Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Завдання для опрацювання тем




№ заня ття Назва частин, розділів, тем Кількість годин Види занять: - лекція; - семінар; -практична робота; -лаборатор на робота; (вказати) Завдання для опрацювання тем   Види контролю: -поточний -модульний (вказати) / зворотній зв’язок Примітка
Аудиторні години СРС
               
  2.1. Властивості газів, рідин, твердих тіл            
  Тема 1. Властивості рідин. Поверхневий натяг рідин. Розв’язування задач.       Лекція. Заняття – презентація 1.Повторити основні положення МКТ, таблицю «МКТ пояснює властивості тіл».   2. Опрацювати опорний конспект з теми: вивчити властивості рідин, з’ясувати фізичний зміст коефіцієнта поверхневого натягу (поверхневої енергії), його залежність від зовнішніх умов.   3. Дати у зошиті відповіді на контрольні запитання.   3. Записати у зошит основні формули (їх пояснення) з теми.   4. У зошиті розв’язати задачі для самостійного опрацювання.     1.Записати відповіді на контрольні запитання у зошиті. Відпові- ді надіслати електронною поштою.   2. Записати в зошит основні формули з поясненнями.   3. Розв’язати у зошиті задачі для самостійно го опрацювання  
  Тема 2. Явище змочування рідинами поверхні твердих тіл. Капірярність. Розв’язу- вання задач.     Лекція. Заняття – презентація 1. Опрацювати опорний конспект з теми: з’ясувати фізичний зміст явищ змочування та капілярності, вивчити поняття лапласівського тиску та умови підняття (опускання) рідини в капілярах.   3. Дати у зошиті відповіді на контрольні запитання.   3. Записати у зошит основні формули (їх пояснення) з теми.   4. У зошиті розв’язати задачі для самостійного опрацювання.   1.Записати відповіді на контрольні запитання у зошиті. Відпові- ді надіслати електронною поштою.   2. Записати в зошит основні формули з поясненнями.   3. Розв’язати у зошиті задачі для самостійно го опрацювання  
  Тема 3. Будова і властивості твердих тіл. Кристалічні і аморфні тверді тіла.     Лекція. Заняття - презентація 1. Опрацювати (прочитати, розібрати) теоретичний матеріал: вивчити будову твердих тіл та характеристики кристалів, з’ясувати різницю між твердими і аморфними тілами. 2. Зробити опорний конспект у зошит.   3. Розв’язати тестові завдання.   1. Зробити у зошиті опорний конспект.   2. Розв’язати у зошиті тестові завдання. Відпо віді надіслати електронною поштою.  
  Тема 4. Механічні властивості твердих тіл. Закон Гука. Розв’язування задач.       Лекція. Заняття - презентація 1. Опрацювати опорний конспект з теми: вивчити механічні властивості твердих тіл, з’ясувати фізичний зміст закону Гука.   3. Дати у зошиті відповіді на контрольні запитання.   3. Записати у зошит основні формули (їх пояснення) з теми.   4. У зошиті розв’язати задачі для самостійного опрацювання.   1.Записати відповіді на контрольні запитання у зошиті. Відпові- ді надіслати електронною поштою.   2. Записати в зошит основні формули з поясненнями.   3. Розв’язати у зошиті задачі для самостійно го опрацювання  

 

 

 

Викладач фізики: _____________ /А.В.Подозьорова/

(підпис)

 

 

Завідувач відділення: _____________ /Т.В.Попенко/

(підпис)

 


5. Матеріали для опрацювання тем.

 

Тема 1. Властивості рідин. Поверхневий натяг рідин. Розв’язування задач.

1.Повторити основні положення МКТ, таблицю «МКТ пояснює властивості тіл».

2. Опрацювати (прочитати, розібрати) теоретичний матеріал

3. Дати у зошиті відповіді на контрольні запитання. Вміти відповідати на дані запитання усно.

5. У зошиті розв’язати задачі для самостійного опрацювання.

 

Теоретичний матеріал

Рідина – агрегатний стан речовини, який по своїм властивостям займає проміжне положення між газом і твердим тілом. Тобто,

· Молекули у рідині розташовані на відстанях менших, ніж у газах, але більших, ніж у твердих тілах; отже, рідкий стан речовини характеризується щільною упаковкою молекул.

· Порядок у розміщенні частинок рідини зберігається на невеликих відстанях, тобто у рідинах існує ближній порядок у розташуванні молекул. Такий стан рідини називають квазікристалічним;

· Взаємодія між молекулами сильна;

· Молекули здійснюють коливальнийрух, але можуть перескакувати з одного положення рівноваги в інше.

· Рідина зберігає об’єм (бо відстані між молекулами рідини менші радіуса молекулярної взаємодії), але не зберігає форму (набирає форму посудини, в яку вона налита),тобто має властивості текучості;

· Молекули рідини коливаються навколо тимчасового положення рівноваги ≈ 10-12 – 10-10 с, названим часом осілого життя молекул;

· На межі з газом або парою рідина утворює вільнуповерхню

Проаналізуємо стан на поверхні рідини:

На молекулу, що знаходиться всередині

рідини, з усіх сторін діють такі ж молекули рідини і рівнодійна цих сил

Fp # 0 дорівнюєнулю.

На поверхні поділу рідини і її насичую-

чої пари виникає сила, зумовлена різною

молекулярною взаємодією суміжних сере-

Рис. 1.1 довищ. В результаті рівнодійна всіх сил

молекулярної дії напрямлена всередину рідини. Такі сили діють на кожну із молекул, що знаходяться в поверхневому шарі, і прагнуть їх втягнути всередину рідини.

В результаті цього поверхневий шар стає збіднений молекулами, тому він знаходиться у стані своєрідного натягу, який і отримав назву поверхневий натяг.

Сили, які діють у горизонтальній площині, стягуючи поверхню рідини, називаються силами поверхневого натягу.

З енергетичної точки зору: молекули в поверхневому шарі володіють надлишковою потенційною енергією у порівнянні з молекулами всередині рідини. Тому із цього шару прагне піти всередину рідини якомога більше молекул. В результаті цього рідина завжди приймає таку форму, при якій її вільна поверхня стає найменшою в даних умовах.


А С А С


В D В D

 
 


Рис. 1.2

З математики відомо, що при заданому об’ємі найменшу поверхню має куля, тому мильні бульбашки і приймають кулеподібну форму.

Якщо взяти суміш води і спирту і помістити в неї краплю рідкого масла, то в якийсь момент сила тяжіння урівноважиться силою Архімеда і утворюється масляний шар, що буде перебувати всередині суміші у зваженому стані. Цю кулю від розльоту на молекули утримує сила поверхневого натягу.


Рис. 1.3

Цей дослід називається дослідом Плато.

До речі, в стані невагомості будь-який об’єм рідини теж має форму кулі.

Поверхневі властивості рідини можна охарактеризувати відношенням роботи сил поверхневого натягу до зміни площі вільної поверхні .

(1.1); [ σ ] =

Відомо, що здійснена робота є мірою зміни енергії, в даному випадку – поверхневої енергії, тобто

(1.2)

Рівняння (1.2) називається коефіцієнтом поверхневого натягу або питомою поверхневою енергією.

Оскільки на одиницю вільної поверхні діє сила поверхневого натягу, тоді:

(1.3)

 

, бо ()

З рівнянь (1.1), (1.3) випливає, що

Коефіцієнт поверхневого натягу

· Фізична величина, яка характеризує поверхневі властивості рідини і вимірюється роботою, яку необхідно здійснити для ізотермічного збільшення площі вільної поверхні рідини на одиницю площі.

або

· Фізична величина, яка характеризує поверхневі властивості рідини і вимірюється силою поверхневого натягу, яка діє на одиницю довжини межі поверхневого шару рідини.

σ залежить від:

· роду рідини;

· температури (дослід Д.І.Менделєєва, вперше проведений у 1860р.) – з підвищенням температури поверхневий натяг води зменшується.

· наявності домішок у рідині – присутність мила у воді зменшує її поверхневий натяг.

Отже,

- на межі з газом або парою вода утворює вільну поверхню;

- сили поверхневого натягу діють у горизонтальній площині, стягуючи поверхню рідини;

- коефіцієнт поверхневого натягу води залежить від роду рідини, її температури, наявності домішок.

- значення коефіцієнту поверхневого натягу для різних рідин можна знайти у таблиці XI збірника задач з фізики.

 

Контрольні запитання.

Дати у зошиті відповіді на запитання:

1. Що таке рідина і чим вона характеризується?

2. В чому різниця рідин від газоподібного стану речовини?

3. Чому рідина завжди приймає форму кулі? Який дослід це підтверджує? Дати пояснення з різних точок зору.

4. Який фізичний зміст коефіцієнта поверхневого натягу, як він визначається і в яких одиницях вимірюється в системі СІ?

5. Чому коефіцієнт поверхневого натягу ще називають питомою поверхневою енергією? (Дати визначення, вказати формулу, одиниці вимірювання в системі СІ).

6. Від чого і як залежить коефіцієнт поверхневого натягу?

 

Задачі для самостійного опрацювання.

Розв’язати у зошиті задачі (розв’язок супроводити відповідними рисунками і поясненнями)

 

1. Рамка, що охоплює поверхню площею 40 см2, затягнута мильною плівкою. На скільки зменшиться питома поверхнева енергії плівки при скорочення її площі у два рази? Температура незмінна.

 

2. Підрахувати поверхневу потенційну енергію плівки мильної бульбашки, діаметр якої 50 мм.

 

Тема 2. Явище змочування рідинами поверхні твердих тіл.

Капірярність. Розв’язування задач.

1. Опрацювати (прочитати, розібрати) теоретичний матеріал

3. Дати у зошиті відповіді на контрольні запитання. Вміти відповідати на дані запитання усно.

5. У зошиті розв’язати задачі для самостійного опрацювання.

 

Теоретичний матеріал

Рідина, яка знаходиться у посудині, межує не тільки з газоподібним середовищем, але й із твердим тілом – стінками посудини. В цьому випадку на межі рідина – тверде тіло виникають такі явища, як змочування і незмочування, які ведуть до викривлення поверхні рідини.

Викривлена поверхня рідини у вузьких циліндричних трубках або біля стінок посудини називають меніском.

Рідина, яка змочує поверхню твердого тіла,

піднімається біля стінок посудини – меніск вогнутий.

вода ртуть

 

Рідина, яка не змочує поверхню твердого тіла, опускається біля стінок посудини – меніск випуклий.

Змочування рідиною поверхні твердого тіла пояснюється тим, що взаємодія між молекулами рідини і твердого тіла сильніша, ніж притягання між частинками самої рідини.

Застосування явища змочування у техніці та природі:

Явище змочування застосовується під час склеювання, паяння, фарбування тіл. Наприклад, під час обробки металів, а також під час буріння свердловин у гірських породах їх змочують спеціальними рідинами, що полегшує і прискорює їх обробку.

Явище змочування враховується при конструюванні космічних апаратів. Відомо, що у стані невагомості рідина, яка змочує тверде тіло розпливається по стінкам посудини, у якій вона знаходиться, а рідина, яка не змочує тверде тіло, збирається великою краплею всередині посудини. Тому матеріал стінок і форму паливних баків доводиться вибирати так, щоб паливо утримувалось біля отворів, через які відбувається його перекачування до двигунів

В природі на поверхні річках вільно переміщаються водоміри, бо їх лапки вкриті воскоподібним нальотом, який не змочується рідиною. Також пір’я птахів не намочується, бо воно за рахунок роботи особливих залоз змазується жиром

 

 

В цьому випадку рівновага в сполучених посудинах може настати тільки тоді, коли рідина у вузькій посудині опуститься на певну висоту.

Вузькі посудини, вся поверхня рідини в яких викривлена, називаються капілярними. (Напр., трубки діаметром 1 мм2 і менше, вузькі тріщини, пори тощо)

Капілярність -

· Явище підняття і опускання рідини в капілярах.

Розрахуємо висоту підняття (опускання) рідини в капілярі:

З умови, що

(3)

 

Роль капілярності у побуті, природі, техніці:

1. надходження поживних речовин з ґрунту в рослини;

2. підняття вологи з глибоких шарів ґрунту;

3. тканини рослин пронизані капілярними каналами, якими розчини солей від коренів поширюються по всій рослині;

4. процес кровообігу у людини (кровоносні судини - капіляри);

5. підняття вологи капілярними порами будівельних матеріалів (напр., цегла і бетон мають широко розгалужену систему капілярів, якими вода може піднятися на значну висоту, спричиняючи відволожування стін будинку. Для захисту фундаменту і стіни від впливу ґрунтових вод вдаються до гідроізоляції);

6. застосування рушників, салфеток, гігроскопічної вати, марлі, промокального паперу тощо можливе завдяки наявності в них

Контрольні запитання.

 

Дати у зошиті відповіді на запитання:

1. Як пояснюється явище змочування рідинами поверхні твердих тіл? Яку форму при цьому має вільна поверхня рідини?

2. Що таке крайовий кут? (Виконати пояснювальний рисунок).

3. Де спостерігається в природі і застосовується у техніці явище змочування?

4. Що таке лапласівський тиск? (Вказати позначення, формулу і одиниці вимірювання в системі СІ).

5. Що таке явище капілярності і де воно застосовується?

6. Від чого залежить висота підняття (опускання) рідини в капілярі? (Записати формулу та проаналізувати її)

 

Задачі для самостійного опрацювання.

 

Розв’язати у зошиті задачі (розв’язок супроводити відповідними рисунками і поясненнями)

 

1. Який діаметр повинна мати мильна бульбашка, щоб додатковий (лапласівський) тиск на її поверхні дорівнював 200 Па?

 

2. Визначити діаметри каналів трьох капілярних трубок, якщо відомо, що вода при 293 К піднімається у них на висоту відповідно 2,5 см, 5 см, 8 см.

Тема 3. Будова і властивості твердих тіл. Кристалічні і аморфні тверді тіла.

1. Опрацювати (прочитати, розібрати) теоретичний матеріал.

2. Зробити опорний конспект у зошиті.

3. Розв’язати тестові завдання.

Теоретичний матеріал

Властивості твердого тіла

· Характеризується щільною упаковкою частинок;

· Сили взаємодії великі;

· Зберігає форму і об’єм;

Стани:

Кристалічний Аморфний

· Частинки розміщені у П орядку в розміщенні частинок

певному порядку, немає;

утворюючи кристалічну

решітку;

· Правильність зовнішньої Відсутня правильна зовнішня

форми; форма; ізотропія;

· Певна температура Відсутність певної температури плавлення; плавлення;

Відносяться до в’язких рідин.

Кристалічна решітка – розташування частинок, що характеризується періодичною повторюваністю в трьох вимірах.

Вузли кристалічних решіток – точки, відносно яких частинки здійснюють теплові коливання.

Отже,

Тверді тіла

· Такі речовини, у яких є кристалічна будова, тобто дальній порядок у розташуванні їх частинок.

Кристалічні тіла:

       
   


Монокристали Полікристали

· Тверді тіла, частинки яких Тверді тіла, які складаються з

утворюють єдині кристалічні безлічі невпорядковано розмі –

решітки (лід, поварена сіль, щених дрібних кристаликів

ісландський шпат). (“морозні візерунки” на вікнах,

цукор – рафінад).

 

Характеризуються

· Рівними кутами між відпові- Характеризуються ізотропністю -

дними гранями, хоча зовнішня їх фізичні властивості у всіх

форма може бути різною. напрямках однакові.

· Характеризуються анізотропією – Чим менші кристалики, які утво -

залежність фізичних властивостей рюють полікристалічне тіло, тим

від напрямку в кристалі (напр., їх воно однородніше і одночасно

міцність у різних напрямках різна). ізотропніше.

Монокристали застосовуються у техніці. Майже всі напівпровідникові прилади – це монокристали зі спеціально введеними домішками, які надають їм тих чи інших властивостей.

Видатним досягненням молекулярної електроніки було створення молекулярних підсилювачів і генераторів мікрохвильового випромінювання – мазерів і потужних генераторів випромінювання оптичного діапазону – лазерів. Основними деталями багатьох типів цих приладів є монокристали.

Зараз опрацьовано спеціальні методи вирощування великих кристалів, які дають змогу дістати зразки, лінійні розміри яких становлять десятки сантиметрів.

У залежності від роду частинок, розташованих у вузлах кристалічних решіток, і характеру сил взаємодії між ними кристали поділяються на 4 типи:

1. іонні кристали – у вузлах решіток розташовуються по черзі іони протилежного знаку. Сили взаємодії між іонами є в основному електростатичними.

Зв’язок обумовлений кулонівськими силами притягання між різнойменно зарядженими іонами називається іонним.

В такому кристалі не можна виділити окремих молекул, весь кристал є ніби однією гігантською молекулою. Такі кристали мають значну міцність. До них відносять неорганічні сполуки, зокрема солі.

2. атомні кристали – у вузлах решіток – нейтральні атоми, що утримуються найближчими сусідами ковалентним зв’язком (сили взаємодії виникають в результаті взаємного обміну валентними електронами між кожними двома сусідніми атомами). До таких кристалів відносять алмаз, графіт, германій, сірчистий цинк ZnS, оксид берилію ВеО та ін. Вони характеризуються високою твердістю і тугоплавкістю.

3. молекулярні кристали – у вузлах решіток знаходяться нейтральні молекули речовини, сили взаємодії між якими обумовлені незначним взаємним зсувом електронів в електронних оболонках атомів. Такі кристали при дуже низькій температурі (тверді гелій, водень, кисень, азот), легко випаровуються (“сухий лід”, нафталін). Також до молекулярних кристалів відносять кристали брому Br2, йоду J2, льоду H2O, більшість кристалів органічних речовин.

4. металічні кристали – у вузлах решіток розміщені позитивні іони металу; між ними хаотично рухаються електрони, які взаємодіючи з іонами, утримують їх, інакше решітка б розсипалась під дією сил відштовхування між іонами. Такі кристали характеризуються доброю електропровідністю і теплопровідністю та мають симетрію високого порядку.

В природі ідеальних кристалічних структур майже не існує.

Дефекти кристалів

· відхилення від упорядкованого розташування частинок у вузлах кристалічних решіток.

Типи дефектів:

       
   


точкові лінійні

1. вакансія – відсутність атома 1. дислокація – порушення

у вузлі решіток. правильного чергування

2. міжвузловий атом – атом, що атомних площин.

впровадився у міжвузловий

простір. КрайоваГвинтова

3. домішковий атом – атом домі- дислокації.

шки, або атом основної речови- Порушують дальній порядок

ни, що зміщає. розташування частинок.

Такі дефекти порушують ближній

порядок розташування частинок.

Тестові завдання.

Розв’язати у зошиті тестові завдання:

Початковий рівень (1-4 бали)

1. Існування рідин та твердих тіл є підтвердженням існування між частинками сил....

А - притягання;

Б - відштовхування;

В - притягання і відштовхування.

А
Б
В

2. Які нижче вказані властивості відповідають твердим тілам?

А - хаотичний рух молекул;

Б - сильна взаємодія між молекулами;

В - на межі з газом утворюють вільну поверхню.

А
Б
В

3. Укажіть правильне продовження речення: анізотропією кристалів називають залежність фізичних властивостей від...

А - …напряму в кристалі;

Б - …маси кристала;

В - …густини твердого тіла.

А
Б
В

4. У вузлах молекулярних кристалів розташовуються…

А - …іони протилежного знаку;

Б - …нейтральні атоми;

В - …нейтральні молекули речовини.

А
Б
В

Середній рівень (5-6 балів)

1. Установити відповідність між дефектом у кристалі та його назвою:

1 - відсутність атому у вузлі; А - дислокація;

2 - порушення чергування атомних площин Б - міжвузловий атом;

3 - атом у між вузловому просторі В - вакансія.

 

   
   
   

 

2. Указати відповідність між характеристикою кристалу і типом його кристалічної решітки:

1 - міцність; А - металічні кристали;

2 – висока твердість і тугоплавкість; Б - іонні кристали;

3 – висока електропровідність В - атомні кристали.

 

   
   
   

 

Достатній рівень (7-9 балів)

 

Розв’язати у зошиті задачі (розв’язок супроводити відповідними поясненнями)

 

1. Яка кількість речовини міститься в алюмінієвому злитку масою 6,2 кг?

 

2. На виріб, поверхня якого 25 см2, нанесено шар срібла товщиною 1мкм. Скільки атомів срібла міститься у покритті?

 

 

Тема 4. Механічні властивості твердих тіл. Закон Гука. Розв’язування задач.

1. Опрацювати (прочитати, розібрати) теоретичний матеріал

2. Дати у зошиті відповіді на контрольні запитання. Вміти відповідати на дані запитання усно.

3. У зошиті розв’язати задачі для самостійного опрацювання.

Теоретичний матеріал

Деформація

· Зміна форми чи об’єму тіла під дією яких – не будь причин.

Є деформації розтягу, стиску, вигину, крутіння. Кожну з цих деформацій можна

оцінювати:

       
   


абсолютною деформацією відносною деформацією

· Числова зміна будь – якого Число, яке показує, яку частину

розміру тіла під дією сил. від первісного розміру тіла l

позначається Δl. складає абсолютна деформація Δl.

(1)

 

Сили, які виникають усередині деформованого тіла називаються внутрішніми силами (або силами пружності). Вони викликають деформацію кожного елемента тіла і намагаються повернути його в початкове положення.

Механічна напруга

· Величина, яка характеризує дію внутрішніх сил у деформованому тілі. Вона вимірюється внутрішньою силою, що діє на одиницю площі перетину деформованого тіла:

(2),

Таким чином, пружність – властивість деформованого тіла приймати свою первісну форму і свій об’єм після припинення дії зовнішніх сил.

Пружна деформація

· Деформація тіла, яка зникає після припинення зовнішнього навантаження.

Пластичність

· Залишкова деформація тіла, що зберігається після припинення зовнішнього навантаження на тіло.

Зв’язок між пружними деформаціями і внутрішніми силами в матеріалі вперше було встановлено англійським фізиком Р. Гуком:

Механічна напруга в пружно деформованому тілі прямо пропорційна відносній деформації цього тіла

(3),

Е – модуль Юнга (модуль пружності), який характеризує залежність σ в матеріалі від його роду і від зовнішніх умов:

На практиці часто доводиться знаходити залежність абсолютного видовження Δl тіла від прикладеної до нього сили F, якщо відомі початкова довжина тіла l, площа поперечного перерізу S і матеріал, тобто модуль Юнга E.

Оскільки , а , то закон Гука можна записати:

 
 


або (4)

Однією з найважливіших механічних характеристик матеріалів є їх міцність.

Міцність

· Здатність матеріалу опиратися руйнуванню і залишковій деформації, які виникають внаслідок зовнішніх впливів.

Число, яке показує, у скільки разів межа міцності перевищує допустиму напругу, називають запасом міцності (або коефіцієнтом безпеки). Запас міцності вибирають залежно від роду споруди і характеру навантажень, яких вона зазнає, і звичайно від 2 до 10.

(5) - запас міцності

 

Як відомо, речовина існує в твердому кристалічному стані при певних значеннях тиску і температури. Із збільшенням температури тверді тіла плавляться, тобто речовина переходить з твердого стану в рідкий.

Під час плавлення кристалічне тіло перебуває одночасно в твердому і рідкому стані.

Температура плавлення залежить від роду кристалічного тіла. Для більшості кристалічних тіл температура плавлення підвищується із збільшенням атмосферного тиску. В процесі плавлення внутрішня енергія тіла зберігається.

Перехід речовини з рідкого стану в твердий називається кристалізацією. Всі речовини при нагріванні розширюються, а при охолодженні стискуються.

Лінійне розширення (стиск)

· Зміна одного визначеного розміру твердого тіла при змінах температури.

 

1). Нехай є стержень з довжиною l0 при t1= 00C, а при температурі t його довжина дорівнює l. Тоді зміна довжини стержня при його нагріванні на :

(1)

- коефіцієнт лінійного розширення, який характеризує залежність лінійного розширення при нагріванні від роду речовини і зовнішніх умов. Він показує, на яку частину довжини тіла, узятого при 00С, змінюється його довжина при нагріванні на 10С:

(2),

Довжина тіла при різних температурах:

(3)

2). Нехай при і при температурі t об’єми будь – якого тіла рівні V0 i V. Тоді зміна його об’єму при підвищенні температури на Δt:

(4)

- коефіцієнт об’ємного розширенні тіла, який характеризує залежність об’ємного розширенні тіла при нагріванні від роду речовини і зовнішніх умов. Він показує, на яку частину об’єму тіла, узятого при 00С, він змінюється при нагріванні тіла на 10С:

(5),

Якщо відомий об’єм V1 при t1 , то його об’єм V2, при t2:

Слід зазначити, що рідини розширюються в кілька десятків і навіть разів більше, ніж тверді тіла. Але серед рідин є чудове виключення – вода. Вона при нагріванні від 00С до 40С стискується, а при охолодженні від 40С до 00С розширюється. Крім того, для води сильно змінюється при підвищенні температури (в інтервалах від 5 –100С і 60 – 800С відрізняється у більшу сторону на порядок).

 

 

Контрольні запитання.

 

Дати у зошиті відповіді на запитання:

1. Що таке деформація твердого тіла, які її види бувають? (Навести конкретні приклади).

2. В чому різниця між абсолютною і відносною деформаціями?

3. Що таке сили пружності, коли вони виникають і до чого призводить їх виникнення?

4. Що таке механічна напруга? (Вказати позначення, формулу і одиниці вимірювання в системі СІ).

5. В чому полягає закон Гука? Для яких деформацій справедливий? (Записати формулу закону та проаналізувати її).

6. Охарактеризувати механічні властивості твердих тіл: пружність, пластичність, міцність, крихкість, плавкість. (Пояснення супроводити конкретними прикладами і рівняннями).

 

Задачі для самостійного опрацювання.

 

Розв’язати у зошиті задачі (розв’язок супроводити відповідними рисунками і поясненнями)

 

1. До закріпленої одним кінцем дротини, що має діаметр 2 мм, підвішений вантаж масою 10 кг. Знайти механічну напругу у дротині.

 

2. Балка довжиною 5 м і площею поперечного перерізу 100 см2 під дією сил по 10 кН, прикладених до її кінців, стинулась на 1 см. Визначити відносну деформацію і механічну напругу.

 

6. Список навчальної літератури

1. Гончаренко С. У. Фізика.: Підручник для 10 класу середньої загальноосвітньої школи.- К.: Освіта, 2002.-319с.

 

2. Гладкова Р. А. Зборник задач по физике. М.:Наука, 1980.

 

3. Жданов Л. С., Жданов Г. Л. Фізика. Підручник для середніх спеціальних навчальних закладів.-К.:Высшая школа,1983.

 

 




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-12-16; Просмотров: 2765; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.214 сек.