Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Физика тепловых явлений в газах и конденсированных средах. Сборник тестов. Учебное пособие
.pdf
Длина свободного пробега молекул
j
x
1
Здесь
d
– эффективный диаметр молекулы; n – концентрация моле-
2ldn
. (40)
2
кул газа.
Теплопроводность
Теплопроводность – процесс выравнивания средних кинетических
энергий молекул (средних температур).
Закон Фурье
jT
E
.
(41)
Здесь
– плотность теплового потока, равная по модулю количеству
E
теплоты, переносимому в единицу времени через единичную площад-
ку, перпендикулярную направлению переноса;
градиент;
– коэффициент теплопроводности.
ijk
yz
–
Коэффициент теплопроводности для газа
Здесь
ность;
c
– удельная теплоемкость при постоянном объеме; – плот-
V
v – средняя скорость;
ср
1
с vl
V
3
l
– длина свободного пробега.
ср
.
(42)
Диффузия
Диффузия – самопроизвольное проникновение и перемешивание
частиц.
Закон Фика
jD
m
21
.
(43)
Здесь
j
D
D
– плотность потока массы, равная по модулю массе вещества,
m
диффундируемой в единицу времени через единичную площадку, пер-
пендикулярную направлению переноса;
– градиент плотности;
– коэффициент диффузии (44).
Коэффициент диффузии
Здесь
v – средняя скорость;
ср
1
3
l
– длина свободного пробега.
.
vl
ср
(44)
Внутреннее трение
Закон Ньютона
F
тр
Sdy
Здесь
– напряжение внутреннего трения, равное отношению силы
трения к единичной площади, перпендикулярной
тока, направленная перпендикулярно
dv
.
у; v – скорость по-
у;
– коэффициент внутреннего
(45)
трения (вязкость). Внутреннее трение – процесс переноса импульса в
движущейся среде.
Коэффициент вязкости
1
3
.
vl
ср
(46)
Здесь
пробега.
– плотность;
v – средняя скорость;
ср
l
– длина свободного
22
4. ТИПЫ ТЕСТОВЫХ ЗАДАНИЙ
В этом разделе охарактеризованы типы используемых в учебном
пособии тестовых заданий. Приведены примеры используемой в педагогической практике терминологии: определения различных видов тестов открытого и закрытого типа. Определения проиллюстрированы
простыми примерами из курса физики по теме пособия.
В педагогической практике широко используются следующие типы
тестовых заданий (рис. 1).
Тестовые задания
Открытого типа
Свободного
изложения
Дополнения
Альтернативных
ответов
Восстановления
соответствия
Закрытого типа
Множественного
Восстановления
последовательности
выбора
Рис. 1. Типы тестовых заданий
ОТКРЫТАЯ ФОРМА ЗАДАНИЙ
Задания открытой формы сформулированы так, что готового ответа
нет; испытуемые должны вписать ответы самостоятельно в отведенном
для этого месте.
Компоненты открытой формы задания (рис. 2):
формулировка задания;
содержание задания;
место для ответа.
23
трехатомного
300 К.
Рис. 2. Компоненты открытой формы задания свободного изложения
К заданиям открытого типа относятся задания дополнения и за-
дания свободного изложения
задании свободного изложения испытуемому предлагается са-
В
.
мому записать одно или несколько слов (цифр, букв, словосочетаний
или предложений). Рассмотрим примеры.
ЗАДАНИЕ № 1
Число степеней свободы у молекулы метана равно ____6___ (связи
в метане считать жесткими).
Анализ тестового задания и выбор ответа
1. Задание на тему: степени свободы молекул.
Проверяется умение определять число степеней свободы слож-
2.
ных молекул.
Это разновидность открытого задания: задание свободного из-
3.
ложения.
Выбор ответа. Молекула метана
4.
CH
содержит 5 атомов, следо-
4
вательно, у нее 3 поступательные и 3 вращательные степени свободы. Так
как химические связи жесткие, колебательных степеней свободы нет.
Ответ:
6.
24
ЗАДАНИЕ № 2
Работа двух молей газа при изотермическом сжатии в 3 раза при
температуре
300 КT
равна __
5478
____ Дж (ответ дать с точно-
стью до целых).
Анализ тестового задания и выбор ответа
1. Задание на тему: работа газа.
Проверяется умение определять работу газа при изопроцессах.
2.
Это разновидность открытого задания: задание свободного из-
3.
ложения.
V
2
Выбор ответа. Работа газа равна
4.
уравнением Менделеева–Клапейрона,
V
2
vRTd V
V
1
Ответ:
ln ,
отсюда
–5478 Дж.
AvRT
V
2
ln 2 8,31 300 ln Дж 5477, 68 Д3 ж
V
1
A pdV
V
получим
.
1
Воспользовавшись
V
2
vRT
AdV
V
V
1
1
В задании дополнения (рис. 3) необходимо правильно дополнить
приводимое неполное утверждение.
Формулировка задания
Содержание задания
.
Запишите правильный ответ
Процесс, при котором энтропия системы не изменяется, называется
______________.
Ответ
Рис. 3. Компоненты открытой формы задания, задание дополнения
25
Рассмотрим примеры открытой формы заданий в виде дополнения.
ЗАДАНИЕ № 3
Диффузия ___ – процесс взаимного проникновения молекул или
атомов одного вещества между молекулами или атомами другого, приводящий к самопроизвольному выравниванию их концентраций по
всему занимаемому объему.
Анализ тестового задания и выбор ответа
1. Задание на тему: явления переноса.
Проверяется умение определять явление диффузии и различать
2.
его среди других явлений переноса.
Это разновидность открытого задания: задание дополнения.
3.
Выбор ответа. В задании дано определение явления диффузии.
4.
5. Ответ:
Диффузия.
ЗАДАНИЕ № 4
При изохорическом нагреве одного моля идеального газа энтропия
системы ____возрастает ___ (возрастает, убывает).
Анализ тестового задания и выбор ответа
1. Задание на тему: термодинамическая энтропия.
Проверяется умение определять возрастание и убывание энтро-
2.
пии системы.
Это разновидность открытого задания: задание дополнения.
3.
Выбор ответа. Изменение термодинамической энтропии иде-
4.
pT
ального газа
5. Ответ:
.
SC C
12
возрастает.
22
ln ln 0
VV
pT
11
ЗАКРЫТАЯ ФОРМА ЗАДАНИЙ
Тестовые задания закрытого типа предусматривают различные варианты ответа на поставленный вопрос: из ряда предлагаемых выбирается один или несколько правильных ответов, выбираются правильные
(или неправильные) элементы списка и т. д. К заданиям закрытого ти-
26
па относятся задания нескольких видов: альтернативных ответов,
множественного выбора, восстановления соответствия и восстановления последовательности.
Компоненты закрытой формы задания (рис. 4):
формулировка задания;
содержание задания;
группа ответов, среди которых непременно есть один или не-
сколько верных;
место для ответа.
Формулировка задания
Выберите правильный ответ
Средняя энергия молекул
комнатной), равна:
а)
3kT
;
г)
1
kT
б)
;
д)
2
3
kT
в)
;
2
CO
воздуха при температуре Т (порядка
2
5
kT
;
2
7
kT
.
2
Содержание задания
Группа ответов
Поле ответа
Ответ:
Рис. 4. Компоненты закрытой формы задания на выбор альтерна–
тивного ответа
Рассмотрим примеры заданий закрытой формы.
ЗАДАНИЕ № 1
При изохорическом охлаждении газа его давление уменьшается,
поскольку уменьшается…
a) концентрация молекул;
27
б) средняя кинетическая энергия молекул;
в) масса газа;
г) объем газа.
Ответ: б).
Анализ тестового задания и выбор ответа
1. Задание на тему: изопроцессы.
Проверяется знание понятия «изопроцесс» и умение определять
2.
изменение термодинамических параметров при нем.
Это разновидность закрытого задания: задание на выбор аль-
3.
тернативного ответа.
4.
Выбор ответа. При любом изопроцессе постоянно количество
вещества, а при изохорическом процессе постоянен объем. Поэтому из
перечисленных вариантов измениться может только средняя кинетическая энергия молекул.
5. Ответ:
б).
ЗАДАНИЕ № 2
V
На рисунке приставлен график тер-
модинамического процесса для одного
1
моля идеального газа. В какой точке
максимальное давление?
2
a) 1;
б) 2;
4
3
в) 3;
г) 4.
Ответ: в).
0
Анализ тестового задания и выбор ответа
1. Задание на тему: уравнение состояния идеального газа.
Проверяется знание уравнения Менделеева–Клапейрона.
2.
3.
Это разновидность закрытого задания: задание на выбор аль-
тернативного ответа.
Выбор ответа. Согласно уравнению Менделеева–Клапейрона
4.
pV
vRT
. Чем больше
T
, тем больше давление. Проведем через каж-
V
28
дую точку и начало координат пря-
;VkT
мую
эта прямая называется
изобарой, в каждой ее точке одинаковое давление. Коэффициент наклона
прямой, проходящей через
i-ю точку,
можно определить следующим обра-
V
i
k
зом:
. Чем меньше k, тем
i
T
i
больше давление. Следовательно,
давление максимально в точке 3.
5. Ответ: в).
В задании закрытого типа с множественным выбором предусматривается выбор нескольких правильных ответов (рис. 5).
Формулировка задания
Выберите правильные
Работа совершается:
а) при изобарическом нагревании;
б) изохорическом нагревании;
в) изохорическом охлаждении;
г) изотермическом расширении.
Содержание задания
Группа ответов
Поле ответа
Ответы:
Рис. 5. Компоненты закрытой формы задания с множественным
выбором
Рассмотрим примеры заданий закрытой формы.
ЗАДАНИЕ № 3
Внутренняя энергия идеального газа напрямую зависит…
а) от давления газа;
29
б) объема газа;
P
V
2
V
0
V
в) температуры;
г) количества вещества;
д) числа степеней свободы.
Ответы: в), г), д).
Анализ тестового задания и выбор ответа
1. Задание на тему: энергия идеального газа.
Проверяется знание формулы для внутренней энергии идеально-
2.
го газа.
3.
Это разновидность закрытого задания: задание множествен-
ным выбором.
Выбор ответа. Согласно уравнению (21) внутренняя энергия
4.
идеального газа равна
i
URT
Следовательно, внутренняя энергия
.
2
от давления и объема газа напрямую не зависит.
5. Ответ:
в), г), д).
ЗАДАНИЕ № 4
На рисунке показан циклический процесс, происходящий с
одним молем идеального одноатомного газа. В каких точках
2p
0
1
2
внутренняя энергия газа одинаковая?
p
0
3
а) 1;
б) 2;
в) 3;
0
г) 4.
Ответы: а), в).
Анализ тестового задания и выбор ответа
1. Задание на тему: энергия идеального газа.
Проверяется знание формулы для внутренней энергии идеально-
2.
го газа и знание уравнения Менделеева–Клапейрона.
3.
Это разновидность закрытого задания: задание с множествен-
ным выбором.
30
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]