Lëvizja e molekulave në gaze, lëngje dhe trupa të ngurtë. Lëndët e ngurta: vetitë, struktura, dendësia dhe shembuj Largësia e molekulave në gjendje të gaztë

Fizika. Molekulat. Rregullimi i molekulave në distanca të gazta, të lëngshme dhe të ngurta.

Në gjendje të gaztë, molekulat nuk janë të lidhura me njëra-tjetrën dhe ndodhen në një distancë të madhe nga njëra-tjetra. Lëvizja Browniane. Gazi mund të kompresohet relativisht lehtë.
Në një lëng, molekulat janë afër njëra-tjetrës dhe dridhen së bashku. Pothuajse e pamundur të kompresohet.
Në një të ngurtë, molekulat janë të rregulluara në një rend të rreptë (në rrjeta kristalore) dhe nuk ka lëvizje molekulare. Nuk mund të kompresohet.
Struktura e materies dhe fillimet e kimisë:
http://samlib.ru/a/anemow_e_m/aa0.shtml
(pa regjistrim dhe mesazhe SMS, në një format teksti të përshtatshëm: mund të përdorni Ctrl+C)
Është e pamundur të pajtohemi se në gjendje të ngurtë molekulat nuk lëvizin.
Lëvizja e molekulave në gaze
Në gazra, distanca midis molekulave dhe atomeve është zakonisht shumë më e madhe se madhësia e molekulave, dhe forcat tërheqëse janë shumë të vogla. Prandaj, gazrat nuk kanë formën e tyre dhe vëllimin konstant. Gazrat kompresohen lehtësisht sepse forcat refuzuese në distanca të mëdha janë gjithashtu të vogla. Gazet kanë vetinë të zgjerohen pafundësisht, duke mbushur të gjithë vëllimin që u është dhënë. Molekulat e gazit lëvizin me shpejtësi shumë të mëdha, përplasen me njëra-tjetrën dhe kërcejnë njëra-tjetrën në drejtime të ndryshme. Ndikimet e shumta të molekulave në muret e enës krijojnë presionin e gazit.

Lëvizja e molekulave në lëngje
Në lëngje, molekulat jo vetëm që lëkunden rreth pozicionit të ekuilibrit, por gjithashtu bëjnë kërcime nga një pozicion ekuilibri në tjetrin. Këto kërcime ndodhin periodikisht. Periudha kohore midis kërcimeve të tilla quhet koha mesatare e jetës së ulur (ose koha mesatare e relaksimit) dhe shënohet me shkronjën ?. Me fjalë të tjera, koha e relaksimit është koha e lëkundjeve rreth një pozicioni specifik të ekuilibrit. Në temperaturën e dhomës, kjo kohë është mesatarisht 10-11 s. Koha e një lëkundjeje është 10-1210-13 s.

Koha e jetës sedentare zvogëlohet me rritjen e temperaturës. Distanca midis molekulave të një lëngu është më e vogël se madhësia molekulare, grimcat janë të vendosura afër njëra-tjetrës dhe tërheqja ndërmolekulare është e fortë. Sidoqoftë, rregullimi i molekulave të lëngshme nuk është i renditur rreptësisht në të gjithë vëllimin.
Lëngjet, si lëndët e ngurta, ruajnë vëllimin e tyre, por nuk kanë formën e tyre. Prandaj, ato marrin formën e enës në të cilën ndodhen. Lëngu ka vetinë e rrjedhshmërisë. Falë kësaj vetie, lëngu nuk i reziston ndryshimit të formës, është pak i ngjeshur dhe vetitë e tij fizike janë të njëjta në të gjitha drejtimet brenda lëngut (izotropia e lëngjeve). Natyra e lëvizjes molekulare në lëngje u vendos për herë të parë nga fizikani sovjetik Yakov Ilyich Frenkel (1894 1952).
Lëvizja e molekulave në trupa të ngurtë
Molekulat dhe atomet e një trupi të ngurtë janë të renditur në një rend të caktuar dhe formojnë një rrjetë kristalore. Të ngurta të tilla quhen kristalore. Atomet kryejnë lëvizje vibruese rreth pozicionit të ekuilibrit dhe tërheqja midis tyre është shumë e fortë. Prandaj, trupat e ngurtë në kushte normale ruajnë vëllimin e tyre dhe kanë formën e tyre.
Në gaz - ata lëvizin rastësisht, ndizen
Në lëng - lëvizni në përputhje me njëri-tjetrin
Në trupat e ngurtë ato nuk lëvizin.

Molekulat janë shumë të vogla, molekulat e zakonshme nuk mund të shihen as me mikroskopin optik më të fuqishëm - por disa parametra të molekulave mund të llogariten mjaft saktë (masa), dhe disa mund të vlerësohen vetëm përafërsisht (dimensionet, shpejtësia), dhe gjithashtu do të jini mirë të kuptoni se çfarë "madhësi" janë molekulat" dhe për çfarë lloj "shpejtësie molekule" po flasim. Pra, masa e një molekule gjendet si "masa e një mole" / "numri i molekulave në një mol". Për shembull, për një molekulë uji m = 0,018/6·1023 = 3·10-26 kg (mund të llogaritni më saktë - numri i Avogadro njihet me saktësi të mirë dhe masa molare e çdo molekule është e lehtë për t'u gjetur).
Vlerësimi i madhësisë së një molekule fillon me pyetjen se çfarë përbën madhësinë e saj. Sikur ajo të ishte një kub i lëmuar në mënyrë të përkryer! Megjithatë, nuk është as kub, as top dhe në përgjithësi nuk ka kufij të përcaktuar qartë. Çfarë duhet bërë në raste të tilla? Le të fillojmë nga një distancë. Le të vlerësojmë madhësinë e një objekti shumë më të njohur - një nxënës shkolle. Të gjithë kemi parë nxënës shkolle, le të marrim masën e një nxënësi mesatar 60 kg (dhe më pas do të shohim nëse kjo zgjedhje ka një efekt të rëndësishëm në rezultat), dendësia e një nxënësi shkolle është përafërsisht si ajo e ujit (mbani mend që nëse merrni frymë thellë ajri, dhe pas kësaj mund të "vareni" në ujë, të zhytur pothuajse plotësisht, dhe nëse nxirrni, menjëherë filloni të mbyteni). Tani mund të gjeni vëllimin e një nxënësi të shkollës: V = 60/1000 = 0,06 metra kub. metra. Nëse tani supozojmë se nxënësi ka formën e një kubi, atëherë madhësia e tij gjendet si rrënjë kubike e vëllimit, d.m.th. Përafërsisht 0,4 m kështu doli madhësia - më pak se lartësia (madhësia "lartësia"), më shumë se trashësia (madhësia "thellësia". Nëse nuk dimë asgjë për formën e trupit të një nxënësi, atëherë nuk do të gjejmë asgjë më të mirë se kjo përgjigje (në vend të një kubi mund të marrim një top, por përgjigja do të ishte afërsisht e njëjtë, dhe duke llogaritur diametrin i një topi është më i vështirë se buza e një kubi). Por nëse kemi informacion shtesë (nga analiza e fotografive, për shembull), atëherë përgjigja mund të bëhet shumë më e arsyeshme. Le të dihet se "gjerësia" e një nxënësi të shkollës është mesatarisht katër herë më e vogël se gjatësia e tij, dhe "thellësia" e tij është tre herë më pak. Atëherë Н*Н/4*Н/12 = V, pra Н = 1,5 m (nuk ka kuptim të bëjmë një llogaritje më të saktë të një vlere kaq të përcaktuar dobët; duke u mbështetur në aftësitë e një kalkulatori në një "llogaritje" të tillë është thjesht analfabet!). Ne morëm një vlerësim plotësisht të arsyeshëm të lartësisë së një nxënësi, nëse do të merrnim një masë prej rreth 100 kg (dhe ka nxënës të tillë!), do të merrnim afërsisht 1.7 - 1.8 m - gjithashtu mjaft e arsyeshme.
Le të vlerësojmë tani madhësinë e një molekule uji. Le të gjejmë vëllimin për molekulë në "ujin e lëngshëm" - në të molekulat janë të mbushura më dendur (të shtypura më afër njëra-tjetrës sesa në gjendjen e ngurtë, "akulli"). Një mol ujë ka një masë prej 18 g dhe një vëllim prej 18 metrash kub. centimetra. Atëherë vëllimi për molekulë është V = 18·10-6/6·1023 = 3·10-29 m3. Nëse nuk kemi informacion për formën e një molekule uji (ose nëse nuk duam të marrim parasysh formën komplekse të molekulave), mënyra më e lehtë është ta konsiderojmë atë një kub dhe të gjejmë madhësinë saktësisht siç kemi gjetur. madhësia e një nxënësi kub: d= (V)1/3 = 3·10-10 m. Ju mund të vlerësoni ndikimin e formës së molekulave mjaft komplekse në rezultatin e llogaritjes, për shembull, si kjo: llogaritni madhësinë e molekulave të benzinës, duke numëruar molekulat si kube - dhe më pas bëni një eksperiment duke parë zonën e vend nga një pikë benzinë në sipërfaqen e ujit. Duke e konsideruar filmin si një "sipërfaqe të lëngshme të trashë një molekulë" dhe duke ditur masën e rënies, mund të krahasojmë madhësitë e marra me këto dy metoda. Rezultati do të jetë shumë mësimdhënës!
Ideja e përdorur është gjithashtu e përshtatshme për një llogaritje krejtësisht të ndryshme. Le të vlerësojmë distancën mesatare midis molekulave fqinje të një gazi të rrallë për një rast specifik - azotit në një presion prej 1 atm dhe një temperaturë prej 300K. Për ta bërë këtë, le të gjejmë vëllimin për molekulë në këtë gaz, dhe më pas gjithçka do të dalë e thjeshtë. Pra, le të marrim një mol azoti në këto kushte dhe të gjejmë vëllimin e pjesës së treguar në kusht, dhe më pas ta ndajmë këtë vëllim me numrin e molekulave: V= R·T/P·NA= 8,3·300/105· 6·1023 = 4·10 -26 m3. Le të supozojmë se vëllimi është i ndarë në qeliza kubike të mbushura dendur, dhe secila molekulë "mesatarisht" ulet në qendër të qelizës së saj. Atëherë distanca mesatare ndërmjet molekulave fqinje (më të afërta) është e barabartë me skajin e qelizës kub: d = (V)1/3 = 3·10-9 m Mund të shihet se gazi është i rrallë - me një marrëdhënie të tillë midis madhësisë së molekulës dhe distancës midis "fqinjëve" vetë molekulat zënë një mjaft të vogël - afërsisht 1/1000 pjesë - të vëllimit të enës. Edhe në këtë rast, ne e kryem llogaritjen shumë afërsisht - nuk ka kuptim të llogaritim më saktë vlera të tilla jo shumë specifike si "distanca mesatare midis molekulave fqinje".

Ligjet e gazit dhe bazat e TIK-ut.

Nëse gazi është rralluar mjaftueshëm (dhe kjo është një gjë e zakonshme; ne më së shpeshti duhet të merremi me gazra të rrallë), atëherë pothuajse çdo llogaritje bëhet duke përdorur një formulë që lidh presionin P, vëllimin V, sasinë e gazit ν dhe temperaturën T - kjo është gjendja e famshme e ekuacionit të një gazi ideal P·V= ν·R·T. Si të gjeni një nga këto sasi nëse jepen të gjitha të tjerat është mjaft e thjeshtë dhe e kuptueshme. Por problemi mund të formulohet në atë mënyrë që pyetja të jetë për një sasi tjetër - për shembull, për densitetin e një gazi. Pra, detyra: gjeni densitetin e azotit në një temperaturë prej 300K dhe një presion prej 0.2 atm. Le ta zgjidhim. Duke gjykuar nga gjendja, gazi është mjaft i rrallë (ajri i përbërë nga 80% azot dhe me presion dukshëm më të lartë mund të konsiderohet i rrallë, ne e marrim frymë lirisht dhe kalojmë lehtësisht), dhe nëse nuk do të ishte kështu, nuk kemi çdo formula tjetër jo - ne përdorim këtë të preferuar. Kushti nuk e specifikon vëllimin e asnjë pjese të gazit, ne do ta specifikojmë vetë. Marrim 1 metër kub azot dhe gjejmë sasinë e gazit në këtë vëllim. Duke ditur masën molare të azotit M = 0,028 kg/mol, gjejmë masën e kësaj pjese - dhe problemi është zgjidhur. Sasia e gazit ν= P·V/R·T, masa m = ν·М = М·P·V/R·T, pra dendësia ρ= m/V = М·P/R·T = 0,028·20000/ ( 8,3·300) ≈ 0,2 kg/m3. Vëllimi që zgjodhëm nuk u përfshi në përgjigje, ne e zgjodhëm atë për specifikë - është më e lehtë të arsyetoni në këtë mënyrë, sepse nuk e kuptoni menjëherë se vëllimi mund të jetë çdo gjë, por dendësia do të jetë e njëjtë. Sidoqoftë, mund të kuptoni se "duke marrë një vëllim, të themi, pesë herë më të madh, ne do të rrisim sasinë e gazit saktësisht pesë herë, prandaj, pavarësisht se çfarë vëllimi marrim, dendësia do të jetë e njëjtë." Ju thjesht mund të rishkruani formulën tuaj të preferuar, duke zëvendësuar në të shprehjen për sasinë e gazit përmes masës së një pjese të gazit dhe masës molare të tij: ν = m/M, atëherë raporti m/V = M P/R T shprehet menjëherë. , dhe kjo është dendësia. Ishte e mundur të merrej një mol gaz dhe të gjendej vëllimi që zë, pas së cilës dendësia gjendet menjëherë, sepse dihet masa e nishanit. Në përgjithësi, sa më i thjeshtë të jetë problemi, aq më ekuivalente dhe më të bukura janë mënyrat për ta zgjidhur atë...
Këtu është një problem tjetër ku pyetja mund të duket e papritur: gjeni ndryshimin në presionin e ajrit në një lartësi prej 20 m dhe në një lartësi prej 50 m mbi nivelin e tokës. Temperatura 00C, presioni 1 atm. Zgjidhje: nëse gjejmë dendësinë e ajrit ρ në këto kushte, atëherë ndryshimi i presionit ∆P = ρ·g·∆H. Ne e gjejmë dendësinë në të njëjtën mënyrë si në problemin e mëparshëm, e vetmja vështirësi është se ajri është një përzierje gazesh. Duke supozuar se përbëhet nga 80% nitrogjen dhe 20% oksigjen, gjejmë masën e një moli të përzierjes: m = 0,8 0,028 + 0,2 0,032 ≈ 0,029 kg. Vëllimi i zënë nga ky mol është V= R·T/P dhe dendësia gjendet si raport i këtyre dy madhësive. Atëherë gjithçka është e qartë, përgjigja do të jetë afërsisht 35 Pa.
Dendësia e gazit do të duhet gjithashtu të llogaritet kur të gjejmë, për shembull, forcën ngritëse të një tullumbace të një vëllimi të caktuar, kur llogaritet sasia e ajrit në cilindrat skuba që kërkohet për frymëmarrje nën ujë për një kohë të caktuar, kur llogaritet numri i gomarëve u kërkohet të transportojnë një sasi të caktuar avulli të merkurit nëpër shkretëtirë dhe në shumë raste të tjera.
Por detyra është më e ndërlikuar: një kazan elektrik po zien me zhurmë në tryezë, konsumi i energjisë është 1000 W, efikasiteti. ngrohës 75% (pjesa tjetër "shkon" në hapësirën përreth). Një avull avulli fluturon nga gryka - zona e "grykës" është 1 cm2. Vlerësoni shpejtësinë e gazit në këtë avion. Merrni të gjitha të dhënat e nevojshme nga tabelat.
Zgjidhje. Le të supozojmë se avulli i ngopur formohet mbi ujin në kazan, pastaj një rrymë avulli uji i ngopur fluturon nga gryka në +1000C. Presioni i avullit të tillë është 1 atm, është e lehtë të gjesh densitetin e tij. Duke ditur fuqinë e përdorur për avullim Р= 0,75·Р0 = 750 W dhe nxehtësinë specifike të avullimit (avullim) r = 2300 kJ/kg, do të gjejmë masën e avullit të formuar gjatë kohës τ: m= 0,75Р0·τ/r. . Ne e dimë densitetin, atëherë është e lehtë të gjesh vëllimin e kësaj sasie avulli. Pjesa tjetër është tashmë e qartë - imagjinoni këtë vëllim në formën e një kolone me një sipërfaqe tërthore prej 1 cm2, gjatësia e kësaj kolone e ndarë me τ do të na japë shpejtësinë e nisjes (kjo gjatësi ngrihet në një sekondë ). Pra, shpejtësia e avionit që del nga gryka e kazanit është V = m/(ρ S τ) = 0,75 P0 τ/(r ρ S τ) = 0,75 P0 R T/(r P M ·S) = 750·8,3· 373/(2.3·106·1·105·0.018·1·10-4) ≈ 5 m/s.
(c) Zilberman A.R.

Le të shqyrtojmë se si ndryshon projeksioni i forcës rezultuese të ndërveprimit midis tyre në vijën e drejtë që lidh qendrat e molekulave në varësi të distancës midis molekulave. Nëse molekulat janë të vendosura në distanca disa herë më të mëdha se madhësia e tyre, atëherë forcat e ndërveprimit midis tyre praktikisht nuk kanë asnjë efekt. Forcat e ndërveprimit ndërmjet molekulave janë me rreze të shkurtër.

Në distanca që tejkalojnë 2-3 diametra molekularë, forca refuzuese është praktikisht zero. Vetëm forca e tërheqjes është e dukshme. Me zvogëlimin e distancës, forca e tërheqjes rritet dhe në të njëjtën kohë forca e zmbrapsjes fillon të ndikojë. Kjo forcë rritet shumë shpejt kur predha elektronike të molekulave fillojnë të mbivendosen.

Figura 2.10 tregon grafikisht varësinë e projeksionit F r forcat e bashkëveprimit të molekulave në distancën ndërmjet qendrave të tyre. Në distancë r 0, afërsisht e barabartë me shumën e rrezeve molekulare, F r = 0 , meqenëse forca e tërheqjes është e barabartë në madhësi me forcën e zmbrapsjes. Në r > r 0 ekziston një forcë tërheqëse midis molekulave. Projeksioni i forcës që vepron në molekulën e duhur është negativ. Në r < r 0 ekziston një forcë refuzuese me vlerë projeksioni pozitiv F r .

Origjina e forcave elastike

Varësia e forcave të ndërveprimit ndërmjet molekulave nga distanca ndërmjet tyre shpjegon shfaqjen e forcës elastike gjatë ngjeshjes dhe shtrirjes së trupave. Nëse përpiqeni t'i afroni molekulat në një distancë më të vogël se r0, atëherë fillon të veprojë një forcë që pengon afrimin. Përkundrazi, kur molekulat largohen nga njëra-tjetra, vepron një forcë tërheqëse, duke i kthyer molekulat në pozicionet e tyre origjinale pas ndërprerjes së ndikimit të jashtëm.

Për zhvendosjet e vogla të molekulave nga pozicionet e ekuilibrit, forcat e tërheqjes ose zmbrapsjes rriten në mënyrë lineare me rritjen e zhvendosjes. Në një zonë të vogël, kurba mund të konsiderohet një segment i drejtë (seksioni i trashë i kurbës në Fig. 2.10). Kjo është arsyeja pse në deformime të vogla rezulton i vlefshëm ligji i Hukut, sipas të cilit forca elastike është proporcionale me deformimin. Në zhvendosje të mëdha molekulare, ligji i Hukut nuk është më i vlefshëm.

Meqenëse distancat midis të gjitha molekulave ndryshojnë kur një trup deformohet, shtresat fqinje të molekulave përbëjnë një pjesë të parëndësishme të deformimit total. Prandaj, ligji i Hukut është i kënaqur me deformime miliona herë më të mëdha se madhësia e molekulave.

Mikroskop i forcës atomike

Pajisja e një mikroskopi të forcës atomike (AFM) bazohet në veprimin e forcave refuzuese midis atomeve dhe molekulave në distanca të shkurtra. Ky mikroskop, ndryshe nga një mikroskop tuneli, ju lejon të merrni imazhe të sipërfaqeve që nuk përçojnë rrymë elektrike. Në vend të një maje tungsteni, AFM përdor një fragment të vogël diamanti, të mprehur në madhësinë atomike. Ky fragment është i fiksuar në një mbajtëse të hollë metalike. Ndërsa maja i afrohet sipërfaqes në studim, retë elektronike të diamantit dhe atomeve sipërfaqësore fillojnë të mbivendosen dhe lindin forca refuzuese. Këto forca devijojnë majën e majës së diamantit. Devijimi regjistrohet duke përdorur një rreze lazer të reflektuar nga një pasqyrë e montuar në një mbajtëse. Rrezja e reflektuar drejton një manipulues piezoelektrik, i ngjashëm me manipuluesin e një mikroskopi tuneli. Mekanizmi i reagimit siguron që lartësia e gjilpërës së diamantit mbi sipërfaqe të jetë e tillë që kthesa e pllakës mbajtëse të mbetet e pandryshuar.

Në figurën 2.11 shihni një imazh AFM të zinxhirëve polimer të aminoacidit alanine. Çdo tuberkuloz përfaqëson një molekulë aminoacide.

Aktualisht, janë ndërtuar mikroskopë atomikë, dizajni i të cilave bazohet në veprimin e forcave molekulare të tërheqjes në distanca disa herë më të mëdha se madhësia e një atomi. Këto forca janë afërsisht 1000 herë më pak se forcat repulsive në AFM. Prandaj, një sistem ndijues më kompleks përdoret për të regjistruar forcat.

Atomet dhe molekulat përbëhen nga grimca të ngarkuara elektrike. Për shkak të veprimit të forcave elektrike në distanca të shkurtra, molekulat tërhiqen, por fillojnë të zmbrapsen kur shtresat elektronike të atomeve mbivendosen.

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

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

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

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

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

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

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 izokorike 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 të përdoret grafiku për të përcaktuar llojin e 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 opsione

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

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

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 përkatëse 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, jo vetëm ata që kishin në plan të hynin në universitete i dhanë provimit të unifikuar në fizikë

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

shifrat e vitit të kaluar. 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.

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.

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.
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 substancave të reja kryhet 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.