektrik. Një lidhje metalike formohet kur atomet që lidhen janë të mëdha. Janë ata që mund të dhurojnë elektrone. Në shumë metale dhe komponime komplekse, kjo lidhje formon një gjendje të ngurtë të materies. Shembuj: natriumi, bariumi, alumini, bakri, ari. Mund të vërehen komponimet e mëposhtme jometalike: AlCr 2, Ca 2 Cu, Cu 5 Zn 8. Substancat me lidhje metalike (metale) kanë veti fizike të ndryshme. Ato mund të jenë të lëngshme (Hg), të buta (Na, K), shumë të forta (W, Nb).
• Molekulare, që ndodh në kristale që formohen nga molekula individuale të një substance. Karakterizohet nga boshllëqe midis molekulave me densitet elektronik zero. Forcat që lidhin atomet së bashku në kristale të tilla janë të rëndësishme. Në këtë rast, molekulat tërhiqen nga njëra-tjetra vetëm nga tërheqja e dobët ndërmolekulare. Kjo është arsyeja pse lidhjet midis tyre shkatërrohen lehtësisht kur nxehen. Lidhjet midis atomeve janë shumë më të vështira për t'u prishur. Lidhjet molekulare ndahen në orientuese, dispersive dhe induktive. Një shembull i një substance të tillë është metani i ngurtë.
• Hidrogjeni, i cili ndodh midis atomeve të polarizuara pozitivisht të një molekule ose një pjese të saj dhe grimcës më të vogël të polarizuar negativisht të një molekule ose një pjese tjetër. Lidhje të tilla përfshijnë akullin.

Vetitë e trupave të ngurtë

Çfarë dimë sot? Shkencëtarët kanë studiuar prej kohësh vetitë e gjendjes së ngurtë të materies. Kur ekspozohet ndaj temperaturave, ai gjithashtu ndryshon. Kalimi i një trupi të tillë në lëng quhet shkrirje. Shndërrimi i një trupi të ngurtë në gjendje të gaztë quhet sublimim. Me uljen e temperaturës, trupi i ngurtë kristalizohet. Disa substanca nën ndikimin e të ftohtit kalojnë në fazën amorfe. Shkencëtarët e quajnë këtë proces tranzicion xhami.

Kur ndryshon struktura e brendshme e trupave të ngurtë. Ajo merr rendin më të madh me uljen e temperaturës. Në presionin atmosferik dhe temperaturën T > 0 K, çdo substancë që ekziston në natyrë ngurtësohet. Vetëm heliumi, i cili kërkon një presion prej 24 atm për t'u kristalizuar, është një përjashtim nga ky rregull.

Gjendja e ngurtë e një lënde i jep asaj veti të ndryshme fizike. Ato karakterizojnë sjelljen specifike të trupave nën ndikimin e fushave dhe forcave të caktuara. Këto prona ndahen në grupe. Ekzistojnë 3 metoda të ndikimit, që korrespondojnë me 3 lloje të energjisë (mekanike, termike, elektromagnetike). Prandaj, ekzistojnë 3 grupe të vetive fizike të trupave të ngurtë:

• Vetitë mekanike që lidhen me stresin dhe deformimin e trupave. Sipas këtyre kritereve, trupat e ngurtë ndahen në elastike, reologjike, të forta dhe teknologjike. Në pushim, një trup i tillë ruan formën e tij, por mund të ndryshojë nën ndikimin e një force të jashtme. Në këtë rast, deformimi i tij mund të jetë plastik (forma origjinale nuk kthehet), elastik (kthehet në formën e tij origjinale) ose shkatërrues (shpërbërja/thyerja ndodh kur arrihet një prag i caktuar). Përgjigja ndaj forcës së aplikuar përshkruhet nga moduli elastik. Një trup i fortë i reziston jo vetëm ngjeshjes dhe tensionit, por edhe prerjes, përdredhjes dhe përkuljes. Fuqia e një trupi të ngurtë është aftësia e tij për t'i rezistuar shkatërrimit.
• Termike, manifestohet kur ekspozohet ndaj fushave termike. Një nga vetitë më të rëndësishme është pika e shkrirjes në të cilën trupi kthehet në gjendje të lëngshme. Vërehet në trupat e ngurtë kristalorë. Trupat amorfë kanë një nxehtësi latente të shkrirjes, pasi kalimi i tyre në një gjendje të lëngshme ndodh gradualisht me rritjen e temperaturës. Me arritjen e një nxehtësie të caktuar, trupi amorf humbet elasticitetin e tij dhe fiton plasticitet. Kjo gjendje do të thotë se ka arritur temperaturën e tranzicionit të qelqit. Kur nxehet, trupi i ngurtë deformohet. Për më tepër, ajo zgjerohet më shpesh. Në mënyrë sasiore, kjo gjendje karakterizohet nga një koeficient i caktuar. Temperatura e trupit ndikon në karakteristikat mekanike si rrjedhshmëria, duktiliteti, fortësia dhe forca.
• Elektromagnetike, e lidhur me ndikimin në lëndën e ngurtë të rrjedhave të mikrogrimcave dhe valëve elektromagnetike me ngurtësi të lartë. Këto përfshijnë gjithashtu vetitë e rrezatimit.

Struktura e zonës

Lëndët e ngurta klasifikohen gjithashtu sipas të ashtuquajturës strukturë të zonës së tyre. Pra, midis tyre ka:

• Përçuesit karakterizohen në atë që brezat e tyre të përcjelljes dhe valencës mbivendosen. Në këtë rast, elektronet mund të lëvizin midis tyre, duke marrë energjinë më të vogël. Të gjitha metalet konsiderohen përçues. Kur një diferencë potenciale aplikohet në një trup të tillë, formohet një rrymë elektrike (për shkak të lëvizjes së lirë të elektroneve midis pikave me potencialin më të ulët dhe më të lartë).
• Dielektrikë, zonat e të cilave nuk mbivendosen. Intervali midis tyre kalon 4 eV. Për të përcjellë elektronet nga brezi i valencës në brezin e përcjelljes, nevojiten sasi të mëdha energjie. Për shkak të këtyre vetive, dielektrikët praktikisht nuk kryejnë rrymë.
• Gjysmëpërçuesit karakterizohen nga mungesa e brezave të përcjellshmërisë dhe valencës. Intervali midis tyre është më pak se 4 eV. Për të transferuar elektronet nga brezi i valencës në brezin e përcjelljes, kërkohet më pak energji sesa për dielektrikët. Gjysmëpërçuesit e pastër (të padobitur dhe të brendshëm) nuk e kalojnë mirë rrymën.

Lëvizjet e molekulave në trupat e ngurtë përcaktojnë vetitë e tyre elektromagnetike.

Prona të tjera

Lëndët e ngurta klasifikohen gjithashtu sipas vetive të tyre magnetike. Ka tre grupe:

• Diamagnet, vetitë e të cilave varen pak nga temperatura ose gjendja e grumbullimit.
• Paramagnet, të cilët janë pasojë e orientimit të elektroneve të përcjelljes dhe momenteve magnetike të atomeve. Sipas ligjit të Curie-t, ndjeshmëria e tyre zvogëlohet në raport me temperaturën. Pra, në 300 K është 10 -5.
• Trupa me një strukturë magnetike të renditur, që zotërojnë rend atomik me rreze të gjatë. Grimcat me momente magnetike ndodhen periodikisht në nyjet e rrjetës së tyre. Lëndë dhe substanca të tilla shpesh përdoren në fusha të ndryshme të veprimtarisë njerëzore.

Substancat më të vështira në natyrë

Cilat janë ato? Dendësia e trupave të ngurtë përcakton në masë të madhe fortësinë e tyre. Vitet e fundit, shkencëtarët kanë zbuluar disa materiale që pretendojnë të jenë "trupi më i fortë". Substanca më e fortë është fulleriti (një kristal me molekula fullerene), i cili është afërsisht 1.5 herë më i fortë se diamanti. Për fat të keq, aktualisht është në dispozicion vetëm në sasi jashtëzakonisht të vogla.

Sot, substanca më e fortë që mund të përdoret në industri në të ardhmen është lonsdaleite (diamanti gjashtëkëndor). Është 58% më i fortë se diamanti. Lonsdaleite është një modifikim alotropik i karbonit. Rrjeta e saj kristalore është shumë e ngjashme me atë të diamantit. Një qelizë lonsdaleite përmban 4 atome, dhe një diamant - 8. Nga kristalet e përdorur gjerësisht sot, diamanti mbetet më i forti.

Distancat midis molekulave janë të krahasueshme me madhësitë e molekulave (në kushte normale) për

1. lëngje, trupa amorfë dhe kristalorë

   gazeve dhe lëngjeve

   gazet, lëngjet dhe lëndët e ngurta kristalore

Në gazrat në kushte normale, distanca mesatare ndërmjet molekulave është

1. afërsisht i barabartë me diametrin e molekulës

   më i vogël se diametri i molekulës

   afërsisht 10 herë diametri i molekulës

   varet nga temperatura e gazit

Rendi më i vogël në renditjen e grimcave është karakteristik

1. lëngjeve

   trupa kristalor

   trupa amorfë

Distanca midis grimcave fqinje të materies është mesatarisht shumë herë më e madhe se madhësia e vetë grimcave. Kjo deklaratë korrespondon me modelin

1. vetëm modelet e strukturës së gazit

   vetëm modele të strukturës së trupave amorfë

   modele të strukturës së gazeve dhe të lëngjeve

   modele të strukturës së gazeve, lëngjeve dhe trupave të ngurtë

Gjatë kalimit të ujit nga një gjendje e lëngshme në një gjendje kristalore

1. distanca ndërmjet molekulave rritet

   molekulat fillojnë të tërheqin njëra-tjetrën

   rregullsia në renditjen e molekulave rritet

   distanca ndërmjet molekulave zvogëlohet

Në presion të vazhdueshëm, përqendrimi i molekulave të gazit u rrit 5 herë, por masa e tij nuk ndryshoi. Energjia mesatare kinetike e lëvizjes përkthimore të molekulave të gazit

1. nuk ka ndryshuar

   rritur 5 herë

   ulur me 5 herë

   rritur me rrënjën e pesë

Tabela tregon pikat e shkrirjes dhe vlimit të disa substancave:

substancë	Temperatura e vlimit	substancë	Temperatura e shkrirjes
		naftalinë

Zgjidhni deklaratën e saktë.

Pika e shkrirjes së merkurit është më e lartë se pika e vlimit të eterit

Pika e vlimit të alkoolit është më e vogël se pika e shkrirjes së merkurit

Pika e vlimit të alkoolit është më e lartë se pika e shkrirjes së naftalinës

Pika e vlimit të eterit është më e ulët se pika e shkrirjes së naftalinës

Temperatura e lëndës së ngurtë u ul me 17 ºС. Në shkallën absolute të temperaturës, ky ndryshim ishte

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

9. Një enë me vëllim konstant përmban një gaz ideal në një sasi prej 2 mol. Si duhet të ndryshohet temperatura absolute e një ene me gaz kur nga ena lirohet 1 mol gaz në mënyrë që presioni i gazit në muret e enës të rritet 2 herë?

1) rritet me 2 herë 3) rritet me 4 herë

2) zvogëloni me 2 herë 4) zvogëloni me 4 herë

10. Në temperaturën T dhe presionin p, një mol i një gazi ideal zë vëllimin V. Sa është vëllimi i të njëjtit gaz, i marrë në një sasi prej 2 mole, në presion 2p dhe temperaturë 2T?

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

11. Temperatura e hidrogjenit të marrë në një sasi prej 3 mol në një enë është e barabartë me T. Sa është temperatura e oksigjenit e marrë në një sasi prej 3 mol në një enë me të njëjtin vëllim dhe me të njëjtën presion?

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

12. Ka një gaz ideal në një enë të mbyllur me piston. Një grafik i varësisë së presionit të gazit nga temperatura me ndryshimet në gjendjen e tij është paraqitur në figurë. Cila gjendje e gazit korrespondon me vëllimin më të vogël?

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

13. Një enë me vëllim konstant përmban një gaz ideal, masa e të cilit ndryshon. Diagrami tregon procesin e ndryshimit të gjendjes së një gazi. Në cilën pikë të diagramit është më e madhe masa e gazit?

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

14. Në të njëjtën temperaturë, avulli i ngopur në një enë të mbyllur ndryshon nga avulli i pangopur në të njëjtën enë

1) presioni

2) shpejtësia e lëvizjes së molekulave

3) energjia mesatare e lëvizjes kaotike të molekulave

4) mungesa e gazrave të huaj

15. Cila pikë në diagram i përgjigjet presionit maksimal të gazit?

është e pamundur të japësh një përgjigje të saktë

17. Një tullumbace me vëllim 2500 metra kub me masë guaskë 400 kg ka një vrimë në fund përmes së cilës ajri në balon nxehet nga një djegës. Deri në cilën temperaturë minimale duhet të nxehet ajri në balonë në mënyrë që tullumbace të ngrihet së bashku me një ngarkesë (shportë dhe aeronaut) që peshon 200 kg? Temperatura e ajrit të ambientit është 7ºС, dendësia e saj është 1.2 kg për metër kub. Predha e topit konsiderohet e pazgjatur.

MCT dhe termodinamika

MCT dhe termodinamika

Për këtë seksion, çdo opsion përfshinte pesë detyra me një zgjedhje

përgjigje, nga të cilat 4 janë të nivelit bazë dhe 1 është e avancuar. Bazuar në rezultatet e provimit

U mësuan elementët e mëposhtëm të përmbajtjes:

Zbatimi i ekuacionit Mendeleev–Klapeyron;

Varësia e presionit të gazit nga përqendrimi i molekulave dhe temperatura;

Sasia e nxehtësisë gjatë ngrohjes dhe ftohjes (llogaritje);

Karakteristikat e transferimit të nxehtësisë;

Lagështia relative e ajrit (llogaritje);

Puna në termodinamikë (grafik);

Zbatimi i ekuacionit të gjendjes së gazit.

Ndër detyrat e nivelit bazë, pyetjet e mëposhtme shkaktuan vështirësi:

1) Ndryshimi i energjisë së brendshme në izoprocese të ndryshme (për shembull, me

rritje izokore e presionit) – 50% përfundim.

2) Grafikët e izoprocesit – 56%.

Shembulli 5.

Masa konstante e një gazi ideal përfshihet në procesin e treguar

në imazh. Arrihet presioni më i lartë i gazit në proces

1) në pikën 1

2) në të gjithë segmentin 1–2

3) në pikën 3

4) në të gjithë segmentin 2–3

Përgjigje: 1

3) Përcaktimi i lagështisë së ajrit – 50%. Këto detyra përmbanin një fotografi

psikrometër, sipas të cilit ishte e nevojshme të merren leximet e thatë dhe të lagësht

termometra, dhe më pas përcaktoni lagështinë e ajrit duke përdorur pjesën

tabela psikometrike e dhënë në detyrë.

4) Zbatimi i ligjit të parë të termodinamikës. Këto detyra rezultuan të ishin më të shumtat

e vështirë ndër detyrat e nivelit bazë për këtë seksion – 45%. Këtu

ishte e nevojshme përdorimi i grafikut dhe përcaktimi i llojit të izoprocesit

(përdoreshin ose izoterma ose izokore) dhe në përputhje me këtë

të përcaktojë njërin nga parametrat në bazë të tjetrit të dhënë.

Ndër detyrat e një niveli të avancuar, u prezantuan problemet e llogaritjes

aplikimi i ekuacionit të gjendjes së gazit, i cili u plotësua mesatarisht me 54%

nxënësit, si dhe detyrat e përdorura më parë për të përcaktuar ndryshimet

parametrat e një gazi ideal në një proces arbitrar. Merret me to me sukses

vetëm një grup të diplomuarish të fortë, dhe shkalla mesatare e përfundimit ishte 45%.

Një nga këto detyra është dhënë më poshtë.

Shembulli 6

Një gaz ideal gjendet në një enë të mbyllur nga një pistoni. Procesi

ndryshimet në gjendjen e gazit janë paraqitur në diagram (shih figurën). Si

a ka ndryshuar vëllimi i gazit gjatë kalimit të tij nga gjendja A në gjendjen B?

1) u rrit gjatë gjithë kohës

2) ulur gjatë gjithë kohës

3) fillimisht u rrit, pastaj u ul

4) fillimisht u ul, pastaj u rrit

Përgjigje: 1

Llojet e aktiviteteve Sasia

detyra %

foto2 10-12 25.0-30.0

4. FIZIKA

4.1. Karakteristikat e materialeve matëse të kontrollit në fizikë

2007

Puna e provimit për provimin e unifikuar të shtetit në vitin 2007 kishte

e njëjta strukturë si në dy vitet e mëparshme. Ai përbëhej nga 40 detyra,

të ndryshme për nga forma e paraqitjes dhe niveli i kompleksitetit. Në pjesën e parë të veprës

U përfshinë 30 detyra me zgjedhje të shumëfishta, ku çdo detyrë shoqërohej me

katër opsione përgjigjeje, nga të cilat vetëm një ishte e saktë. Pjesa e dytë përmbante 4

detyra me përgjigje të shkurtra. Ishin probleme përllogaritjeje, pas zgjidhjes

e cila kërkonte që përgjigja të jepej në formën e një numri. Pjesa e tretë e provimit

punë - këto janë 6 probleme llogaritëse, për të cilat ishte e nevojshme të silleshin një të plotë

zgjidhje e detajuar. Koha totale për të përfunduar punën ishte 210 minuta.

Kodifikuesi i elementeve dhe specifikimeve të përmbajtjes arsimore

fletët e provimit janë përpiluar në bazë të Minimumit të Detyrueshëm

1999 Nr. 56) dhe mori parasysh komponentin federal të standardit shtetëror

arsimi i mesëm (i plotë) për fizikë, niveli i specializuar (Urdhri i Ministrisë së Mbrojtjes, datë 5

mars 2004 nr 1089). Kodifikuesi i elementit të përmbajtjes nuk ka ndryshuar sipas

krahasuar me vitin 2006 dhe përfshinte vetëm ato elemente që ishin njëkohësisht

të pranishme si në komponentin federal të standardit shtetëror

(niveli i profilit, 2004), dhe në përmbajtjen minimale të detyrueshme

arsimi 1999

Krahasuar me materialet matëse të kontrollit të vitit 2006 në variante

Në Provimin e Unifikuar të Shtetit të vitit 2007 u bënë dy ndryshime. E para prej tyre ishte rishpërndarja

detyrat në pjesën e parë të punës në bazë tematike. Pa marrë parasysh vështirësinë

(nivelet bazë ose të avancuara), të gjitha detyrat e mekanikës ndoqën fillimisht, më pas

në MCT dhe termodinamikë, elektrodinamikë dhe, së fundi, fizikën kuantike. Së dyti

Ndryshimi kishte të bënte me futjen e synuar të testimit të detyrave

formimi i aftësive metodologjike. Në vitin 2007, detyrat A30 testuan aftësitë

analizojnë rezultatet e studimeve eksperimentale, të shprehura në formë

tabela ose grafika, si dhe të ndërtojnë grafikë bazuar në rezultatet e eksperimentit. Përzgjedhja

Detyrat për linjën A30 janë kryer në bazë të nevojës për verifikim në këtë

një seri opsionesh për një lloj aktiviteti dhe, në përputhje me rrethanat, pavarësisht nga

përkatësia tematike e një detyre specifike.

Punimi i provimit përfshinte detyra bazë, të avancuar

dhe nivele të larta vështirësie. Detyrat e nivelit bazë testuan më së shumti mjeshtërinë

koncepte dhe ligje të rëndësishme fizike. Detyrat e nivelit të lartë kontrolloheshin

aftësia për të përdorur këto koncepte dhe ligje për të analizuar procese më komplekse ose

aftësia për të zgjidhur probleme që përfshijnë zbatimin e një ose dy ligjeve (formulave) sipas ndonjërit prej tyre

temat e lëndës së fizikës shkollore. Përllogariten detyra të një niveli të lartë kompleksiteti

detyra që pasqyrojnë nivelin e kërkesave për provimet pranuese në universitete dhe

kërkojnë zbatimin e njohurive nga dy ose tre seksione të fizikës njëherësh në modifikuar ose

situatë e re.

KIM 2007 përfshinte detyra për të gjithë përmbajtjen bazë

seksionet e kursit të fizikës:

1) "Mekanika" (kinematika, dinamika, statika, ligjet e ruajtjes në mekanikë,

dridhjet dhe valët mekanike);

2) “Fizika molekulare. Termodinamika";

3) "Elektrodinamika" (elektrostatika, rryma e vazhdueshme, fusha magnetike,

induksioni elektromagnetik, lëkundjet dhe valët elektromagnetike, optika);

4) "Fizika kuantike" (elementet e STR, dualiteti valë-grimcë, fizika

atomi, fizika e bërthamës atomike).

Tabela 4.1 tregon shpërndarjen e detyrave nëpër blloqe të përmbajtjes në secilin

nga pjesët e fletës së provimit.

Tabela 4.1

në varësi të llojit të detyrave

Të gjitha punët

(me zgjedhje

(me shkurt

detyrat % Sasia

detyrat % Sasia

detyra %

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

2 MCT dhe termodinamika 8-10 20,0-25,0 6-7 15,0-17,5 1 2,5 1-2 2,5-5,0

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

4 Fizika kuantike dhe

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

Tabela 4.2 tregon shpërndarjen e detyrave nëpër blloqe të përmbajtjes në

në varësi të nivelit të vështirësisë.

Tabela4.2

Shpërndarja e detyrave sipas seksioneve të kursit të fizikës

në varësi të nivelit të vështirësisë

Të gjitha punët

Një nivel bazë të

(me zgjedhje

I ngritur

(me zgjedhjen e përgjigjes

dhe të shkurtër

Niveli i lartë

(me zgjeruar

Seksioni i përgjigjeve)

detyrat % Sasia

detyrat % Sasia

detyrat % Sasia

detyra %

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

2 MCT dhe termodinamika 8-10 20,0-25,0 5-6 12,5-15,0 2 5,0 1-2 2,5-5,0

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

4 Fizika kuantike dhe

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

Gjatë zhvillimit të përmbajtjes së fletës së provimit, kemi marrë parasysh

nevoja për të testuar zotërimin e llojeve të ndryshme të aktiviteteve. Ku

detyrat për secilën nga seritë e opsioneve u zgjodhën duke marrë parasysh shpërndarjen sipas llojit

aktivitetet e paraqitura në tabelën 4.3.

1 Ndryshimi në numrin e detyrave për secilën temë është për shkak të temave të ndryshme të detyrave komplekse C6 dhe

detyrat A30, testimi i aftësive metodologjike duke përdorur materiale nga degë të ndryshme të fizikës, në

seri të ndryshme opsionesh.

Tabela4.3

Shpërndarja e detyrave sipas llojit të aktivitetit

Llojet e aktiviteteve Sasia

detyra %

1 Kuptoni kuptimin fizik të modeleve, koncepteve, sasive 4-5 10.0-12.5

2 Shpjegoni dukuritë fizike, dalloni ndikimin e të ndryshmeve

faktorët në rrjedhën e dukurive, manifestimet e dukurive në natyrë ose

përdorimi i tyre në pajisjet teknike dhe në jetën e përditshme

3 Zbatoni ligjet e fizikës (formula) për të analizuar proceset në

niveli i cilësisë 6-8 15.0-20.0

4 Zbatoni ligjet e fizikës (formula) për të analizuar proceset në

niveli i llogaritur 10-12 25.0-30.0

5 Analizoni rezultatet e studimeve eksperimentale 1-2 2.5-5.0

6 Analizoni informacionin e marrë nga grafikët, tabelat, diagramet,

foto2 10-12 25.0-30.0

7 Zgjidh problema të niveleve të ndryshme kompleksiteti 13-14 32.5-35.0

Të gjitha detyrat e pjesës së parë dhe të dytë të punës së provimit u vlerësuan në 1

rezultati primar. Zgjidhjet e problemeve në pjesën e tretë (C1-C6) u kontrolluan nga dy ekspertë në

në përputhje me kriteret e përgjithshme të vlerësimit, duke marrë parasysh korrektësinë dhe

plotësinë e përgjigjes. Rezultati maksimal për të gjitha detyrat me një përgjigje të detajuar ishte 3

pikë. Problemi konsiderohej i zgjidhur nëse studenti shënonte të paktën 2 pikë për të.

Bazuar në pikët e dhëna për kryerjen e të gjitha detyrave të provimit

punë, u përkthye në pikë “test” në një shkallë 100-pikëshe dhe në nota

në një shkallë me pesë pikë. Tabela 4.4 tregon marrëdhëniet ndërmjet primare,

rezultatet e testimit duke përdorur një sistem me pesë pikë gjatë tre viteve të fundit.

Tabela4.4

Raporti i rezultatit parësor, rezultatet e testit dhe notat e shkollës

Vite, pikë 2 3 4 5

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

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

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

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

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

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

Krahasimi i kufijve të pikëve fillore tregon se këtë vit kushtet

marrja e notave të duhura ishte më e rreptë në krahasim me vitin 2006, por

përafërsisht korrespondonte me kushtet e vitit 2005. Kjo për faktin se në të kaluarën

vit, provimin e unifikuar në fizikë e kaluan jo vetëm ata që planifikonin të hynin në universitete

në profilin përkatës, por edhe gati 20% e nxënësve (nga numri i përgjithshëm i atyre që testohen),

të cilët studionin fizikën në nivelin bazë (për ta u vendos ky provim

rajoni i detyrueshëm).

Në total, 40 opsione u përgatitën për provimin në vitin 2007,

të cilat ishin pesë seri me 8 opsione, të krijuara sipas planeve të ndryshme.

Seria e opsioneve ndryshonte në elementë dhe lloje të përmbajtjes së kontrolluar

aktivitete për të njëjtën linjë detyrash, por në përgjithësi të gjitha kishin afërsisht

2 Në këtë rast nënkuptojmë formën e informacionit të paraqitur në tekstin e detyrës ose shpërqendruesit,

prandaj, e njëjta detyrë mund të testojë dy lloje aktivitetesh.

i njëjti nivel mesatar vështirësie dhe korrespondonte me planin e provimit

puna e dhënë në Shtojcën 4.1.

4.2. Karakteristikat e Provimit të Unifikuar Shtetëror në pjesëmarrësit e Fizikës2007 i vitit

Numri i pjesëmarrësve në Provimin e Unifikuar Shtetëror të Fizikës këtë vit ishte 70.052 persona, që

dukshëm më e ulët se një vit më parë dhe afërsisht në përputhje me treguesit

2005 (shih tabelën 4.5). Numri i rajoneve në të cilat të diplomuarit iu nënshtruan Provimit të Unifikuar të Shtetit

fizikë, u rrit në 65. Numri i maturantëve që zgjodhën fizikën në format

Provimi i Unifikuar i Shtetit ndryshon ndjeshëm për rajone të ndryshme: nga 5316 persona. në Republikë

Tatarstani deri në 51 persona në Okrug Autonome Nenets. Si përqindje e

në numrin total të maturantëve, numri i pjesëmarrësve në Provimin e Unifikuar të Shtetit në Fizikë varion nga

0,34% në Moskë në 19,1% në rajonin e Samara.

Tabela4.5

Numri i pjesëmarrësve në provim

Viti Numri Vajzat Djemtë

rajone

pjesëmarrësit Numri % Numri %

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

Provimi i fizikës zgjidhet kryesisht nga të rinjtë, dhe vetëm një e katërta e tyre

nga numri i përgjithshëm i pjesëmarrësve janë vajza që kanë zgjedhur të vazhdojnë

universitetet e arsimit me profil fizik dhe teknik.

Shpërndarja e pjesëmarrësve në provim sipas kategorive mbetet praktikisht e pandryshuar nga viti në vit.

llojet e vendbanimeve (shih tabelën 4.6). Pothuajse gjysma e maturantëve që morën

Provimi i Unifikuar i Shtetit në Fizikë, jeton në qytete të mëdha dhe vetëm 20% janë studentë që kanë përfunduar

shkollat ​​rurale.

Tabela4.6

Shpërndarja e pjesëmarrësve në provim sipas llojit të vendbanimit, në të cilën

ndodhen institucionet e tyre arsimore

Numri i të ekzaminuarve Përqindje

Lloji i lokalitetit të të ekzaminuarve

Vendbanim rural (fshat,

fshat, fermë, etj.) 13,767 18,107 14,281 20,0 20,0 20,4

Vendbanim urban

(fshat pune, fshat urban

lloji, etj.)

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

Qytet me një popullsi prej më pak se 50 mijë njerëz 7,427 10,810 7,965 10.8 12.0 11.4

Qytet me një popullsi prej 50-100 mijë njerëz 6,063 8,757 7,088 8.8 9.7 10.1

Qytet me një popullsi prej 100-450 mijë njerëz 16,195 17,673 14,630 23,5 19,5 20,9

Qytet me një popullsi prej 450-680 mijë njerëz 7,679 11,799 7,210 11.1 13.1 10.3

Një qytet me një popullsi prej më shumë se 680 mijë.

njerëz 13,005 14,283 13,807 18,9 15,8 19,7

Shën Petersburg – 72 7 – 0,1 0,01

Moskë - 224 259 - 0,2 0,3

Nuk ka të dhëna – 339 – – 0,4 –

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

3 Në vitin 2006, në një nga rajonet, provimet pranuese në universitetet e fizikës u mbajtën vetëm në

Formati i Provimit të Unifikuar të Shtetit. Kjo rezultoi në një rritje kaq të ndjeshme të numrit të pjesëmarrësve në Provimin e Unifikuar të Shtetit.

Përbërja e pjesëmarrësve në provim sipas llojit të arsimit mbetet praktikisht e pandryshuar.

institucionet (shih tabelën 4.7). Si vitin e kaluar, shumica dërrmuese

nga të testuarit janë diplomuar në institucionet e arsimit të përgjithshëm, dhe vetëm rreth 2%

maturantët erdhën në provim nga institucionet arsimore fillore ose

arsimi i mesëm profesional.

Tabela4.7

Shpërndarja e pjesëmarrësve në provim sipas llojit të institucionit arsimor

Numri

të ekzaminuarit

Përqindje

Lloji i institucionit arsimor të të testuarve

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

Institucionet arsimore të përgjithshme 86,331 66,849 95,5 95,4

Arsimi i përgjithshëm i mbrëmjes (ndërrimi).

institucionet 487 369 0.5 0.5

shkollë me konvikt të arsimit të përgjithshëm,

shkollë kadetësh, konvikt me

trajnimi fillestar i fluturimit

1 144 1 369 1,3 2,0

Institucionet arsimore fillore dhe

arsimi i mesëm profesional 1,469 1,333 1.7 1.9

Nuk ka të dhëna 958 132 1.0 0.2

Gjithsej: 90,389 70,052 100% 100%

4.3. Rezultatet kryesore të fletës së provimit në fizikë

Në përgjithësi, rezultatet e punës së ekzaminimit në vitin 2007 ishin

pak më të larta se rezultatet e vitit të kaluar, por afërsisht në të njëjtin nivel me

tregues të një viti më parë. Tabela 4.8 tregon rezultatet e Provimit të Unifikuar të Shtetit në Fizikë në vitin 2007.

në një shkallë me pesë pikë, dhe në Tabelën 4.9 dhe Fig. 4.1 - bazuar në rezultatet e testit prej 100-

shkallë pikë. Për qartësi të krahasimit, rezultatet janë paraqitur në krahasim me

dy vitet e mëparshme.

Tabela4.8

Shpërndarja e pjesëmarrësve në provim sipas niveleve

përgatitjen(përqindja e totalit)

Vitet "2" Shënon "p3o" 5 pikë "b4n" në shkallën "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%

Tabela4.9

Shpërndarja e pjesëmarrësve në provim

bazuar në rezultatet e testeve të marra në2005-2007 yy.

Intervali i shkallës së rezultateve të testit të vitit

këmbim 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

Rezultati i testit

Përqindja e studentëve që kanë marrë

rezultati përkatës i testit

Oriz. 4.1 Shpërndarja e pjesëmarrësve të provimit sipas rezultateve të testeve të marra

Tabela 4.10 tregon një krahasim të shkallës në pikat e testimit nga 100

shkallë me rezultatet e plotësimit të detyrave të versionit të provimit në fillore

Tabela4.10

Krahasimi i intervaleve të rezultateve fillore dhe testuese në2007 vit

Intervali i shkallës

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

Intervali i shkallës

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

Për të marrë 35 pikë (pika 3, pikë fillestare – 13) testuesi

Mjaftoi t'i përgjigjesh saktë 13 pyetjeve më të thjeshta të pjesës së parë

puna. Për të fituar 65 pikë (pika 4, pikë fillestare – 34), një i diplomuar duhet

ishte, për shembull, t'i përgjigjej saktë 25 pyetjeve me zgjedhje të shumëfishta, të zgjidhte tre nga katër

problemet me një përgjigje të shkurtër, dhe gjithashtu përballen me dy probleme të nivelit të lartë

vështirësitë. Ata që morën 85 pikë (pika 5, pikë fillore – 46)

kreu në mënyrë të përsosur pjesën e parë dhe të dytë të punës dhe zgjidhi të paktën katër problema

pjesa e tretë.

Më të mirët e më të mirëve (nga 91 deri në 100 pikë) nuk duhen vetëm

lundroni lirshëm në të gjitha çështjet e lëndës së fizikës shkollore, por edhe praktikisht

Shmangni edhe gabimet teknike. Pra, për të marrë 94 pikë (rezultati kryesor

– 49) ishte e mundur të “mos merreshin” vetëm 3 pikë primare, duke lejuar, për shembull,

gabime aritmetike kur zgjidhni një nga problemet e një niveli të lartë kompleksiteti

dhe bëni një gabim në përgjigjen e dy pyetjeve me shumë zgjedhje.

Fatkeqësisht, këtë vit nuk ka pasur rritje të numrit të maturantëve që kanë fituar

Sipas rezultateve të Provimit të Unifikuar të Shtetit në Fizikë, rezultati më i lartë i mundshëm. Në tabelën 4.11

Është dhënë numri i 100 pikëshave gjatë katër viteve të fundit.

Tabela4.11

Numri i testuesve, të cilët shënuan sipas rezultateve të provimit100 pikë

Viti 2004 2005 2006 2007

Numri i nxënësve 6 23 33 28

Liderët e këtij viti janë 27 djem dhe vetëm një vajzë (Romanova A.I. nga

Shkolla e mesme Novovoronezh nr. 1). Ashtu si vitin e kaluar mes maturantëve të Liceut Nr.153

Ufa - dy studentë menjëherë që shënuan 100 pikë. Të njëjtat rezultate (dy 100-

Gjimnazi nr.4 me emrin A.S. Pushkin në Yoshkar-Ola.

Shumë dukuri natyrore tregojnë lëvizjen kaotike të mikrogrimcave, molekulave dhe atomeve të materies. Sa më e lartë të jetë temperatura e substancës, aq më intensive është kjo lëvizje. Prandaj, nxehtësia e një trupi është një reflektim i lëvizjes së rastësishme të molekulave dhe atomeve të tij përbërës.

Prova se të gjithë atomet dhe molekulat e një lënde janë në lëvizje konstante dhe të rastësishme mund të jetë difuzioni - ndërhyrja e grimcave të një lënde në një tjetër (shih Fig. 20a). Kështu, era përhapet shpejt në të gjithë dhomën edhe në mungesë të lëvizjes së ajrit. Një pikë boje e kthen shpejt të gjithë gotën e ujit në mënyrë uniforme të zezë, megjithëse duket se graviteti duhet të ndihmojë në ngjyrosjen e xhamit vetëm në drejtimin nga lart-poshtë. Difuzioni gjithashtu mund të zbulohet në trupat e ngurtë nëse ato shtypen fort së bashku dhe lihen për një kohë të gjatë. Fenomeni i difuzionit tregon se mikrogrimcat e një substance janë të afta të lëvizin spontanisht në të gjitha drejtimet. Kjo lëvizje e mikrogrimcave të një substance, si dhe molekulave dhe atomeve të saj, quhet lëvizje termike.

Natyrisht, të gjitha molekulat e ujit në gotë lëvizin edhe nëse nuk ka asnjë pikë boje në të. Thjesht, difuzioni i bojës bën të dukshme lëvizjen termike të molekulave. Një dukuri tjetër që bën të mundur vëzhgimin e lëvizjes termike dhe madje vlerësimin e karakteristikave të saj mund të jetë lëvizja Browniane, e cila i referohet lëvizjes kaotike të çdo grimce më të vogël në një lëng plotësisht të qetë të dukshëm përmes një mikroskopi. Ajo u emërua Brownian për nder të botanistit anglez R. Brown, i cili në vitin 1827, duke ekzaminuar sporet e polenit të njërës prej bimëve të pezulluara në ujë përmes një mikroskopi, zbuloi se ato lëviznin vazhdimisht dhe në mënyrë kaotike.

Vëzhgimi i Brown u konfirmua nga shumë shkencëtarë të tjerë. Doli se lëvizja Brownian nuk shoqërohet as me rrjedhat në lëng ose me avullimin gradual të tij. Grimcat më të vogla (ato quheshin edhe Brownian) silleshin sikur të ishin gjallë, dhe kjo "valle" e grimcave u përshpejtua me ngrohjen e lëngut dhe me një ulje të madhësisë së grimcave dhe, anasjelltas, u ngadalësua kur zëvendësohej uji me një më viskoz. e mesme. Lëvizja Brownian ishte veçanërisht e dukshme kur u vëzhgua në gaz, për shembull, duke ndjekur grimcat e tymit ose pikat e mjegullës në ajër. Ky fenomen i mahnitshëm nuk u ndal kurrë dhe mund të vëzhgohej për aq kohë sa të dëshirohej.

Një shpjegim i lëvizjes Brownian u dha vetëm në çerekun e fundit të shekullit të 19-të, kur u bë e qartë për shumë shkencëtarë se lëvizja e një grimce Brownian shkaktohet nga ndikimet e rastësishme të molekulave të mediumit (lëng ose gaz) që i nënshtrohen lëvizjes termike ( shih Fig. 20b). Mesatarisht, molekulat e mediumit prekin një grimcë Brownian nga të gjitha drejtimet me forcë të barabartë, megjithatë, këto ndikime kurrë nuk anulojnë saktësisht njëra-tjetrën, dhe si rezultat, shpejtësia e grimcës Brownian ndryshon rastësisht në madhësi dhe drejtim. Prandaj, grimca Brownian lëviz përgjatë një shtegu zigzag. Për më tepër, sa më e vogël të jetë madhësia dhe masa e një grimce Brownian, aq më e dukshme bëhet lëvizja e saj.

Në vitin 1905, A. Einstein krijoi teorinë e lëvizjes Brownian, duke besuar se në çdo moment të caktuar në kohë nxitimi i një grimce Brownian varet nga numri i përplasjeve me molekulat e mediumit, që do të thotë se varet nga numri i molekulave për njësi. vëllimi i mediumit, d.m.th. nga numri i Avogadros. Ajnshtajni nxori një formulë me të cilën ishte e mundur të llogaritet se si katrori mesatar i zhvendosjes së një grimce Brownian ndryshon me kalimin e kohës, nëse e dini temperaturën e mediumit, viskozitetin e tij, madhësinë e grimcës dhe numrin e Avogadros, i cili ishte ende. i panjohur në atë kohë. Vlefshmëria e kësaj teorie të Ajnshtajnit u konfirmua eksperimentalisht nga J. Perrin, i cili ishte i pari që mori vlerën e numrit të Avogadros. Kështu, analiza e lëvizjes Brownian hodhi themelet e teorisë kinetike molekulare moderne të strukturës së materies.

Rishikoni pyetjet:

· Çfarë është difuzioni dhe si lidhet ai me lëvizjen termike të molekulave?

· Çfarë quhet lëvizje Browniane dhe a është ajo termike?

· Si ndryshon natyra e lëvizjes Brownian kur nxehet?

Oriz. 20. (a) – pjesa e sipërme tregon molekula të dy gazeve të ndryshme të ndara nga një ndarje, e cila hiqet (shih pjesën e poshtme), pas së cilës fillon difuzioni; (b) në pjesën e poshtme të majtë ka një paraqitje skematike të një grimce Brownian (blu), e rrethuar nga molekula të mediumit, përplasjet me të cilat bëjnë që grimca të lëvizë (shih tre trajektoret e grimcës).

§ 21. FORCAT NDËRMOLEKULARE: STRUKTURA E TRUPAVE TË GAZËT, TË LËNGËT DHE TË NGURTË.

Ne jemi mësuar me faktin se lëngu mund të derdhet nga një enë në tjetrën, dhe gazi mbush shpejt të gjithë vëllimin që i është dhënë. Uji mund të rrjedhë vetëm përgjatë shtratit të lumit dhe ajri mbi të nuk njeh kufij. Nëse gazi nuk do të përpiqej të zinte të gjithë hapësirën rreth nesh, do të mbyteshim, sepse... Dioksidi i karbonit që nxjerrim do të grumbullohej pranë nesh, duke na penguar të marrim frymë të pastër. Po, dhe makinat do të ndalonin së shpejti për të njëjtën arsye, sepse... Ata gjithashtu kanë nevojë për oksigjen për të djegur karburantin.

Pse një gaz, ndryshe nga një lëng, mbush të gjithë vëllimin që i jepet? Midis të gjitha molekulave ekzistojnë forca tërheqëse ndërmolekulare, madhësia e të cilave zvogëlohet shumë shpejt kur molekulat largohen nga njëra-tjetra, dhe për këtë arsye në një distancë të barabartë me disa diametra molekularë ato nuk ndërveprojnë fare. Është e lehtë të tregohet se distanca midis molekulave fqinje të gazit është shumë herë më e madhe se ajo e një lëngu. Duke përdorur formulën (19.3) dhe duke ditur densitetin e ajrit (r=1.29 kg/m3) në presionin atmosferik dhe masën molare të tij (M=0.029 kg/mol), mund të llogarisim distancën mesatare ndërmjet molekulave të ajrit, e cila do të jetë e barabartë me 6.1.10- 9 m, që është njëzet herë distanca ndërmjet molekulave të ujit.

Kështu, ndërmjet molekulave të lëngshme të vendosura pothuajse afër njëra-tjetrës, veprojnë forca tërheqëse, duke penguar që këto molekula të shpërndahen në drejtime të ndryshme. Përkundrazi, forcat e parëndësishme të tërheqjes midis molekulave të gazit nuk janë në gjendje t'i mbajnë ato së bashku, dhe për këtë arsye gazrat mund të zgjerohen, duke mbushur të gjithë vëllimin që u është dhënë. Ekzistenca e forcave tërheqëse ndërmolekulare mund të verifikohet duke kryer një eksperiment të thjeshtë - duke shtypur dy shufra plumbi kundër njëri-tjetrit. Nëse sipërfaqet e kontaktit janë mjaftueshëm të lëmuara, shufrat do të ngjiten së bashku dhe do të jetë e vështirë të ndahen.

Megjithatë, vetëm forcat tërheqëse ndërmolekulare nuk mund të shpjegojnë të gjitha ndryshimet midis vetive të substancave të gazta, të lëngshme dhe të ngurta. Pse, për shembull, është shumë e vështirë të zvogëlohet vëllimi i një lëngu ose të ngurtë, por është relativisht e lehtë të ngjesh një tullumbace? Kjo shpjegohet me faktin se midis molekulave nuk ekzistojnë vetëm forca tërheqëse, por edhe forca refuzuese ndërmolekulare, të cilat veprojnë kur predha elektronike të atomeve të molekulave fqinje fillojnë të mbivendosen. Janë këto forca refuzuese që pengojnë një molekulë të depërtojë në një vëllim tashmë të zënë nga një molekulë tjetër.

Kur asnjë forcë e jashtme nuk vepron në një trup të lëngët ose të ngurtë, distanca midis molekulave të tyre është e tillë (shih r0 në Fig. 21a) në të cilën forcat rezultante të tërheqjes dhe zmbrapsjes janë të barabarta me zero. Nëse përpiqeni të zvogëloni vëllimin e një trupi, distanca midis molekulave zvogëlohet dhe forcat repulsive të rritura që rezultojnë fillojnë të veprojnë nga ana e trupit të ngjeshur. Përkundrazi, kur një trup shtrihet, forcat elastike që lindin shoqërohen me një rritje relative të forcave tërheqëse, sepse kur molekulat largohen nga njëra-tjetra, forcat repulsive bien shumë më shpejt se forcat tërheqëse (shih Fig. 21a).

Molekulat e gazit ndodhen në distanca dhjetëra herë më të mëdha se madhësitë e tyre, si rezultat i të cilave këto molekula nuk ndërveprojnë me njëra-tjetrën, dhe për këtë arsye gazrat kompresohen shumë më lehtë sesa lëngjet dhe trupat e ngurtë. Gazrat nuk kanë ndonjë strukturë specifike dhe janë një koleksion molekulash lëvizëse dhe përplasëse (shih Fig. 21b).

Një lëng është një koleksion molekulash që janë pothuajse afër njëra-tjetrës (shih Fig. 21c). Lëvizja termike lejon një molekulë të lëngshme të ndryshojë fqinjët e saj herë pas here, duke u hedhur nga një vend në tjetrin. Kjo shpjegon rrjedhshmërinë e lëngjeve.

Atomet dhe molekulat e trupave të ngurtë janë të privuar nga aftësia për të ndryshuar fqinjët e tyre, dhe lëvizja e tyre termike është vetëm luhatje të vogla në lidhje me pozicionin e atomeve ose molekulave fqinje (shih Fig. 21d). Ndërveprimi midis atomeve mund të çojë në faktin se një trup i ngurtë bëhet kristal, dhe atomet në të zënë pozicione në vendet e rrjetës kristalore. Meqenëse molekulat e trupave të ngurtë nuk lëvizin në krahasim me fqinjët e tyre, këta trupa ruajnë formën e tyre.

Rishikoni pyetjet:

· Pse molekulat e gazit nuk e tërheqin njëra-tjetrën?

· Cilat veti të trupave përcaktojnë forcat ndërmolekulare të zmbrapsjes dhe tërheqjes?

Si e shpjegoni rrjedhshmërinë e një lëngu?

· Pse të gjitha trupat e ngurtë e ruajnë formën e tyre?

§ 22. GAZI IDEAL. EKUACIONI BAZË I TEORISË MOLEKULARO-KINETIKE TË GAZËVE.