Direktori pekerjaan.
Bagian 2
Ikuti tes untuk tugas-tugas ini
Kembali ke katalog pekerjaan
Versi untuk mencetak dan menyalin di MS Word
Dalam proses mendidihkan cairan, dipanaskan sampai titik didih, energi yang diberikan padanya pergi
1) untuk meningkatkan kecepatan rata-rata molekul
2) untuk meningkatkan kecepatan rata-rata pergerakan molekul dan untuk mengatasi gaya interaksi antar molekul
3) untuk mengatasi gaya interaksi antar molekul tanpa meningkatkan kecepatan rata-rata gerakannya
4) untuk meningkatkan kecepatan rata-rata pergerakan molekul dan untuk meningkatkan gaya interaksi antar molekul
Keputusan.
Saat mendidih, suhu cairan tidak berubah, tetapi proses transisi ke keadaan agregasi lain terjadi. Pembentukan keadaan agregasi lain terjadi dengan mengatasi kekuatan interaksi antar molekul. Keteguhan suhu juga berarti keteguhan kecepatan rata-rata molekul.
Jawaban: 3
Sumber: GIA dalam Fisika. gelombang utama. Opsi 1313.
Bejana terbuka dengan air ditempatkan di laboratorium, yang mempertahankan suhu dan kelembaban tertentu. Laju penguapan akan sama dengan laju pengembunan air di dalam bejana
1) hanya jika suhu di laboratorium lebih dari 25 °C
2) hanya di bawah kondisi bahwa kelembaban di laboratorium adalah 100%
3) hanya dengan syarat suhu di laboratorium kurang dari 25 ° C, dan kelembaban udara kurang dari 100%
4) pada suhu dan kelembaban apa pun di laboratorium
Keputusan.
Laju penguapan akan sama dengan laju pengembunan air di dalam bejana hanya jika kelembapan di laboratorium adalah 100%, berapa pun suhunya. Dalam hal ini, keseimbangan dinamis akan diamati: berapa banyak molekul yang diuapkan, jumlah yang sama terkondensasi.
Jawaban yang benar diberi nomor 2.
Jawaban: 2
Sumber: GIA dalam Fisika. gelombang utama. Opsi 1326.
1) untuk memanaskan 1 kg baja sebesar 1 °C, perlu menghabiskan 500 J energi
2) untuk memanaskan 500 kg baja sebesar 1 °C, diperlukan energi sebesar 1 J
3) untuk memanaskan 1 kg baja sebesar 500 °C, diperlukan energi sebesar 1 J
4) untuk memanaskan 500 kg baja sebesar 1 °C, diperlukan energi sebesar 500 J
Keputusan.
Kapasitas panas spesifik mencirikan jumlah energi yang harus diberikan ke satu kilogram zat yang terdiri dari tubuh, untuk memanaskannya dengan satu derajat Celcius. Jadi, untuk memanaskan 1 kg baja sebesar 1 °C, diperlukan energi sebesar 500 J.
Jawaban yang benar diberi nomor 1.
Jawaban 1
Sumber: GIA dalam Fisika. gelombang utama. Timur Jauh. Opsi 1327.
Kapasitas kalor jenis baja adalah 500 J/kg °C. Apa artinya ini?
1) ketika 1 kg baja didinginkan oleh 1 ° C, energi 500 J dilepaskan
2) ketika 500 kg baja didinginkan 1 ° C, energi 1 J dilepaskan
3) saat mendinginkan 1 kg baja pada 500 ° C, energi 1 J dilepaskan
4) saat mendinginkan 500 kg baja, energi 500 J dilepaskan sebesar 1 ° C
Keputusan.
Kapasitas panas spesifik mencirikan jumlah energi yang harus diberikan kepada satu kilogram suatu zat untuk memanaskannya sebesar satu derajat Celcius. Jadi, untuk memanaskan 1 kg baja sebesar 1 °C, diperlukan energi sebesar 500 J.
Jawaban yang benar diberi nomor 1.
Jawaban 1
Sumber: GIA dalam Fisika. gelombang utama. Timur Jauh. Opsi 1328.
Regina Magadeeva 09.04.2016 18:54
Dalam buku teks kelas delapan, definisi saya tentang kapasitas panas spesifik terlihat seperti ini: kuantitas fisik yang secara numerik sama dengan jumlah panas yang harus ditransfer ke benda bermassa 1 kg agar suhunya! sebesar 1 derajat. Solusinya mengatakan bahwa kapasitas panas spesifik diperlukan untuk memanaskan 1 derajat.
1. Plot suhu (t i) (misalnya t 2) versus waktu pemanasan (t, min). Verifikasi bahwa kondisi mapan tercapai.
3. Hitung nilai dan lnA hanya untuk mode stasioner, masukkan hasil perhitungan pada tabel.
4. Buatlah grafik ketergantungan pada x i, dengan mengambil posisi termokopel pertama x 1 = 0 sebagai titik asal (koordinat termokopel ditunjukkan pada instalasi). Gambarlah garis lurus melalui titik-titik yang diberikan.
5. Tentukan tangen rata-rata dari lereng atau
6. Menggunakan rumus (10), dengan mempertimbangkan (11), hitung konduktivitas termal logam dan tentukan kesalahan pengukuran.
7. Dengan menggunakan buku referensi, tentukan logam dari mana batang tersebut dibuat.
pertanyaan tes
1. Fenomena apa yang disebut konduktivitas termal? Tuliskan persamaannya. Apa yang mencirikan gradien suhu?
2. Apa pembawa energi panas dalam logam?
3. Modus apa yang disebut stasioner? Dapatkan persamaan (5) yang menjelaskan mode ini.
4. Turunkan rumus (10) untuk koefisien konduktivitas termal.
5. Apa itu termokopel? Bagaimana cara mengukur suhu pada titik tertentu pada batang?
6. Apa metode untuk mengukur konduktivitas termal dalam pekerjaan ini?
Lab #11
Fabrikasi dan kalibrasi sensor suhu berdasarkan termokopel
Objektif: pengenalan dengan metode pembuatan termokopel; pembuatan dan kalibrasi sensor suhu berdasarkan termokopel; menggunakan probe suhu untuk menentukan titik leleh paduan Wood.
pengantar
Suhu adalah besaran fisika yang mencirikan keadaan kesetimbangan termodinamika sistem makroskopik. Dalam kondisi kesetimbangan, suhu sebanding dengan energi kinetik rata-rata dari gerakan termal partikel tubuh. Kisaran suhu di mana proses fisik, kimia, dan lainnya berlangsung sangat luas: dari nol mutlak hingga 10 11 K dan lebih tinggi.
Suhu tidak dapat diukur secara langsung; nilainya ditentukan oleh perubahan suhu beberapa sifat fisik zat yang nyaman untuk diukur. Sifat termometrik tersebut dapat berupa: tekanan gas, hambatan listrik, ekspansi termal cairan, kecepatan rambat suara.
Saat membuat skala suhu, nilai suhu t 1 dan t 2 ditetapkan ke dua titik suhu tetap (nilai parameter fisik yang diukur) x \u003d x 1 dan x \u003d x 2, misalnya, titik leleh es dan titik didih air. Perbedaan suhu t 2 - t 1 disebut interval suhu utama skala. Skala suhu adalah hubungan numerik fungsional spesifik suhu dengan nilai-nilai properti termometrik yang diukur. Jumlah skala suhu yang tidak terbatas dimungkinkan, berbeda dalam sifat termometrik, ketergantungan yang diterima t(x) dan suhu titik tetap. Misalnya, ada skala Celcius, Réaumur, Fahrenheit, dan lainnya.Kelemahan mendasar dari skala suhu empiris adalah ketergantungannya pada zat termometrik. Kekurangan ini tidak ada dalam skala suhu termodinamika berdasarkan hukum kedua termodinamika. Untuk proses kesetimbangan, persamaannya benar:
dimana: Q 1 - jumlah panas yang diterima oleh sistem dari pemanas pada suhu T 1; dan Q 2 - jumlah panas yang diberikan ke lemari es pada suhu T 2. Rasio tidak bergantung pada sifat fluida kerja dan memungkinkan untuk menentukan suhu termodinamika dari nilai Q 1 dan Q 2 yang tersedia untuk pengukuran. Merupakan kebiasaan untuk mempertimbangkan T 1 \u003d 0 K - pada suhu nol mutlak dan T 2 \u003d 273,16 K pada titik tripel air. Suhu pada skala termodinamika dinyatakan dalam derajat Kelvin (0 K). Pengenalan T 1 = 0 adalah ekstrapolasi dan tidak memerlukan penerapan nol mutlak.
Saat mengukur suhu termodinamika, salah satu konsekuensi ketat dari hukum kedua termodinamika biasanya digunakan, yang menghubungkan properti termodinamika yang mudah diukur dengan suhu termodinamika. Di antara hubungan tersebut: hukum gas ideal, hukum radiasi benda hitam, dll. Pada rentang suhu yang luas, kira-kira dari titik didih helium hingga titik pemadatan emas, pengukuran suhu termodinamika yang paling akurat disediakan oleh termometer gas.
Dalam praktiknya, mengukur suhu pada skala termodinamika sulit dilakukan. Nilai suhu ini biasanya ditandai pada termometer sekunder yang nyaman, yang lebih stabil dan sensitif daripada instrumen yang mereproduksi skala termodinamika. Termometer sekunder dikalibrasi menurut titik referensi yang sangat stabil, yang suhunya, menurut skala termodinamika, ditemukan sebelumnya dengan pengukuran yang sangat akurat.
Dalam makalah ini, termokopel (kontak dua logam yang berbeda) digunakan sebagai termometer sekunder, dan suhu leleh dan didih berbagai zat digunakan sebagai titik referensi. Sifat termometrik termokopel adalah beda potensial kontak.
Termokopel adalah rangkaian listrik tertutup yang mengandung dua sambungan dari dua konduktor logam yang berbeda. Jika suhu sambungan berbeda, maka arus listrik akibat gaya gerak termoelektromotif akan mengalir dalam rangkaian. Besarnya gaya gerak listrik e sebanding dengan perbedaan suhu:
di mana k adalah konstanta jika perbedaan suhu tidak terlalu besar.
Nilai k biasanya tidak melebihi beberapa puluh mikrovolt per derajat dan tergantung pada bahan dari mana termokopel dibuat.
Latihan 1. Pembuatan termokopel
Studi tentang laju pendinginan air di kapal
dalam berbagai kondisi
Dieksekusi perintah:
Nomor tim:
Yaroslavl, 2013
Deskripsi singkat tentang parameter studi
Suhu
Konsep suhu tubuh sekilas tampak sederhana dan mudah dipahami. Semua orang tahu dari pengalaman sehari-hari bahwa ada tubuh yang panas dan dingin.
Eksperimen dan pengamatan menunjukkan bahwa ketika dua benda bersentuhan, yang kita anggap satu sebagai panas dan yang lainnya dingin, terjadi perubahan parameter fisik dari benda pertama dan kedua. “Kuantitas fisik yang diukur dengan termometer dan sama untuk semua benda atau bagian tubuh yang berada dalam kesetimbangan termodinamika satu sama lain disebut suhu.” Ketika termometer bersentuhan dengan benda yang dipelajari, kita melihat berbagai macam perubahan: "kolom" cairan bergerak, volume gas berubah, dll. Tetapi segera kesetimbangan termodinamika harus terjadi di antara termometer dan benda - keadaan di mana semua kuantitas mencirikan benda-benda ini: massa, volume, tekanan, dan sebagainya. Dari titik ini, termometer tidak hanya menunjukkan suhunya sendiri, tetapi juga suhu tubuh yang sedang dipelajari. Dalam kehidupan sehari-hari, cara paling umum untuk mengukur suhu adalah dengan termometer cair. Di sini, sifat cairan untuk memuai ketika dipanaskan digunakan untuk mengukur suhu. Untuk mengukur suhu tubuh, termometer dibawa ke dalam kontak dengan itu, proses perpindahan panas dilakukan antara tubuh dan termometer sampai keseimbangan termal tercapai. Agar proses pengukuran tidak mengubah suhu tubuh secara nyata, massa termometer harus jauh lebih kecil daripada massa tubuh yang suhunya diukur.
Pertukaran panas
Hampir semua fenomena dunia luar dan berbagai perubahan dalam tubuh manusia disertai dengan perubahan suhu. Fenomena perpindahan panas mengiringi semua kehidupan kita sehari-hari.
Pada akhir abad ke-17, fisikawan Inggris terkenal Isaac Newton berhipotesis: “Laju perpindahan panas antara dua benda semakin besar, semakin banyak perbedaan suhu (dengan laju perpindahan panas yang kami maksud adalah perubahan suhu per satuan waktu). ). Perpindahan panas selalu terjadi dalam arah tertentu: dari benda dengan suhu lebih tinggi ke benda dengan suhu lebih rendah. Kami yakin akan hal ini dengan banyak pengamatan, bahkan di tingkat rumah tangga (sendok dalam segelas teh memanas, dan teh menjadi dingin). Ketika suhu benda menyamakan, proses perpindahan panas berhenti, yaitu, kesetimbangan termal terjadi.
Pernyataan sederhana dan dapat dimengerti bahwa panas secara independen hanya berpindah dari benda dengan suhu lebih tinggi ke benda dengan suhu lebih rendah, dan bukan sebaliknya, adalah salah satu hukum dasar dalam fisika, dan disebut hukum II termodinamika, hukum ini dirumuskan pada abad ke-18 oleh ilmuwan Jerman Rudolf Clausius.
Belajarlaju pendinginan air dalam bejana dalam berbagai kondisi
Hipotesa: Kami berasumsi bahwa laju pendinginan air dalam bejana tergantung pada lapisan cairan (minyak, susu) yang dituangkan ke permukaan air.
Target: Tentukan apakah lapisan permukaan mentega dan lapisan permukaan susu mempengaruhi laju pendinginan air.
tugas:
1. Mempelajari fenomena pendinginan air.
2. Tentukan ketergantungan suhu pendinginan air dengan lapisan permukaan minyak tepat waktu, tuliskan hasilnya dalam tabel.
3. Tentukan ketergantungan suhu pendinginan air dengan lapisan permukaan susu tepat waktu, tuliskan hasilnya dalam tabel.
4. Bangun grafik ketergantungan, analisis hasilnya.
5. Buatlah kesimpulan tentang lapisan permukaan mana pada air yang memiliki pengaruh lebih besar terhadap laju pendinginan air.
Peralatan: gelas laboratorium, stopwatch, termometer.
Rencana percobaan:
1. Penentuan nilai pembagian skala termometer.
2. Ukur suhu air selama pendinginan setiap 2 menit.
3. Ukur suhu saat air dengan lapisan permukaan minyak mendingin setiap 2 menit.
4. Ukur suhu saat air dengan lapisan permukaan susu mendingin setiap 2 menit.
5. Catat hasil pengukuran dalam sebuah tabel.
6. Berdasarkan tabel tersebut, buatlah grafik ketergantungan suhu air terhadap waktu.
8. Analisis hasilnya dan berikan alasannya.
9. Buatlah kesimpulan.
Menyelesaikan pekerjaan
Pertama, kami memanaskan air dalam 3 gelas hingga suhu 71,5⁰C. Kemudian kami menuangkan minyak sayur ke salah satu gelas dan susu ke gelas lainnya. Minyak menyebar di permukaan air, membentuk lapisan yang rata. Minyak nabati adalah produk yang diekstraksi dari bahan baku nabati dan terdiri dari asam lemak dan zat terkait. Susu dicampur dengan air (membentuk emulsi), ini menunjukkan bahwa susu diencerkan dengan air dan tidak sesuai dengan kandungan lemak yang tercantum pada kemasan, atau dibuat dari produk kering, dan dalam kedua kasus sifat fisik susu susu berubah. Susu alami yang tidak diencerkan dengan air dalam air dikumpulkan dalam gumpalan dan tidak larut untuk beberapa waktu. Untuk menentukan waktu pendinginan cairan, kami menetapkan suhu pendinginan setiap 2 menit.
Meja. Studi tentang waktu pendinginan cairan.
|
cairan | |||||||||||
air, t,⁰С | |||||||||||
air dengan minyak, t,⁰С | |||||||||||
air dengan susu, t,⁰С |
Berdasarkan tabel, terlihat bahwa kondisi awal pada semua percobaan adalah sama, tetapi setelah 20 menit percobaan, cairan memiliki suhu yang berbeda, yang berarti mereka memiliki tingkat pendinginan cairan yang berbeda.
Hal ini ditunjukkan lebih jelas dalam grafik.
Pada bidang koordinat dengan sumbu suhu dan waktu ditandai titik-titik yang menampilkan hubungan antara besaran-besaran ini. Rata-rata nilainya, buat garis. Grafik menunjukkan ketergantungan linier suhu pendinginan air pada waktu pendinginan dalam berbagai kondisi.
Hitung laju pendinginan air:
a) untuk air
0-10 menit 
(ºС/mnt)
10-20 menit (ºС/menit)
b) untuk air dengan lapisan permukaan minyak
0-10 menit 
(ºС/mnt)
10-20 menit 
(ºС/mnt)
b) untuk air dengan susu
0-10 menit 
(ºС/mnt)
10-20 menit 
(ºС/mnt)
Seperti yang dapat dilihat dari perhitungan, air dengan minyak didinginkan paling lambat. Ini disebabkan oleh fakta bahwa lapisan minyak tidak memungkinkan air untuk secara intensif bertukar panas dengan udara. Ini berarti bahwa pertukaran panas air dengan udara melambat, laju pendinginan air menurun, dan air tetap panas lebih lama. Ini bisa digunakan saat memasak, misalnya saat memasak pasta, setelah air mendidih, tambahkan minyak, pasta akan lebih cepat matang dan tidak lengket.
Air tanpa aditif memiliki tingkat pendinginan tertinggi, yang berarti akan lebih cepat dingin.
Kesimpulan: dengan demikian, kami telah memverifikasi secara eksperimental bahwa lapisan permukaan minyak memiliki efek yang lebih besar pada laju pendinginan air, laju pendinginan menurun dan air mendingin lebih lambat.
(jumlah kalor yang dipindahkan ke zat cair ketika dipanaskan)
1. Sistem tindakan untuk memperoleh dan memproses hasil pengukuran waktu pemanasan cairan hingga suhu tertentu dan perubahan suhu cairan:
1) memeriksa apakah amandemen perlu diperkenalkan; jika demikian, perkenalkan amandemen;
2) menentukan berapa banyak pengukuran kuantitas tertentu yang perlu dilakukan;
3) menyiapkan tabel untuk mencatat dan mengolah hasil observasi;
4) untuk membuat jumlah pengukuran tertentu dari kuantitas yang diberikan; mencatat hasil pengamatan dalam sebuah tabel;
5) temukan nilai terukur dari kuantitas sebagai rata-rata aritmatika dari hasil pengamatan individu, dengan mempertimbangkan aturan angka cadangan:
6) menghitung modul penyimpangan absolut dari hasil pengukuran individu dari rata-rata:
7) menemukan kesalahan acak;
8) menemukan kesalahan instrumental;
9) menemukan kesalahan membaca;
10) menemukan kesalahan perhitungan;
11) menemukan kesalahan mutlak total;
12) catat hasil yang menunjukkan kesalahan absolut total.
2. Sistem tindakan untuk memplot grafik ketergantungan t = f(Δ τ ):
1) menggambar sumbu koordinat; menyatakan sumbu absis τ , dengan, dan sumbu y adalah t, 0 ;
2) pilih skala untuk masing-masing sumbu dan terapkan skala pada sumbu;
3) menggambarkan interval nilai τ dan t untuk setiap pengalaman;
4) menggambar garis halus sehingga berjalan di dalam interval.
3. OI No. 1 - air dengan berat 100 g pada suhu awal 18 0 :
1) untuk mengukur suhu, kami akan menggunakan termometer dengan skala hingga 100 0 ; untuk mengukur waktu pemanasan, kita akan menggunakan stopwatch mekanis enam puluh detik. Instrumen ini tidak memerlukan penyesuaian apa pun;
2) saat mengukur waktu pemanasan ke suhu tetap, kesalahan acak mungkin terjadi. Oleh karena itu, kami akan melakukan 5 pengukuran interval waktu ketika dipanaskan pada suhu yang sama (dalam perhitungan, ini akan melipatgandakan kesalahan acak). Saat mengukur suhu, tidak ada kesalahan acak yang ditemukan. Oleh karena itu, kita akan mengasumsikan bahwa kesalahan mutlak dalam menentukan t, 0 C sama dengan kesalahan instrumental termometer yang digunakan, yaitu nilai pembagian skala 2 0 C (Tabel 3);
3) membuat tabel untuk mencatat dan mengolah hasil pengukuran:
| nomor pengalaman | |||||||
| t, 0 C | 18±2 | 25±2 | 40±2 | 55±2 | 70±2 | 85±2 | 100±2 |
| 1 , s | 29,0 | 80,0 | 145,0 | 210,0 | 270,0 | 325,0 | |
| t2, 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 | |
| t4, s | 27,0 | 89,0 | 143,0 | 202,0 | 272,0 | 330,0 | |
| t5, s | 26,0 | 87,0 | 149,0 | 207,0 | 269,0 | 329,0 | |
| tav, s | 27,4 | 86,2 | 146,8 | 206,8 | 269,0 | 328,2 |
4) hasil pengukuran yang dilakukan dimasukkan ke dalam tabel;
5) rata-rata aritmatika dari setiap pengukuran τ dihitung dan ditunjukkan di baris terakhir tabel;
untuk suhu 25 0 C:
7) menemukan kesalahan pengukuran acak:
8) kesalahan instrumental stopwatch dalam setiap kasus ditemukan dengan mempertimbangkan lingkaran penuh yang dibuat oleh jarum detik (yaitu, jika satu lingkaran penuh memberikan kesalahan 1,5 s, maka setengah lingkaran memberikan 0,75 s, dan 2,3 lingkaran - 3,45 detik) . Pada percobaan pertama t dan= 0,7 detik;
9) kesalahan membaca stopwatch mekanis dianggap sama dengan satu pembagian skala: tentang= 1,0 detik;
10) kesalahan perhitungan dalam hal ini adalah nol;
11) hitung kesalahan mutlak total:
Δ t = Δ t C + Δ t dan + Δ t0 + Δ t B= 4,44 + 0,7 + 1,0 + 0 = 6,14 d 6,1 d;
(di sini hasil akhir dibulatkan ke bawah menjadi satu angka penting);
12) tuliskan hasil pengukurannya: t= (27,4 ± 6,1) s
6 a) kami menghitung modul deviasi absolut dari hasil pengamatan individu dari mean untuk suhu 40 0 :
Δ t dan= 2,0 detik;
tentang= 1,0 detik;
Δ t = Δ t C + Δ t dan + Δ t0 + Δ t B= 8,88 + 2,0 + 1,0 + 0 = 11,88 detik 11,9 detik;
t= (86,2 ± 11,9) s
untuk suhu 55 0 :
Δ t dan= 3,5 detik;
tentang= 1,0 detik;
Δ t = Δ t C + Δ t dan + Δ t0 + Δ t B= 6,72 + 3,5 + 1,0 + 0 = 11,22 s 11,2 s;
t= (146.8 ± 11.2) s
untuk suhu 70 0 :
Δ t dan= 5,0 detik;
tentang= 1,0 detik;
Δ t= Δ t C + Δ t dan + Δ t0 + Δ t B= 7,92 + 5,0 + 1,0 + 0 = 13,92 detik 13,9 detik;
12 c) tuliskan hasil pengukurannya: t= (206,8 ± 13,9) s
untuk suhu 85 0 C:
Δ t dan= 6,4 detik;
9 d) kesalahan pembacaan stopwatch mekanis t о = 1,0 s;
t = t C + t dan + t 0 + t B = 4,8 + 6,4 + 1,0 + 0 = 12,2 s;
t= (269,0 ± 12,2) s
untuk suhu 100 0 :
Δ t dan= 8,0 detik;
tentang= 1,0 detik;
10 e) kesalahan perhitungan dalam hal ini adalah nol;
Δ t = Δ t C + Δ t dan + Δ t0 + Δ t B= 5,28 + 8,0 + 1,0 + 0 = 14,28 detik 14,3 detik;
t= (328,2 ± 14,3) s.
Hasil perhitungan disajikan dalam bentuk tabel yang menunjukkan perbedaan suhu akhir dan suhu awal pada setiap percobaan dan waktu pemanasan air.
4. Mari kita buat grafik ketergantungan perubahan suhu air pada jumlah panas (waktu pemanasan) (Gbr. 14). Saat merencanakan, dalam semua kasus, interval kesalahan pengukuran waktu ditunjukkan. Ketebalan garis sesuai dengan kesalahan pengukuran suhu.
Beras. 14. Grafik ketergantungan perubahan suhu air pada waktu pemanasannya
5. Kami menetapkan bahwa grafik yang kami terima mirip dengan grafik proporsionalitas langsung kamu=kx. Nilai koefisien k dalam hal ini, mudah untuk menentukan dari grafik. Oleh karena itu, akhirnya kita dapat menulis t= 0,25Δ τ . Dari grafik yang dibangun, kita dapat menyimpulkan bahwa suhu air berbanding lurus dengan jumlah panas.
6. Ulangi semua pengukuran untuk OI No. 2 - minyak bunga matahari.
Di tabel, di baris terakhir, hasil rata-rata diberikan.
| t, 0C | 18±2 | 25±2 | 40±2 | 55±2 | 70±2 | 85±2 | 100±2 |
| t1, c | 10,0 | 38,0 | 60,0 | 88,0 | 110,0 | 136,0 | |
| t2, c | 11,0 | 36,0 | 63,0 | 89,0 | 115,0 | 134,0 | |
| t3, c | 10,0 | 37,0 | 62,0 | 85,0 | 112,0 | 140,0 | |
| t4, c | 9,0 | 38,0 | 63,0 | 87,0 | 112,0 | 140,0 | |
| t5, c | 12,0 | 35,0 | 60,0 | 87,0 | 114,0 | 139,0 | |
| t cf, c | 10,4 | 36,8 | 61,6 | 87,2 | 112,6 | 137,8 |
6) menghitung modul penyimpangan absolut dari hasil pengamatan individu dari rata-rata untuk suhu 25 0 :
1) menemukan kesalahan pengukuran acak:
2) kesalahan instrumental stopwatch dalam setiap kasus ditemukan dengan cara yang sama seperti pada rangkaian percobaan pertama. Pada percobaan pertama t dan= 0,3 detik;
3) kesalahan pembacaan stopwatch mekanis dianggap sama dengan satu pembagian skala: tentang= 1,0 detik;
4) kesalahan perhitungan dalam hal ini adalah nol;
5) hitung kesalahan mutlak total:
Δ t = Δ t C + Δ t dan + Δ t0 + Δ t B= 2,64 + 0,3 + 1,0 + 0 = 3,94 detik 3,9 detik;
6) tuliskan hasil pengukurannya: t= (10,4 ± 3,9) s
6 a) Kami menghitung modul deviasi absolut dari hasil pengamatan individu dari mean untuk suhu 40 0 :
7 a) kami menemukan kesalahan pengukuran acak:
8 a) kesalahan instrumental stopwatch pada percobaan kedua
Δ t dan= 0,8 detik;
9 a) kesalahan pembacaan stopwatch mekanis tentang= 1,0 detik;
10 a) kesalahan perhitungan dalam hal ini adalah nol;
11 a) kami menghitung kesalahan absolut total:
Δ t = Δ t C + Δ t dan + Δ t0 + Δ t B= 3,12 + 0,8 + 1,0 + 0 = 4,92 detik 4,9 detik;
12 a) tuliskan hasil pengukurannya: t= (36,8 ± 4,9) s
6 b) kami menghitung modul deviasi absolut dari hasil pengamatan individu dari mean untuk suhu 55 0 :
7 b) kami menemukan kesalahan pengukuran acak:
8 b) kesalahan instrumental stopwatch dalam percobaan ini
Δ t dan= 1,5 detik;
9 b) kesalahan pembacaan stopwatch mekanis tentang= 1,0 detik;
10 b) kesalahan perhitungan dalam hal ini adalah nol;
11 b) kami menghitung kesalahan absolut total:
Δ t = Δ t C + Δ t dan + Δ t0 + Δ t B= 3,84 + 1,5 + 1,0 + 0 = 6,34 d 6,3 d;
12 b) tuliskan hasil pengukurannya: t= (61,6 ± 6,3) s
6 c) kami menghitung modul penyimpangan absolut dari hasil pengamatan individu dari mean untuk suhu 70 0 :
7 c) kami menemukan kesalahan pengukuran acak:
8 c) kesalahan instrumental stopwatch dalam percobaan ini
Δ t dan= 2,1 detik;
9 c) kesalahan pembacaan stopwatch mekanis tentang= 1,0 detik;
10 c) kesalahan perhitungan dalam hal ini adalah nol;
11 c) kami menghitung kesalahan absolut total:
Δ t = Δ t C + Δ t dan + Δ t0 + Δ t B= 2,52 + 2,1 + 1,0 + 0 = 5,62 detik 5,6 detik;
12 c) tuliskan hasil pengukurannya: t = (87,2 ± 5,6) s
6 d) menghitung modul deviasi absolut dari hasil pengamatan individu dari mean untuk suhu 85 0 C:
7 d) kami menemukan kesalahan pengukuran acak:
8 d) kesalahan instrumental stopwatch dalam percobaan ini
Δ t dan= 2,7 detik;
9 d) kesalahan pembacaan stopwatch mekanis tentang= 1,0 detik;
10 d) kesalahan perhitungan dalam hal ini adalah nol;
11 d) kami menghitung kesalahan absolut total:
Δ t = Δ t C + Δ t dan + Δ t0 + Δ t B= 4,56 + 2,7 + 1,0 + 0 = 8,26 dt 8,3;
12 d) tuliskan hasil pengukurannya: t= (112,6 ± 8,3) s
6 e) menghitung modul deviasi absolut dari hasil pengamatan individu dari mean untuk suhu 100 0 :
7 e) kami menemukan kesalahan pengukuran acak:
8 e) kesalahan instrumental stopwatch dalam percobaan ini
Δ t dan= 3,4 detik;
9 e) kesalahan pembacaan stopwatch mekanis tentang= 1,0 detik;
10 e) kesalahan perhitungan dalam hal ini adalah nol.
11 e) kami menghitung kesalahan absolut total:
Δ t = Δ t C + Δ t dan + Δ t0 + Δ t B= 5,28 + 3,4 + 1,0 + 0 = 9,68 s 9,7 s;
12 e) tuliskan hasil pengukurannya: t= (137,8 ± 9,7) s.
Hasil perhitungan disajikan dalam bentuk tabel yang menunjukkan perbedaan suhu akhir dan suhu awal pada setiap percobaan dan waktu pemanasan minyak bunga matahari.
7. Mari kita buat grafik ketergantungan perubahan suhu oli pada waktu pemanasan (Gbr. 15). Saat merencanakan, dalam semua kasus, interval kesalahan pengukuran waktu ditunjukkan. Ketebalan garis sesuai dengan kesalahan pengukuran suhu.
Beras. 15. Grafik ketergantungan perubahan suhu air pada waktu pemanasannya
8. Grafik yang dibangun mirip dengan grafik hubungan proporsional langsung kamu=kx. Nilai koefisien k dalam hal ini, mudah untuk menemukan dari grafik. Oleh karena itu, akhirnya kita dapat menulis t= 0,6Δ τ .
Dari grafik yang dibangun, kita dapat menyimpulkan bahwa suhu minyak bunga matahari berbanding lurus dengan jumlah panas.
9. Kami merumuskan jawaban untuk PZ: suhu cairan berbanding lurus dengan jumlah panas yang diterima oleh tubuh ketika dipanaskan.
Contoh 3. PZ: atur jenis ketergantungan tegangan output pada resistor R n pada nilai resistansi ekivalen dari bagian rangkaian AB (masalah diselesaikan pada pengaturan eksperimental, diagram skematiknya ditunjukkan pada Gambar. 16).
Untuk mengatasi masalah ini, Anda perlu melakukan langkah-langkah berikut.
1. Buatlah sistem tindakan untuk memperoleh dan memproses hasil pengukuran resistansi ekivalen dari bagian rangkaian dan tegangan pada beban R n(Lihat Bagian 2.2.8 atau Bagian 2.2.9).
2. Buatlah sistem tindakan untuk memplot ketergantungan tegangan keluaran (pada resistor R n) dari resistansi ekivalen bagian rangkaian AB.
3. Pilih ROI No. 1 - bagian dengan nilai tertentu R n1 dan melakukan semua tindakan yang direncanakan dalam paragraf 1 dan 2.
4. Pilih ketergantungan fungsional yang dikenal dalam matematika, yang grafiknya mirip dengan kurva eksperimental.
5. Tuliskan secara matematis ketergantungan fungsional ini untuk beban R n1 dan merumuskan baginya jawaban untuk tugas kognitif.
6. Pilih ROI No. 2 - segmen pesawat dengan nilai resistansi yang berbeda R H2 dan melakukan sistem tindakan yang sama dengannya.
7. Pilih ketergantungan fungsional yang dikenal dalam matematika, yang grafiknya mirip dengan kurva eksperimental.
8. Tulis secara matematis ketergantungan fungsional ini untuk resistansi R H2 dan merumuskan baginya jawaban untuk tugas kognitif.
9. Merumuskan hubungan fungsional antara besaran-besaran dalam bentuk umum.
Laporan identifikasi jenis ketergantungan tegangan keluaran pada resistansi R n dari resistansi ekivalen bagian rangkaian AB
(disediakan dalam versi singkat)
Variabel bebas adalah hambatan ekuivalen dari bagian rangkaian AB, yang diukur menggunakan voltmeter digital yang dihubungkan ke titik A dan B rangkaian. Pengukuran dilakukan pada batas 1000 ohm, yaitu akurasi pengukuran sama dengan harga digit paling signifikan, yang sesuai dengan ±1 ohm.
Variabel terikatnya adalah nilai tegangan keluaran yang diambil pada tahanan beban (titik B dan C). Voltmeter digital dengan debit minimum seperseratus volt digunakan sebagai alat pengukur.
Beras. 16. Skema pengaturan eksperimental untuk mempelajari jenis ketergantungan tegangan keluaran pada nilai resistansi ekivalen rangkaian
Resistansi ekivalen diubah menggunakan tombol Q 1 , Q 2 dan Q 3 . Untuk kenyamanan, status kunci yang diaktifkan akan dilambangkan dengan "1", dan status dimatikan dengan "0". Dalam rantai ini, hanya 8 kombinasi yang mungkin.
Untuk setiap kombinasi, tegangan keluaran diukur 5 kali.
Berikut hasil yang didapat selama penelitian:
| Nomor pengalaman | Status Kunci | resistensi setara ULANG, Ohm | tegangan keluaran, kamu keluar, PADA | |||||
| U 1,PADA | U 2, PADA | U 3, PADA | U 4, PADA | U 5, PADA | ||||
| Q3Q2Q1 | ||||||||
| 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 |
Hasil pengolahan data eksperimen ditunjukkan pada tabel berikut:
| № | Q3Q2Q1 | ULANG, Ohm | u rabu, PADA | lih. lingkungan , PADA | Δ u rabu, PADA | Δ kamu dan, PADA | Δ kamu tentang, PADA | Δ kamu masuk, PADA | Δ kamu, PADA | kamu, PADA |
| 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 |
Kami membangun grafik ketergantungan tegangan keluaran pada nilai resistansi ekivalen kamu = f(ULANG).
Saat membuat grafik, panjang garis sesuai dengan kesalahan pengukuran kamu, individu untuk setiap percobaan (kesalahan maksimum kamu= 0,116 V, yang sesuai dengan kira-kira 2,5 mm pada grafik pada skala yang dipilih). Ketebalan garis sesuai dengan kesalahan pengukuran resistansi setara. Grafik yang dihasilkan ditunjukkan pada Gambar. 17.
Beras. 17. Grafik ketergantungan tegangan keluaran
dari nilai hambatan ekivalen pada penampang AB
Grafik tersebut menyerupai grafik proporsional terbalik. Untuk memverifikasi ini, kami memplot ketergantungan tegangan output pada nilai timbal balik dari resistansi ekivalen kamu = f(1/ULANG), yaitu, dari konduktivitas σ rantai. Untuk memudahkan, data untuk grafik ini akan disajikan dalam bentuk tabel berikut:
Grafik yang dihasilkan (Gbr. 18) menegaskan asumsi di atas: tegangan output pada resistansi beban R n1 berbanding terbalik dengan resistansi ekivalen bagian rangkaian AB: kamu = 0,0017/ULANG.
Kami memilih objek studi lain: RI No. 2 - nilai lain dari resistansi beban R H2, dan lakukan langkah yang sama. Kami mendapatkan hasil yang serupa, tetapi dengan koefisien yang berbeda k.
Kami merumuskan jawaban untuk PZ: tegangan keluaran pada resistansi beban R n berbanding terbalik dengan nilai resistansi ekivalen suatu penampang rangkaian yang terdiri dari tiga konduktor yang dihubungkan paralel, yang dapat termasuk dalam salah satu dari delapan kombinasi.
Beras. 18. Grafik ketergantungan tegangan keluaran pada konduktivitas bagian rangkaian AB
Perhatikan bahwa skema yang dipertimbangkan adalah konverter digital-ke-analog (DAC) - perangkat yang mengubah kode digital (dalam hal ini biner) menjadi sinyal analog (dalam hal ini, tegangan).
Merencanakan kegiatan untuk memecahkan tugas kognitif No. 4
Penentuan eksperimental nilai spesifik dari kuantitas fisik tertentu (solusi masalah kognitif No. 4) dapat dilakukan dalam dua situasi: 1) metode untuk menemukan kuantitas fisik tertentu tidak diketahui dan 2) metode untuk menemukan kuantitas ini memiliki sudah dikembangkan. Dalam situasi pertama, ada kebutuhan untuk mengembangkan metode (sistem tindakan) dan memilih peralatan untuk implementasi praktisnya. Dalam situasi kedua, ada kebutuhan untuk mempelajari metode ini, yaitu, untuk mengetahui peralatan apa yang harus digunakan untuk implementasi praktis metode ini dan apa yang seharusnya menjadi sistem tindakan, eksekusi berurutan yang akan memungkinkan memperoleh nilai tertentu dari jumlah tertentu dalam situasi tertentu. Umum untuk kedua situasi adalah ekspresi kuantitas yang diperlukan dalam hal kuantitas lain, yang nilainya dapat ditemukan dengan pengukuran langsung. Dikatakan bahwa dalam hal ini orang tersebut melakukan pengukuran secara tidak langsung.
Nilai kuantitas yang diperoleh dengan pengukuran tidak langsung tidak akurat. Ini bisa dimengerti: mereka didasarkan pada hasil pengukuran langsung, yang selalu tidak akurat. Dalam hal ini, sistem tindakan untuk menyelesaikan tugas kognitif No. 4 harus mencakup tindakan untuk menghitung kesalahan.
Untuk menemukan kesalahan pengukuran tidak langsung, dua metode telah dikembangkan: metode batas kesalahan dan metode batas. Perhatikan isinya masing-masing.
Metode Terikat Kesalahan
Metode terikat kesalahan didasarkan pada diferensiasi.
Biarkan kuantitas yang diukur secara tidak langsung pada adalah fungsi dari beberapa argumen: y = f(X 1 , X 2 , …, X N).
Kuantitas X 1, X 2, ..., X n diukur dengan metode langsung dengan kesalahan mutlak X 1,Δ X2 , …,Δ X N. Akibatnya, nilai pada juga akan ditemukan dengan beberapa kesalahan y.
Biasanya x1<< Х 1, Δ X 2<< Х 2 , …, Δ X N<< Х n , Δ kamu<< у. Oleh karena itu, kita dapat pergi ke nilai yang sangat kecil, yaitu, ganti X 1,Δ X2 , …,Δ XN,Δ kamu perbedaan mereka dX 1, dX 2, ..., dX N, dy masing-masing. Maka kesalahan relatif
kesalahan relatif suatu fungsi sama dengan diferensial logaritma naturalnya.
Di sisi kanan persamaan, alih-alih perbedaan variabel, kesalahan absolutnya diganti, dan bukannya kuantitas itu sendiri, nilai rata-ratanya. Untuk menentukan batas atas galat, penjumlahan aljabar galat diganti dengan aritmatika.
Mengetahui kesalahan relatif, temukan kesalahan absolut
Δ pada= ε kamu,
dimana bukannya pada substitusikan nilai yang diperoleh sebagai hasil pengukuran
U ism = f (<X 1>, <Х 2 >, ..., <Х n > ).
Semua perhitungan menengah dilakukan sesuai dengan aturan perhitungan perkiraan dengan satu digit cadangan. Hasil akhir dan kesalahan dibulatkan sesuai dengan aturan umum. Jawabannya ditulis sebagai
Y = Y ukuran± Δ Pada; y \u003d ...
Ekspresi untuk kesalahan relatif dan absolut bergantung pada jenis fungsi y. Rumus-rumus utama yang sering dijumpai dalam pekerjaan laboratorium disajikan pada Tabel 5.
Untuk tugas ini, Anda bisa mendapatkan 2 poin pada ujian pada tahun 2020
Tugas 11 dari USE dalam fisika dikhususkan untuk dasar-dasar termodinamika dan teori kinetik molekuler. Tema umum tiket ini adalah penjelasan dari berbagai fenomena.
Tugas 11 dari Unified State Examination dalam fisika selalu dibangun dengan cara yang sama: siswa akan ditawari grafik atau deskripsi ketergantungan apa pun (pelepasan energi panas ketika benda dipanaskan, perubahan tekanan gas tergantung pada suhu atau densitas, setiap proses dalam gas ideal). Setelah itu, lima pernyataan diberikan, secara langsung atau tidak langsung terkait dengan topik tiket dan mewakili deskripsi tekstual hukum termodinamika. Dari jumlah tersebut, siswa harus memilih dua pernyataan yang dia anggap benar, sesuai dengan kondisinya.
Tugas 11 Unified State Examination Fisika biasanya membuat takut siswa, karena berisi banyak data digital, tabel, dan grafik. Faktanya, ini adalah teori, dan siswa tidak perlu menghitung apa pun saat menjawab pertanyaan. Oleh karena itu, sebenarnya, pertanyaan ini biasanya tidak menimbulkan kesulitan khusus. Namun, siswa harus menilai kemampuannya secara memadai dan tidak disarankan untuk "bergadang" pada tugas kesebelas, karena waktu untuk menyelesaikan seluruh tes terbatas pada beberapa menit tertentu.
