Tā pati viela iekšā īstā pasaule atkarībā no vides apstākļiem tas var būt dažādos stāvokļos. Piemēram, ūdens var būt šķidruma formā, cietas vielas idejā - ledus, gāzes formā - ūdens tvaiki.
- Šos stāvokļus sauc par matērijas agregētajiem stāvokļiem.
Vielas molekulas dažādos agregācijas stāvokļos viena no otras neatšķiras. Konkrēto agregācijas stāvokli nosaka molekulu atrašanās vieta, kā arī to kustības un savstarpējās mijiedarbības raksturs.
Gāze - attālums starp molekulām ir daudz lielāks par pašu molekulu izmēru. Molekulas šķidrumā un cietā vielā atrodas diezgan tuvu viena otrai. Cietās vielās tas ir vēl tuvāk.
Lai mainītu ķermeņa agregācijas stāvokli, tai ir jāpiešķir enerģija. Piemēram, lai ūdens pārvērstu tvaikā, tas ir jāuzsilda, lai tvaiks atkal kļūtu par ūdeni, tam ir jāatsakās no enerģijas.
Pāreja no cietas uz šķidrumu
Vielas pāreju no cietas uz šķidrumu sauc par kušanu. Lai ķermenis sāktu kust, tas ir jāuzsilda līdz noteiktai temperatūrai. Temperatūra, kurā viela kūst, ir sauc par vielas kušanas temperatūru.
Katrai vielai ir savs kušanas punkts. Dažiem ķermeņiem tas ir ļoti zems, piemēram, ledus. Un dažiem ķermeņiem ir ļoti augsta kušanas temperatūra, piemēram, dzelzs. Kopumā kristāliska ķermeņa kausēšana ir sarežģīts process.
Ledus kušanas grafiks
Zemāk esošajā attēlā parādīts kristāliska ķermeņa, šajā gadījumā ledus, kušanas grafiks.
- Grafiks parāda ledus temperatūras atkarību no laika, kad tas tiek uzkarsēts. Temperatūra tiek rādīta uz vertikālās ass, un laiks tiek rādīts uz horizontālās ass.
No grafika, ka sākotnēji ledus temperatūra bija -20 grādi. Tad viņi sāka to sildīt. Temperatūra sāka celties. AB sadaļa ir sadaļa, kurā tiek uzkarsēts ledus. Laika gaitā temperatūra paaugstinājās līdz 0 grādiem. Šo temperatūru uzskata par ledus kušanas temperatūru. Šajā temperatūrā ledus sāka kust, bet tā temperatūra pārstāja pieaugt, lai gan ledus arī turpināja karsēt. Kušanas apgabals atbilst BC laukumam diagrammā.
Tad, kad viss ledus izkusa un pārvērtās šķidrumā, ūdens temperatūra atkal sāka paaugstināties. To diagrammā parāda C stars. Tas ir, mēs secinām, ka kušanas laikā ķermeņa temperatūra nemainās, Visa ienākošā enerģija tiek izmantota kausēšanai.
(siltuma daudzums, kas tiek nodots šķidrumam sildot)
1. Darbību sistēma šķidruma uzsildīšanas līdz noteiktai temperatūrai laika mērīšanas un šķidruma temperatūras maiņas rezultātu iegūšanai un apstrādei:
1) pārbauda, vai ir jāievieš grozījumi; ja jā, tad ieviest grozījumu;
2) nosaka, cik daudz mērījumu jāveic konkrētam daudzumam;
3) sagatavot tabulu novērojumu rezultātu fiksēšanai un apstrādei;
4) veikt noteiktu skaitu noteikta lieluma mērījumu; novērojumu rezultātus ieraksta tabulā;
5) atrod lieluma izmērīto vērtību kā atsevišķu novērojumu rezultātu vidējo aritmētisko, ņemot vērā rezerves cipara likumu:
6) aprēķina atsevišķu mērījumu rezultātu absolūtās novirzes no vidējā:
7) atrast nejaušo kļūdu;
8) atrast instrumentālo kļūdu;
9) atrast nolasīšanas kļūdu;
10) atrast aprēķina kļūdu;
11) atrast kopējo absolūto kļūdu;
12) pierakstiet rezultātu, norādot kopējo absolūto kļūdu.
2. Darbību sistēma atkarības grafika Δ konstruēšanai t = f(Δ τ ):
1) uzzīmēt koordinātu asis; Abscisu ass ir apzīmēta ar Δ τ , Ar, un ordinātu ass ir Δ t, 0 C;
2) izvēlēties svarus katrai no asīm un atzīmēt skalas uz asīm;
3) attēlo Δ vērtību intervālus τ un Δ t par katru pieredzi;
4) novelciet gludu līniju, lai tā ieietu intervālos.
3. OG Nr. 1 – ūdens kas sver 100 g sākotnējā temperatūrā 18 0 C:
1) temperatūras mērīšanai izmantosim termometru ar skalu līdz 100 0 C; Lai izmērītu sildīšanas laiku, mēs izmantosim sešdesmit sekunžu mehānisko hronometru. Šie instrumenti neprasa korekcijas;
2) mērot sildīšanas laiku līdz fiksētai temperatūrai, iespējamas nejaušas kļūdas. Tāpēc mēs veiksim 5 laika intervālu mērījumus, kad tie tiek uzkarsēti līdz tādai pašai temperatūrai (aprēķinos tas trīskāršos nejaušo kļūdu). Mērot temperatūru, nejaušas kļūdas netika atrastas. Tāpēc mēs pieņemsim, ka absolūtā kļūda, nosakot t, 0 C ir vienāds ar izmantotā termometra instrumentālo kļūdu, tas ir, skalas dalījuma cena 2 0 C (3. tabula);
3) izveidot tabulu mērījumu rezultātu reģistrēšanai un apstrādei:
| Pieredze Nr. | |||||||
| Δt, 0 C | 18 ± 2 | 25 ± 2 | 40 ± 2 | 55 ± 2 | 70 ± 2 | 85 ± 2 | 100 ± 2 |
| τ 1 , s | 29,0 | 80,0 | 145,0 | 210,0 | 270,0 | 325,0 | |
| t 2 , s | 25,0 | 90,0 | 147,0 | 205,0 | 265,0 | 327,0 | |
| t 3 , s | 30,0 | 85,0 | 150,0 | 210,0 | 269,0 | 330,0 | |
| t 4 , s | 27,0 | 89,0 | 143,0 | 202,0 | 272,0 | 330,0 | |
| t 5 , s | 26,0 | 87,0 | 149,0 | 207,0 | 269,0 | 329,0 | |
| t vid., s | 27,4 | 86,2 | 146,8 | 206,8 | 269,0 | 328,2 |
4) mērījumu rezultātus ievada tabulā;
5) katra mērījuma vidējais aritmētiskais τ aprēķināts un norādīts tabulas pēdējā rindā;
temperatūrai 25 0 C:
7) atrodiet nejaušo mērījumu kļūdu:
8) katrā gadījumā mēs atrodam hronometra instrumentālo kļūdu, ņemot vērā sekunžu rādītāja veiktos pilnos apļus (tas ir, ja viens pilns aplis dod kļūdu 1,5 s, tad pusaplis dod 0,75 s un 2,3 apļi - 3,45 s) . Pirmajā eksperimentā Δ t un= 0,7 s;
9) ņemam mehāniskā hronometra skaitīšanas kļūdu, kas vienāda ar vienu skalas iedalījumu: Δ t o= 1,0 s;
10) aprēķina kļūda šajā gadījumā ir nulle;
11) aprēķina kopējo absolūto kļūdu:
Δ t = Δ tC + Δ t un + Δ t 0 + Δ tB= 4,44 + 0,7 + 1,0 + 0 = 6,14 s ≈ 6,1 s;
(šeit gala rezultāts ir noapaļots līdz vienam zīmīgam ciparam);
12) pierakstiet mērījuma rezultātu: t= (27,4 ± 6,1) s
6 a) aprēķina atsevišķu novērojumu rezultātu absolūtās novirzes no vidējā temperatūrai 40 0 C:
Δ t un= 2,0 s;
t o= 1,0 s;
Δ t = Δ tC + Δ t un + Δ t 0 + Δ tB= 8,88 + 2,0 + 1,0 + 0 = 11,88 s ≈ 11,9 s;
t= (86,2 ± 11,9) s
temperatūrai 55 0 C:
Δ t un= 3,5 s;
t o= 1,0 s;
Δ t = Δ tC + Δ t un + Δ t 0 + Δ tB= 6,72 + 3,5 + 1,0 + 0 = 11,22 s ≈ 11,2 s;
t= (146,8 ± 11,2) s
temperatūrai 70 0 C:
Δ t un= 5,0 s;
t o= 1,0 s;
Δ t= Δ tC + Δ t un + Δ t 0 + Δ tB= 7,92 + 5,0 + 1,0 + 0 = 13,92 s ≈ 13,9 s;
12 c) pierakstiet mērījuma rezultātu: t= (206,8 ± 13,9) s
temperatūrai 85 0 C:
Δ t un= 6,4 s;
9 d) mehāniskā hronometra skaitīšanas kļūda Δt o = 1,0 s;
Δt = Δt C + Δt un + Δt 0 + Δt B = 4,8 + 6,4 + 1,0 + 0 = 12,2 s;
t= (269,0 ± 12,2) s
temperatūrai 100 0 C:
Δ t un= 8,0 s;
t o= 1,0 s;
10 e) aprēķina kļūda šajā gadījumā ir nulle;
Δ t = Δ tC + Δ t un + Δ t 0 + Δ tB= 5,28 + 8,0 + 1,0 + 0 = 14,28 s ≈ 14,3 s;
t= (328,2 ± 14,3) s.
Aprēķinu rezultātus sniedzam tabulas veidā, kas parāda atšķirības starp beigu un sākotnējo temperatūru katrā eksperimentā un ūdens sildīšanas laiku.
4. Uzzīmēsim ūdens temperatūras izmaiņu atkarību no siltuma daudzuma (sildīšanas laika) (14. att.). Konstruējot visos gadījumos tiek norādīts laika mērīšanas kļūdas intervāls. Līnijas biezums atbilst temperatūras mērījuma kļūdai.
Rīsi. 14. Ūdens temperatūras izmaiņu grafiks atkarībā no tā sildīšanas laika
5. Noskaidrojam, ka iegūtais grafiks ir līdzīgs tiešās proporcionalitātes grafikam y=kx. Koeficienta vērtība kšajā gadījumā to nav grūti noteikt pēc grafika. Tāpēc beidzot varam uzrakstīt Δ t= 0,25Δ τ . No uzzīmētā grafika varam secināt, ka ūdens temperatūra ir tieši proporcionāla siltuma daudzumam.
6. Atkārtojiet visus mērījumus OR Nr. 2 — saulespuķu eļļa.
Tabulas pēdējā rindā ir parādīti vidējie rezultāti.
| t, 0 C | 18 ± 2 | 25 ± 2 | 40 ± 2 | 55 ± 2 | 70 ± 2 | 85 ± 2 | 100 ± 2 |
| t 1, c | 10,0 | 38,0 | 60,0 | 88,0 | 110,0 | 136,0 | |
| t 2, c | 11,0 | 36,0 | 63,0 | 89,0 | 115,0 | 134,0 | |
| t 3, c | 10,0 | 37,0 | 62,0 | 85,0 | 112,0 | 140,0 | |
| t 4, c | 9,0 | 38,0 | 63,0 | 87,0 | 112,0 | 140,0 | |
| t 5, c | 12,0 | 35,0 | 60,0 | 87,0 | 114,0 | 139,0 | |
| t vid, c | 10,4 | 36,8 | 61,6 | 87,2 | 112,6 | 137,8 |
6) aprēķina atsevišķu novērojumu rezultātu absolūto noviržu moduļus no vidējā temperatūrai 25 0 C:
1) atrodiet nejaušo mērījumu kļūdu:
2) hronometra instrumentālo kļūdu katrā gadījumā atrodam tāpat kā pirmajā eksperimentu sērijā. Pirmajā eksperimentā Δ t un= 0,3 s;
3) mehāniskā hronometra skaitīšanas kļūda tiek pieņemta vienāda ar vienu skalas iedalījumu: Δ t o= 1,0 s;
4) aprēķina kļūda šajā gadījumā ir nulle;
5) aprēķina kopējo absolūto kļūdu:
Δ t = Δ tC + Δ t un + Δ t 0 + Δ tB= 2,64 + 0,3 + 1,0 + 0 = 3,94 s ≈ 3,9 s;
6) pierakstiet mērījuma rezultātu: t= (10,4 ± 3,9) s
6 a) Aprēķinām atsevišķu novērojumu rezultātu absolūtās novirzes no vidējā temperatūrai 40 0 C:
7 a) mēs atrodam nejaušo mērījumu kļūdu:
8 a) hronometra instrumentālā kļūda otrajā eksperimentā
Δ t un= 0,8 s;
9 a) mehāniskā hronometra skaitīšanas kļūda Δ t o= 1,0 s;
10 a) aprēķina kļūda šajā gadījumā ir nulle;
11 a) aprēķina kopējo absolūto kļūdu:
Δ t = Δ tC + Δ t un + Δ t 0 + Δ tB= 3,12 + 0,8 + 1,0 + 0 = 4,92 s ≈ 4,9 s;
12 a) pierakstiet mērījuma rezultātu: t= (36,8 ± 4,9) s
6 b) aprēķina atsevišķu novērojumu rezultātu absolūtās novirzes no vidējā temperatūrai 55 0 C:
7 b) atrodam nejaušo mērījumu kļūdu:
8 b) hronometra instrumentālā kļūda šajā eksperimentā
Δ t un= 1,5 s;
9 b) mehāniskā hronometra skaitīšanas kļūda Δ t o= 1,0 s;
10 b) aprēķina kļūda šajā gadījumā ir nulle;
11 b) aprēķina kopējo absolūto kļūdu:
Δ t = Δ tC + Δ t un + Δ t 0 + Δ tB= 3,84 + 1,5 + 1,0 + 0 = 6,34 s ≈ 6,3 s;
12 b) pierakstiet mērījuma rezultātu: t= (61,6 ± 6,3) s
6 c) aprēķina atsevišķu novērojumu rezultātu absolūtās novirzes no vidējā temperatūrai 70 0 C:
7 c) atrodam nejaušo mērījumu kļūdu:
8 c) hronometra instrumentālā kļūda šajā eksperimentā
Δ t un= 2,1 s;
9 c) mehāniskā hronometra skaitīšanas kļūda Δ t o= 1,0 s;
10 c) aprēķina kļūda šajā gadījumā ir nulle;
11 c) aprēķina kopējo absolūto kļūdu:
Δ t = Δ tC + Δ t un + Δ t 0 + Δ tB= 2,52 + 2,1 + 1,0 + 0 = 5,62 s ≈ 5,6 s;
12 c) pierakstiet mērījuma rezultātu: t= (87,2 ± 5,6) s
6 d) aprēķina atsevišķu novērojumu rezultātu absolūtās novirzes no vidējā temperatūrai 85 0 C:
7 d) mēs atrodam nejaušu mērījumu kļūdu:
8 d) hronometra instrumentālā kļūda šajā eksperimentā
Δ t un= 2,7 s;
9 d) mehāniskā hronometra skaitīšanas kļūda Δ t o= 1,0 s;
10 d) aprēķina kļūda šajā gadījumā ir nulle;
11 d) aprēķina kopējo absolūto kļūdu:
Δ t = Δ tC + Δ t un + Δ t 0 + Δ tB= 4,56 + 2,7 + 1,0 + 0 = 8,26 s ≈ 8,3;
12 d) pierakstiet mērījuma rezultātu: t= (112,6 ± 8,3) s
6 e) aprēķina atsevišķu novērojumu rezultātu absolūtās novirzes no vidējā temperatūrai 100 0 C:
7 e) mēs atrodam nejaušu mērījumu kļūdu:
8 d) hronometra instrumentālā kļūda šajā eksperimentā
Δ t un= 3,4 s;
9 d) mehāniskā hronometra skaitīšanas kļūda Δ t o= 1,0 s;
10 e) aprēķina kļūda šajā gadījumā ir nulle.
11 e) aprēķina kopējo absolūto kļūdu:
Δ t = Δ tC + Δ t un + Δ t 0 + Δ tB= 5,28 + 3,4 + 1,0 + 0 = 9,68 s ≈ 9,7 s;
12 d) pierakstiet mērījuma rezultātu: t= (137,8 ± 9,7) s.
Aprēķinu rezultātus sniedzam tabulas veidā, kas parāda atšķirības starp beigu un sākotnējo temperatūru katrā eksperimentā un saulespuķu eļļas sildīšanas laiku.
7. Uzzīmēsim eļļas temperatūras izmaiņu atkarību no sildīšanas laika (15. att.). Konstruējot visos gadījumos tiek norādīts laika mērīšanas kļūdas intervāls. Līnijas biezums atbilst temperatūras mērījuma kļūdai.
Rīsi. 15. Ūdens temperatūras izmaiņu grafiks atkarībā no tā sildīšanas laika
8. Konstruētais grafs ir līdzīgs tieši proporcionālam grafam y=kx. Koeficienta vērtība kšajā gadījumā to nav grūti atrast pēc grafika. Tāpēc beidzot varam uzrakstīt Δ t= 0,6Δ τ .
No uzzīmētā grafika varam secināt, ka saulespuķu eļļas temperatūra ir tieši proporcionāla siltuma daudzumam.
9. Mēs formulējam atbildi uz PP: šķidruma temperatūra ir tieši proporcionāla siltuma daudzumam, ko ķermenis saņem sildot.
3. piemērs. PZ: iestatiet izejas sprieguma atkarības veidu no rezistora R n uz ķēdes sekcijas AB ekvivalentās pretestības vērtību (problēma tiek atrisināta eksperimentālā iestatījumā, ķēdes shēma kas parādīts attēlā. 16).
Lai atrisinātu šo problēmu, jums jāveic šādas darbības:
1. Izveidot darbību sistēmu ķēdes sekcijas ekvivalentās pretestības un slodzes sprieguma mērīšanas rezultātu iegūšanai un apstrādei. R n(skatīt 2.2.8. vai 2.2.9. punktu).
2. Izveidojiet darbību sistēmu, lai attēlotu izejas sprieguma (no rezistora) atkarību R n) no ķēdes posma AB ekvivalentās pretestības.
3. Izvēlieties OP Nr. 1 – apgabalu ar noteiktu vērtību R n1 un pabeidziet visas 1. un 2. darbībā plānotās darbības.
4. Izvēlieties matemātikā zināmu funkcionālo atkarību, kuras grafiks ir līdzīgs eksperimentālajai līknei.
5. Uzrakstiet matemātiski šo slodzes funkcionālo sakarību R n1 un formulēt viņai atbildi uz doto izziņas uzdevumu.
6. Izvēlieties OP Nr. 2 – lidmašīnas sekciju ar atšķirīgu pretestības vērtību R n2 un veikt ar to to pašu darbību sistēmu.
7. Izvēlieties matemātikā zināmu funkcionālo atkarību, kuras grafiks ir līdzīgs eksperimentālajai līknei.
8. Pierakstiet šo funkcionālo attiecību pretestībai matemātiski R n2 un formulēt viņam atbildi uz doto izziņas uzdevumu.
9. Noformulēt lielumu funkcionālās attiecības vispārinātā formā.
Ziņojums par izejas sprieguma atkarības veida noteikšanu no pretestības R n no ķēdes posma AB ekvivalentās pretestības
(nodrošina saīsinātā versijā)
Neatkarīgais mainīgais ir ķēdes sekcijas AB ekvivalentā pretestība, ko mēra, izmantojot digitālo voltmetru, kas savienots ar ķēdes punktiem A un B. Mērījumi tika veikti pie 1000 omu robežas, tas ir, mērījumu precizitāte ir vienāda ar vismazāk nozīmīgā cipara vērtību, kas atbilst ±1 omi.
Atkarīgais mainīgais bija izejas sprieguma vērtība, kas ņemta pāri slodzes pretestībai (punkti B un C). Kā mērinstruments lietots digitālais voltmetrs ar minimālo izlādi simtdaļām voltu.
Rīsi. 16. Eksperimentālās iekārtas shēma izejas sprieguma atkarības veida izpētei no ekvivalentās ķēdes pretestības vērtības
Līdzvērtīgā pretestība tika mainīta, izmantojot taustiņus Q 1, Q 2 un Q 3. Ērtības labad mēs apzīmēsim atslēgas ieslēgto stāvokli kā “1”, bet izslēgto stāvokli – kā “0”. Šajā ķēdē ir iespējamas tikai 8 kombinācijas.
Katrai kombinācijai izejas spriegums tika mērīts 5 reizes.
Pētījuma laikā tika iegūti šādi rezultāti:
| Pieredzes numurs | Atslēgas statuss | Līdzvērtīga pretestība R E, Ohm | Izejas spriegums, Tu ārā, IN | |||||
| U 1,IN | U 2, IN | U 3, IN | U 4, IN | U 5, IN | ||||
| Q 3 Q 2 Q 1 | ||||||||
| 0 0 0 | 0,00 | 0,00 | 0,00 | 0,00 | 0,00 | |||
| 0 0 1 | 800 ± 1 | 1,36 | 1,35 | 1,37 | 1,37 | 1,36 | ||
| 0 1 0 | 400 ± 1 | 2,66 | 2,67 | 2,65 | 2,67 | 2,68 | ||
| 0 1 1 | 267 ± 1 | 4,00 | 4,03 | 4,03 | 4,01 | 4,03 | ||
| 1 0 0 | 200 ± 1 | 5,35 | 5,37 | 5,36 | 5,33 | 5,34 | ||
| 1 0 1 | 160 ± 1 | 6,70 | 6,72 | 6,73 | 6,70 | 6,72 | ||
| 1 1 0 | 133 ± 1 | 8,05 | 8,10 | 8,05 | 8,00 | 8,10 | ||
| 1 1 1 | 114 ± 1 | 9,37 | 9,36 | 9,37 | 9,36 | 9,35 |
Eksperimentālās datu apstrādes rezultāti ir parādīti tabulā:
| № | Q 3 Q 2 Q 1 | R E, Ohm | U vid, IN | U vid. env. , IN | Δ U vid, IN | Δ U un, IN | Δ U o, IN | Δ U iekšā, IN | Δ U, IN | U, IN |
| 0 0 0 | 0,00 | 0,00 | 0,00 | 0,01 | 0,01 | 0,00 | 0,02 | 0,00±0,02 | ||
| 0 0 1 | 800±1 | 1,362 | 1,36 | 0,0192 | 0,01 | 0,01 | 0,002 | 0,0412 | 1,36±0,04 | |
| 0 1 0 | 400±1 | 2,666 | 2,67 | 0,0264 | 0,01 | 0,01 | 0,004 | 0,0504 | 2,67±0,05 | |
| 0 1 1 | 267±1 | 4,02 | 4,02 | 0,036 | 0,01 | 0,01 | 0,00 | 0,056 | 4,02±0,06 | |
| 1 0 0 | 200±1 | 5,35 | 5,35 | 0,036 | 0,01 | 0,01 | 0,00 | 0,056 | 5,35±0,06 | |
| 1 0 1 | 160±1 | 6,714 | 6,71 | 0,0336 | 0,01 | 0,01 | 0,004 | 0,0576 | 6,71±0,06 | |
| 1 1 0 | 133±1 | 8,06 | 8,06 | 0,096 | 0,01 | 0,01 | 0,00 | 0,116 | 8,06±0,12 | |
| 1 1 1 | 114±1 | 9,362 | 9,36 | 0,0192 | 0,01 | 0,01 | 0,002 | 0,0412 | 9,36±0,04 |
Mēs attēlojam izejas sprieguma atkarību no ekvivalentās pretestības vērtības U = f(R E).
Uzzīmējot grafiku, līnijas garums atbilst mērījuma kļūdai Δ U, individuāli katram eksperimentam (maksimālā kļūda Δ U= 0,116 V, kas atbilst aptuveni 2,5 mm grafikā izvēlētajā skalā). Līnijas biezums atbilst ekvivalentās pretestības mērījuma kļūdai. Iegūtais grafiks ir parādīts attēlā. 17.
Rīsi. 17. Izejas sprieguma grafiks
no ekvivalentās pretestības vērtības sadaļā AB
Grafiks atgādina apgriezti proporcionālu grafiku. Lai to pārbaudītu, uzzīmēsim izejas sprieguma atkarību no ekvivalentās pretestības apgrieztās vērtības U = f(1/R E), tas ir, no vadītspējas σ ķēdes. Ērtības labad mēs sniedzam šīs diagrammas datus šādas tabulas veidā:
Iegūtais grafiks (18. att.) apstiprina izdarīto pieņēmumu: izejas spriegums pie slodzes pretestības R n1 apgriezti proporcionāls ķēdes sekcijas AB ekvivalentajai pretestībai: U = 0,0017/R E.
Izvēlamies citu pētījuma objektu: OI Nr.2 – cita slodzes pretestības vērtība R n2, un veiciet visas tās pašas darbības. Mēs iegūstam līdzīgu rezultātu, bet ar atšķirīgu koeficientu k.
Mēs formulējam atbildi uz PZ: izejas spriegums pāri slodzes pretestībai R n apgriezti proporcionāls ķēdes posma ekvivalentās pretestības vērtībai, kas sastāv no trim paralēli savienotiem vadītājiem, kurus var savienot vienā no astoņām kombinācijām.
Rīsi. 18. Izejas sprieguma atkarības grafiks no AB ķēdes sekcijas vadītspējas
Ņemiet vērā, ka izskatāmā shēma ir digitālais-analogais pārveidotājs (DAC) – ierīce, kas digitālo kodu (šajā gadījumā bināro) pārvērš analogā signālā (šajā gadījumā – spriegumā).
Pasākumu plānošana izziņas uzdevuma Nr.4 risināšanai
Konkrēta fiziskā lieluma konkrētas vērtības eksperimentālu noteikšanu (kognitīvās problēmas Nr. 4 risinājums) var veikt divās situācijās: 1) noteiktā fizikālā lieluma noteikšanas metode nav zināma un 2) šī lieluma noteikšanas metode ir jau ir izstrādāts. Pirmajā situācijā ir jāizstrādā metode (darbības sistēma) un jāizvēlas aprīkojums tās praktiskai īstenošanai. Otrajā situācijā ir nepieciešams izpētīt šo metodi, tas ir, noskaidrot, kāds aprīkojums būtu jāizmanto šīs metodes praktiskai īstenošanai un kādai jābūt darbību sistēmai, kuras secīga īstenošana ļaus iegūt konkrētas vērtības konkrēta vērtība konkrētā situācijā. Abām situācijām kopīgs ir vēlamā daudzuma izteikšana citos lielumos, kuru vērtību var atrast ar tiešo mērījumu. Viņi saka, ka šajā gadījumā persona veic netiešu mērījumu.
Vērtības, kas iegūtas, veicot netiešus mērījumus, ir neprecīzas. Tas ir saprotams: tie tiek atrasti, pamatojoties uz tiešo mērījumu rezultātiem, kas vienmēr ir neprecīzi. Šajā sakarā darbību sistēmā kognitīvās problēmas Nr.4 risināšanai obligāti jāietver darbības kļūdu aprēķināšanai.
Lai atrastu kļūdas netiešajos mērījumos, ir izstrādātas divas metodes: kļūdu robežu metode un robežu metode. Apsvērsim katra no tiem saturu.
Kļūdu robežu metode
Kļūdu robežu metode ir balstīta uz diferenciāciju.
Ļaujiet netieši izmērītajam daudzumam plkst ir vairāku argumentu funkcija: y = f(X 1, X 2, ..., X N).
Daudzumi X 1, X 2, ..., X n mēra ar tiešajām metodēm ar absolūtajām kļūdām Δ X 1,Δ X 2,...,Δ X N. Tā rezultātā vērtība plkst tiks atrasts arī ar kādu kļūdu Δ u.
Parasti Δ X 1<< Х 1, Δ X 2<< Х 2 , …, Δ X N<< Х n , Δ y<< у. Tāpēc mēs varam pāriet uz bezgalīgi maziem lielumiem, tas ir, aizstāt Δ X 1,Δ X 2,...,Δ XN,Δ y to atšķirības dХ 1, dХ 2, ..., dХ N, dy attiecīgi. Tad relatīvā kļūda
funkcijas relatīvā kļūda ir vienāda ar tās naturālā logaritma diferenciāli.
Vienādības labajā pusē mainīgo lielumu diferenciāļu vietā tiek aizstātas to absolūtās kļūdas, un pašu lielumu vietā tiek aizstātas to vidējās vērtības. Lai noteiktu kļūdas augšējo robežu, kļūdu algebrisko summēšanu aizstāj ar aritmētisko summēšanu.
Zinot relatīvo kļūdu, atrodiet absolūto kļūdu
Δ plkst= ε tu esi,
kur vietā plkst aizstāt mērījuma rezultātā iegūto vērtību
U ism = f (<X 1>, <Х 2 >, ..., <Х n > ).
Visi starpaprēķini tiek veikti saskaņā ar aptuveno aprēķinu noteikumiem ar vienu rezerves ciparu. Gala rezultāts un kļūdas tiek noapaļotas saskaņā ar vispārējiem noteikumiem. Atbilde ir uzrakstīta veidlapā
Y = Y mēra.± Δ U; ε y =...
Relatīvo un absolūto kļūdu izteiksmes ir atkarīgas no funkcijas veida u. Galvenās formulas, ar kurām bieži nākas saskarties, veicot laboratorijas darbus, ir parādītas 5. tabulā.
Par šo uzdevumu jūs varat iegūt 2 punktus vienotajā valsts eksāmenā 2020. gadā
Vienotā valsts eksāmena fizikā 11. uzdevums ir veltīts termodinamikas un molekulārās kinētiskās teorijas pamatiem. Šīs biļetes vispārīgā tēma ir dažādu parādību skaidrojums.
Vienotā valsts eksāmena fizikā 11. uzdevums vienmēr ir strukturēts vienādi: studentam tiks piedāvāts grafiks vai jebkuras attiecības apraksts (siltumenerģijas izdalīšanās, kad ķermenis tiek uzkarsēts, gāzes spiediena izmaiņas atkarībā no tā temperatūras vai blīvums, jebkuri procesi ideālā gāzē). Pēc tam ir pieci apgalvojumi, kas tieši vai netieši attiecas uz biļetes tēmu un sniedz termodinamisko likumu tekstuālu aprakstu. No tiem studentam jāizvēlas divi apgalvojumi, kurus viņš uzskata par patiesiem un kas atbilst nosacījumam.
Vienotā valsts eksāmena fizikā 11. uzdevums skolēnus parasti biedē, jo tajā ir daudz digitālu datu, tabulu, grafiku. Patiesībā tas ir teorētiski, un skolēnam, atbildot uz jautājumu, nekas nebūs jāaprēķina. Tāpēc patiesībā šis jautājums īpašas grūtības parasti nesagādā. Taču skolēnam adekvāti jānovērtē savas spējas un “pārāk ilgi uzkavēties” pie vienpadsmitā uzdevuma nav ieteicams, jo visa kontroldarba izpildes laiks ir ierobežots līdz noteiktam minūšu skaitam.
Ūdens dzesēšanas ātruma izpēte traukā
dažādos apstākļos
Komanda darbojās:
Komandas numurs:
Jaroslavļa, 2013
Īss pētījuma parametru apraksts
Temperatūra
Ķermeņa temperatūras jēdziens no pirmā acu uzmetiena šķiet vienkāršs un saprotams. No ikdienas pieredzes visi zina, ka ir karsti un auksti ķermeņi.
Eksperimenti un novērojumi liecina, ka, saskaroties diviem ķermeņiem, no kuriem vienu uztveram kā karstu, bet otru kā aukstu, notiek izmaiņas gan pirmā, gan otrā ķermeņa fiziskajos parametros. "Fizikālu lielumu, ko mēra ar termometru un kas ir vienāds visiem ķermeņiem vai ķermeņa daļām, kas atrodas termodinamiskā līdzsvarā, sauc par temperatūru." Kad termometrs nonāk saskarē ar pētāmo ķermeni, mēs redzam dažāda veida izmaiņas: pārvietojas šķidruma “kolonna”, mainās gāzu tilpums utt. Taču drīz vien starp termometru un ķermeni noteikti iestājas termodinamiskais līdzsvars – a. stāvoklis, kurā visi lielumi, kas raksturo šos ķermeņus: to masas, tilpumi, spiedieni utt. No šī brīža termometrs rāda ne tikai savu temperatūru, bet arī pētāmā ķermeņa temperatūru. Ikdienā visizplatītākais temperatūras mērīšanas veids ir šķidruma termometra izmantošana. Šeit temperatūras mērīšanai tiek izmantota šķidrumu īpašība karsējot izplesties. Lai izmērītu ķermeņa temperatūru, termometrs nonāk saskarē ar to, un starp ķermeni un termometru notiek siltuma pārneses process, līdz tiek izveidots termiskais līdzsvars. Lai mērīšanas procesā manāmi nemainās ķermeņa temperatūra, termometra masai jābūt ievērojami mazākai par ķermeņa masu, kuras temperatūra tiek mērīta.
Siltuma apmaiņa
Gandrīz visas ārējās pasaules parādības un dažādas izmaiņas cilvēka ķermenī pavada temperatūras izmaiņas. Siltuma apmaiņas parādības pavada visu mūsu ikdienu.
17. gadsimta beigās slavenais angļu fiziķis Īzaks Ņūtons izteica hipotēzi: “siltuma apmaiņas ātrums starp diviem ķermeņiem ir lielāks, jo vairāk atšķiras to temperatūras (ar siltuma apmaiņas ātrumu mēs domājam temperatūras izmaiņas laika vienībā) . Siltuma pārnese vienmēr notiek noteiktā virzienā: no ķermeņiem ar augstāku temperatūru uz ķermeņiem ar zemāku temperatūru. Par to mūs pārliecina neskaitāmi novērojumi pat ikdienas līmenī (karote tējas glāzē uzsilst, bet tēja atdziest). Kad ķermeņu temperatūra izlīdzinās, siltuma apmaiņas process apstājas, t.i., iestājas termiskais līdzsvars.
Vienkāršs un saprotams apgalvojums, ka siltums neatkarīgi pārvietojas tikai no ķermeņiem ar augstāku temperatūru uz ķermeņiem ar zemāku temperatūru, nevis otrādi, ir viens no fizikas pamatlikumiem, un to sauc par II termodinamikas likumu, šis likums tika formulēts. 18. gadsimtā vācu zinātnieks Rūdolfs Klausiuss.
Pētījumsūdens dzesēšanas ātrums traukā dažādos apstākļos
Hipotēze: Mēs pieņemam, ka ūdens dzesēšanas ātrums traukā ir atkarīgs no šķidruma (sviesta, piena) slāņa, kas izliets uz ūdens virsmas.
Mērķis: nosakiet, vai sviesta virsmas slānis un piena virsmas slānis ietekmē ūdens dzesēšanas ātrumu.
Uzdevumi:
1. Izpētīt ūdens dzesēšanas fenomenu.
2. Noteikt ūdens ar virskārtu eļļas atdzišanas temperatūras atkarību no laika, rezultātus ierakstīt tabulā.
3. Noteikt ūdens dzesēšanas temperatūras atkarību no piena virsmas slāņa laikā, rezultātus ierakstīt tabulā.
4. Izveidojiet atkarības grafikus un analizējiet rezultātus.
5. Izdarīt secinājumu par to, kuram virszemes slānim uz ūdens ir lielāka ietekme uz ūdens atdzišanas ātrumu.
Aprīkojums Kabīne: laboratorijas stikls, hronometrs, termometrs.
Eksperimentālais plāns:
1. Termometra skalas iedalījuma vērtības noteikšana.
2. Izmēriet ūdens temperatūru dzesēšanas laikā ik pēc 2 minūtēm.
3. Izmēriet temperatūru, ik pēc 2 minūtēm ūdeni atdzesējot ar eļļas virsmas slāni.
4. Izmēriet temperatūru, ik pēc 2 minūtēm atdzesējot ūdeni ar piena virskārtu.
5. Ievadiet mērījumu rezultātus tabulā.
6. Pamatojoties uz tabulas datiem, izveidojiet ūdens temperatūras un laika grafikus.
8. Analizēt rezultātus un sniegt to pamatojumu.
9. Izdariet secinājumu.
Darba pabeigšana
Vispirms 3 glāzēs uzsildījām ūdeni līdz 71,5⁰C temperatūrai. Tad vienā glāzē ielējām augu eļļu un otrā pienu. Eļļa tika sadalīta pa ūdens virsmu, veidojot vienmērīgu slāni. Augu eļļa ir produkts, kas iegūts no augu materiāliem un sastāv no taukskābēm un radniecīgām vielām. Piens tika sajaukts ar ūdeni (veidojot emulsiju), tas liecināja par to, ka piens ir vai nu atšķaidīts ar ūdeni un neatbilst tauku saturam, kas norādīts uz iepakojuma, vai arī ir izgatavots no sausa produkta, un abos gadījumos piena fizikālās īpašības no piena mainījās. Dabīgais piens, neatšķaidīts ar ūdeni, veido trombu ūdenī un kādu laiku nešķīst. Lai noteiktu šķidrumu dzesēšanas laiku, mēs reģistrējām dzesēšanas temperatūru ik pēc 2 minūtēm.
Tabula. Šķidrumu dzesēšanas laika izpēte.
|
šķidrums | |||||||||||
ūdens, t,⁰С | |||||||||||
ūdens ar eļļu, t,⁰С | |||||||||||
ūdens ar pienu, t,⁰С |
Saskaņā ar tabulu mēs redzam, ka sākotnējie apstākļi visos eksperimentos bija vienādi, bet pēc 20 eksperimenta minūtēm šķidrumiem ir atšķirīga temperatūra, kas nozīmē, ka tiem ir atšķirīgs šķidruma dzesēšanas ātrums.
Tas ir skaidrāk parādīts diagrammā.
Koordinātu plaknē ar asīm temperatūru un laiku tika atzīmēti punkti, kas parāda saistību starp šiem lielumiem. Vidēji aprēķinot vērtības, mēs novilkām līniju. Grafikā parādīta ūdens dzesēšanas temperatūras lineāra atkarība no dzesēšanas laika dažādos apstākļos.
Aprēķināsim ūdens dzesēšanas ātrumu:
a) ūdenim
0-10 min 
(ºС/min)
10–20 min (ºС/min)
b) ūdenim ar eļļas virsmas slāni
0-10 min 
(ºС/min)
10-20 min 
(ºС/min)
b) ūdenim ar pienu
0-10 min 
(ºС/min)
10-20 min 
(ºС/min)
Kā redzams no aprēķiniem, ūdens un eļļa atdzisa vislēnāk. Tas ir saistīts ar faktu, ka eļļas slānis neļauj ūdenim intensīvi apmainīties ar siltumu ar gaisu. Tas nozīmē, ka siltuma apmaiņa starp ūdeni un gaisu palēninās, ūdens dzesēšanas ātrums samazinās un ūdens ilgāk paliek karstāks. To var izmantot gatavojot, piemēram, vārot makaronus pēc ūdens uzvārīšanas, pievieno eļļu, makaroni izcepsies ātrāk un nelīp kopā.
Ūdenim bez jebkādām piedevām ir ātrākais dzesēšanas ātrums, kas nozīmē, ka tas atdziest ātrāk.
Secinājums: tātad esam eksperimentāli pārliecinājušies, ka virszemes eļļas slānim ir lielāka ietekme uz ūdens dzesēšanas ātrumu, dzesēšanas ātrums samazinās un ūdens atdziest lēnāk.
Uzdevumu katalogs.
2. daļa
Veiciet šo uzdevumu testus
Atgriezties uz uzdevumu katalogu
Versija drukāšanai un kopēšanai programmā MS Word
Līdz vārīšanās temperatūrai iepriekš uzkarsēta šķidruma viršanas procesā tam nodotā enerģija paiet
1) palielināt molekulu vidējo kustības ātrumu
2) palielināt molekulu vidējo kustības ātrumu un pārvarēt mijiedarbības spēkus starp molekulām
3) pārvarēt mijiedarbības spēkus starp molekulām, nepalielinot to vidējo kustības ātrumu
4) palielināt molekulu vidējo kustības ātrumu un palielināt molekulu mijiedarbības spēkus
Risinājums.
Vārot, šķidruma temperatūra nemainās, bet notiek pārejas process uz citu agregācijas stāvokli. Cita agregācijas stāvokļa veidošanās notiek, pārvarot molekulu mijiedarbības spēkus. Temperatūras noturība nozīmē arī molekulu vidējā kustības ātruma noturību.
Atbilde: 3
Avots: Valsts Fizikas akadēmija. Galvenais vilnis. 1313. variants.
Atvērts trauks ar ūdeni atrodas laboratorijā, kurā tiek uzturēta noteikta temperatūra un gaisa mitrums. Iztvaikošanas ātrums būs vienāds ar ūdens kondensācijas ātrumu traukā
1) tikai tad, ja temperatūra laboratorijā ir augstāka par 25 °C
2) tikai ar nosacījumu, ka gaisa mitrums laboratorijā ir 100%
3) tikai ar nosacījumu, ka temperatūra laboratorijā ir zemāka par 25 ° C un gaisa mitrums ir mazāks par 100%
4) jebkurā temperatūrā un mitrumā laboratorijā
Risinājums.
Iztvaikošanas ātrums būs vienāds ar ūdens kondensācijas ātrumu traukā tikai tad, ja gaisa mitrums laboratorijā ir 100%, neatkarīgi no temperatūras. Šajā gadījumā tiks novērots dinamiskais līdzsvars: jo daudz molekulu iztvaiko, tikpat daudz kondensējas.
Pareizā atbilde ir norādīta zem numura 2.
Atbilde: 2
Avots: Valsts Fizikas akadēmija. Galvenais vilnis. 1326. variants.
1) lai uzsildītu 1 kg tērauda par 1 °C, nepieciešams iztērēt 500 J enerģijas
2) lai uzsildītu 500 kg tērauda par 1 °C, nepieciešams iztērēt 1 J enerģijas
3) lai uzsildītu 1 kg tērauda par 500 °C, nepieciešams iztērēt 1 J enerģijas
4) lai uzsildītu 500 kg tērauda par 1 °C, nepieciešams iztērēt 500 J enerģijas
Risinājums.
Īpatnējā siltumietilpība raksturo enerģijas daudzumu, kas jāpiešķir vienam kilogramam vielas, no kuras sastāv ķermenis, lai to uzsildītu par vienu grādu pēc Celsija. Tādējādi, lai uzsildītu 1 kg tērauda par 1 °C, ir nepieciešams iztērēt 500 J enerģijas.
Pareizā atbilde ir norādīta zem numura 1.
Atbilde: 1
Avots: Valsts Fizikas akadēmija. Galvenais vilnis. Tālajos Austrumos. 1327. variants.
Tērauda īpatnējā siltumietilpība ir 500 J/kg °C. Ko tas nozīmē?
1) atdzesējot 1 kg tērauda par 1 ° C, enerģija tiek atbrīvota 500 J
2) atdzesējot 500 kg tērauda par 1 °C, tiek atbrīvota enerģija 1 J
3) 1 kg tērauda atdzesējot par 500 °C, atbrīvojas 1 J enerģijas
4) atdzesējot 500 kg tērauda par 1 ° C, enerģija tiek atbrīvota 500 J
Risinājums.
Īpatnējā siltumietilpība raksturo enerģijas daudzumu, kas jāpiešķir vienam kilogramam vielas, lai to uzsildītu par vienu grādu pēc Celsija. Tādējādi, lai uzsildītu 1 kg tērauda par 1 °C, ir nepieciešams iztērēt 500 J enerģijas.
Pareizā atbilde ir norādīta zem numura 1.
Atbilde: 1
Avots: Valsts Fizikas akadēmija. Galvenais vilnis. Tālajos Austrumos. 1328. variants.
Regīna Magadejeva 09.04.2016 18:54
Manā astotās klases mācību grāmatā mana īpatnējās siltumietilpības definīcija izskatās šādi: fizikāls lielums, kas skaitliski vienāds ar siltuma daudzumu, kas jānodod 1 kg smagam ķermenim, lai tā temperatūra mainītos! par 1 grādu. Risinājumā teikts, ka nepieciešama īpatnējā siltuma jauda, lai to uzsildītu par 1 grādu.