Текст для завдання №3
Варіант 1.
Для розрахунку залежності опору кремнію від температури відомі наступні вихідні дані:
Температура Т,к
|
Концентрація домішки
|
|
|||
Eg| еВ
|
ni| см-3 |
см2/Вс |
п, см-3 |
rho, Ом(см
|
|
300 |
1,12 |
6,2Е+09
|
1,3Е+03
|
1,0Е+13
|
|
320 |
1,12 |
2,9Е+10
|
1,1Е+03
|
1,0Е+13
|
|
340 |
1,11 |
1,2Е+11
|
9,8Е+02
|
1,0Е+13
|
|
360 |
1,11 |
4,0Е+11
|
8,6Е+02
|
1,0Е+13
|
|
380 |
1,10 |
1,2Е+12
|
7,5Е+02
|
1,0Е+13
|
|
400 |
1,10 |
3,Зе+12
|
6,6Е+02
|
1,1Е+13
|
|
420 |
1,09 |
8.2Е+12
|
5,9Е+02
|
1,5Е+13
|
|
440 |
1,08 |
1.9Е+13
|
5,Зе+02
|
2,4Е+13
|
|
460 |
1,08 |
4,1Е+13
|
4.7Е+02
|
4,6Е+13
|
|
480 |
1,07 |
8,2E+13
|
4,3Е+02
|
8,7Е+13
|
|
500 |
1,07 |
1.6Е+14
|
3,9Е+02
|
1,6Е+14
|
|
,
Розрахувати
де Q
=
1,610-19.
Додати в таблицю рядок «Середнє
значення»
і провести відповідні розрахунки.
Побудувати|спорудити| графік залежності опору кремнію від температури.
Варіант 2
Скласти таблицю для розрахунку впливу змісту|вмісту| вуглецю на механічні властивості сталей|.
№ зразку| стали
|
Розміри образца до испытания
|
Розміри образца після испытания
|
Відносне звуження %
|
Відносне подовження
|
С,%
|
||
L0,мм |
F0,мм2 |
L1,мм |
F1,мм2 |
||||
1 |
25 |
20 |
36 |
8 |
|
|
0,1 |
2 |
27 |
22 |
35 |
10 |
|
|
0,2 |
3 |
28 |
24 |
34 |
12 |
|
|
0,3 |
4 |
30 |
26 |
33 |
14 |
|
|
0,4 |
,%
Дано: розміри зразку до
випробування: L0
- довжина, h0
- площа поперечного перетину; L1,
F1 -
розміри зразка після випробування.
Відносне звуження
,
відносне подовження
.
С,% - відсоток вуглецю, заданий.
Побудувати|спорудити| графіки впливу змісту|вмісту| вуглецю на механічні властивості сталей|.
Варіант 3
Розрахувати
(балістичну постійну гальванометра)
для 5 дослідів по формулі
,
де С0
- ємкість еталонного конденсатора, пФ;
Uo| - напруга|напруження| на обкладаннях еталонного конденсатора, В;
п0 - початкове значення «зайчика».
Розрахувати значення зарядів
на обкладаннях конденсатора ql
і q2,
Кл, для кожного досвіду по формулі
де п -відхилення
«зайчика».
Розрахунки оформити у вигляді таблиці:
№ досвіду
|
Uo,B
|
С0, пФ
|
по
|
U, B
|
Кл/дел.
|
nl
|
ql
|
п2
|
q2
|
1 |
60 |
7500 |
45 |
20 |
|
22 |
|
24 |
|
2 |
60 |
7500 |
46 |
40 |
|
45 |
|
45 |
|
3 |
60 |
7500 |
44 |
60 |
|
63 |
|
54 |
|
4 |
60 |
7500 |
43 |
80 |
|
84 |
|
76 |
|
5 |
60 |
7500 |
47 |
100 |
|
106 |
|
92 |
|
Додати|добавляти| в таблицю рядок «Максимальне значення заряду конденсатора» і розрахувати| відповідні значення.
Побудувати|спорудити| графік залежності заряду на обкладаннях конденсатора від напруги|напруження|.
Варіант 4
Дано:
Завод
|
Кількість викидів, т
|
ПДН викидів, т
|
||||
газоподібних
|
рідких
|
твердих
|
газоподібних
|
рідких
|
твердих
|
|
НКМЗ
|
654836 |
254135 |
547812 |
10000 |
20000 |
20000 |
КЗТС
|
36547 |
54782 |
25471 |
10000 |
20000 |
20000 |
СКМЗ
|
21479 |
62145 |
251448 |
10000 |
20000 |
20000 |
ЦШК
|
962147 |
997125 |
951254 |
10000 |
20000 |
20000 |
ЕМСС
|
458721 |
36547 |
365478 |
10000 |
20000 |
20000 |
Розрахувати кількість викидів, ПДН (гранично допустимі| норми), що перевищують, для кожного із заводів і загалом. Додати|добавляти| рядок «Максимальна кількість викидів» і обчислити|обчисляти| відповідні значення.
Побудувати|спорудити| гістограму кількості викидів заводів.
Варіант 5
Відомі дані про викиди автомобільних газів в різних країнах.
Країна
|
Кількість машин, млн. шт.
|
Кількість машин, соответствующих санитарным нормам %
|
Допустима кількість викидів одной машини за рік, т
|
Середнє значение выбросов з однієї машини за рік, т
|
Росія
|
86 |
54 |
59 |
63 |
Україна
|
54 |
46 |
61 |
71 |
Німеччина
|
71 |
87 |
43 |
58 |
Голландія
|
45 |
89 |
35 |
45 |
США
|
127 |
74 |
48 |
60 |
Розрахувати допустиму кількість викидів на території країни (Кількість машин, відповідних санітарним нормам * Допустима кількість викидів| однієї машини за рік); реальна кількість викидів в країні (Кількість машин, відповідних санітарним нормам * Допустима кількість викидів однієї машини за рік + Кількість машин, не відповідних санітарним нормам| * Середня кількість викидів однієї машини за рік).
Визначити найзабрудненішу територію (найбільша різниця між реальною і допустимою кількістю викидів).
Побудувати|спорудити| гістограму кількості викидів для заданих країн.
Примітка|тлумачення|. *- знак множення.
Варіант 6
Скласти електронну таблицю розрахунку рівня радіації при ядерному вибуху|.
Дано:
Потужність вибуху, Кт
|
400 |
Відстань до району зосередження, км.
|
70 |
,...0 |
5 |
Розрахувати рівень радіації Р(О) по формулі
Розрахунок оформити у вигляді таблиці при швидкості середнього вітру, рівній 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50 км/ч.
Побудувати|спорудити| графік залежності рівня радіації від швидкості середнього вітру.
Варіант 7
Скласти електронну таблицю параметрів роботи гідравлічного водопроводу|.
Ділянка
|
l, м
|
N
|
P
|
qc, л/с
|
d, мм
|
V, м/с
|
і
|
1+kl |
|
1-2 |
1,4 |
1 |
0,0078 |
0,20 |
15 |
|
|
1,3 |
|
2-3 |
1,2 |
2 |
0,0078 |
0,20 |
15 |
|
|
1,3 |
|
3-4 |
2,8 |
3 |
0,0078 |
0,23 |
20 |
|
|
1,3 |
|
4-5 |
2,8 |
6 |
0,0078 |
0,27 |
20 |
|
|
1,3 |
|
Сумарні втрати натиску =
|
|
||||||||
Н,
м
Позначення:
1, м - довжина труби; N - число водорозбірних
приладів; Р - вірогідність сумісної
дії приладів; qc, л/с - розрахункова
витрата; d, мм - внутрішній діаметр
труби; V, м/с = 1000
швидкість в трубі; i =
-
гідравлічний ухил для сталевих труб;
l+kl
- облік
місцевих втрат;
Н,
м = il(l + kl:)
-
втрати натиску.
Побудувати|спорудити| гістограму для розрахункових значень.
Варіант 8
При вільному падінні тіла з інтервалом t=l/60 із замірявся пройдений тілом шлях х.
t, с
|
х, см
|
0 |
0 |
0,0167 |
1,55 |
0,0333 |
3,25 |
0,0500 |
5,30 |
0,0667 |
7,55 |
0,0833 |
10,20 |
0,1000 |
13,05 |
0,1167 |
16,15 |
0,1333 |
19,50 |
0,1500 |
23,15 |
0,1667 |
27,05 |
0,1833 |
31,30 |
0,2000 |
35,75 |
0,2167 |
40,55 |
0,2333 |
45,55 |
0,2500 |
50,80 |
Розрахувати
швидкість падіння у момент часу
t, см/с, по формулі
і прискорення, см/с2,
по формулі
.
Побудувати|спорудити| графіки залежності швидкості і прискорення від часу.
Варіант 9
Було проведено 3 досвіди|досліди| для визначення опору провідника довжиною L=42,5| см і перетином S=7,065| см2|. В результаті отримана|одержувати| наступна|слідуюча| таблиця:
№ досвіду
|
Напруга|напруження| U, B
|
Сила струму|току| І,А
|
1 |
1,6 |
0,5 |
2 |
1,2 |
0,4 |
3 |
2,2 |
0,7 |
Розрахувати
опір провідника по формулі R =
,
питомий опір -
по формулі
.
Визначити середнє значення опору і
середнє значення
питомого опору. Оформити результати
розрахунків у вигляді таблиці. Побудувати
графіки залежностей опору від напруги
і сили струму.
Варіант 10
Для рівняння Ван-дер-ваальса відомі: а=3,59 л2атм./моль2; b=0,0427 л/моль. За наступними даними:
Т, До
|
v, л/моль
|
264 |
0,10 |
264 |
0,15 |
264 |
0,20 |
264 |
0,25 |
264 |
0,30 |
264 |
0,35 |
264 |
0,40 |
304 |
0,10 |
304 |
0,15 |
304 |
0,20 |
304 |
0,25 |
304 |
0,30 |
304 |
0,35 |
304 |
0,40 |
344 |
0,10 |
344 |
0,15 |
344 |
0,20 |
344 |
0,25 |
344 |
0,30 |
344 |
0,35 |
344 |
0,40 |
розрахувати
тиск, атм.:
.
Побудувати|спорудити| точкові|крапкові| графіки (крапки|точки|, сполучені|з'єднані| згладжуючими лініями) залежностей P(v) для трьох різних значень Т.
Варіант 11
При дослідженні впливу різних чинників|факторів| на сили різання були отримані| наступні|слідуючі| емпіричні залежності складових сили різання від елементів| режиму різання:
,
,
.
Розрахувати значення складових сили різання наступних|слідуючих| заданих значеннях| елементів режиму різання:
v, м/хв.
|
s, мм/об.
|
t, мм
|
18,8 |
0,07 |
0,5 |
37,6 |
0,26 |
0,5 |
37,6 |
0,07 |
1,5 |
37,6 |
0,07 |
0,5 |
18,8 |
0,26 |
1,5 |
18,8 |
0,26 |
0,5 |
18,8 |
0,07 |
1,5 |
37,6 |
0,26 |
1,5 |
Побудувати|спорудити| гістограму значень складових сили різання.
Варіант 12
Скласти електронну таблицю визначення впливу змісту|вмісту| вуглецю на механічні властивості сталей|, що відпалюють|випалюють|.
№ зразок
|
С, %
|
d0, мм |
рт,Н |
рв,Н |
Fo, мм
|
Межа текучості, Мпа
|
Межа міцності, Мпа
|
1 |
0,1 |
5 |
8400 |
14200 |
|
|
|
2 |
0,2 |
5 |
9000 |
14800 |
|
|
|
3 |
0,3 |
5 |
9600 |
15400 |
|
|
|
4 |
0,4 |
5 |
10200 |
16000 |
|
|
|
5 |
0,5 |
5 |
10800 |
16600 |
|
|
|
6 |
0,6 |
5 |
11400 |
17200 |
|
|
|
Тут С,% - процентний зміст
вуглецю; d0,
мм - діаметр зразка до випробування; рт,
Н - навантаження, відповідне майданчику
текучості; рв,
Н - найбільше навантаження, передуюче
руйнуванню зразка;
- первинна площа поперечного перетину
зразка, мм2;
межа текучості, Мпа (рт/Fo); межа міцності,
Мпа (рв/Fo).
Побудувати|спорудити| графіки залежності показників механічних властивостей від змісту| в сталі вуглецю.
Варіант 13
Скласти електронну таблицю визначення ємкості|місткості| невідомих конденсаторів| і ємкості|місткості| при їх послідовному і паралельному з'єднаннях|сполученнях|.
№
|
, пКл/дел
|
п1 |
С1, пФ |
п2 |
С2, пФ |
ппр |
Спр, пФ |
ппс |
Спс, пФ |
1 |
10 |
65 |
|
55 |
|
125 |
|
30 |
|
2 |
9,78 |
63 |
|
59 |
|
126 |
|
29 |
|
3 |
10,23 |
66 |
|
62 |
|
128 |
|
32 |
|
4 |
10,47 |
64 |
|
60 |
|
120 |
|
34 |
|
5 |
9,57 |
62 |
|
57 |
|
127 |
|
33 |
|
Тут - балістична постійна гальванометра; п1, п2 - максимальне відхилення «зайчика»; ппр, ппс - максимальне відхилення «зайчика» при паралельному і послідовному з'єднаннях; С1, С2, Спр, Спс - відповідні ємкості конденсаторів; Uo=60B - початкова напруга.
;
;
Спр = С1+С2;
Спс=
Побудувати|спорудити| гістограми ємкості|місткості| конденсаторів.
Варіант 14
Траєкторія снаряда, що вилітає
із знаряддя під кутом
з початковою швидкістю V0,
описується рівняннями:
,
.
Розрахунок траєкторії оформити у вигляді таблиці:
х |
у(х) |
0 |
|
2 |
|
4 |
|
6 |
|
Тут
у(x)=
,
g = 9,8 м/c2.
Початкові
дані: 1)
;
км/хв.; 2)
;
км/хв.
Звернете увагу на відповідність одиниць вимірювання|виміру| (краще все перевести|перекладати| в кілометри| в хвилинах|мінутах|).
Побудувати|спорудити| траєкторії польоту снаряда (точкові|крапкові| діаграми, сполучені|з'єднані| згладжуючими лініями).
Варіант 15
Під час
проведення дослідів - дослідження
залежності температури різання від
елементів
режиму різання методом природної
термопари - при точінні заготівки із
сталі 45 діаметром 50 мм різцем, оснащеним
твердим сплавом Т5К10, була отримана
узагальнена залежність для температури
різання:
.
Розрахувати значення температури різання для наступних|слідуючих| заданих елементів режиму різання:
v, м/хв
|
S, мм/об
|
t, мм
|
31,4 |
0,26 |
1,0 |
62,8 |
0,26 |
1,0 |
94,2 |
0,26 |
1,0 |
62,8 |
0,13 |
1,0 |
Побудувати|спорудити| три графіки залежності температури від швидкості v, подачі s, глибини| різання t.
Варіант 16
Розрахувати відстань до зірки, пк|, знаючи її абсолютну і видиму зоряну величину, по формулі
Оформити розрахунки у вигляді таблиці:
Видима зіркова величина
|
Абсолютна зіркова величина
|
-5 |
-3 |
-1 |
1 |
3 |
5 |
-5 |
|
|
|
|
|
|
|
-3 |
|
|
|
|
|
|
|
-1 |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
Побудувати|спорудити| лінійні графіки залежності відстані до зірки від видимої зоряної величини.
Варіант 17
Скласти електронну таблицю розрахунку кількості теплоти, необхідного для нагрівання газу при постійному тиску|тисненні|, і роботи розширення газу.
№ досвіду|досліду|
|
Маса газу т, кг
|
Температура газу, К
|
|
початкова Т1
|
кінцева|скінченна| Т2
|
||
1 |
140 |
300 |
330 |
2 |
150 |
310 |
340 |
3 |
155 |
320 |
350 |
4 |
160 |
330 |
355 |
5 |
170 |
340 |
360 |
Молярна маса газу М|м-коду| = 3210-3 кг/міль.
Молярна
теплоємність газу при постійному тиску
Ср = 29 Дж/(мольК).
Кількість
теплоти, Дж, необхідне для нагрівання
газу при постійному тиску,
обчислюється за формулою
.
Робота
розширення газу, Дж, обчислюється за
формулою
.
Побудувати|спорудити| кругові діаграми кількості теплоти і роботи за наслідками|за результатами| дослідів.
Варіант 18
Розрахувати
теплопровідність кремнію по формулі
для
наступних
значень Т:
Т,К
|
К, Вт/(смК)
|
200 |
|
250 |
|
300 |
|
350 |
|
400 |
|
450 |
|
500 |
|
550 |
|
600 |
|
при наступних|слідуючих| заданих значеннях: К = 350, То = 68. Ці значення записати в окремі чарунки (тобто при розрахунках необхідно використовувати абсолютні адреси чарунок|чарунок|). Додати|добавляти| в таблицю рядок «Середнє значення» і провести|виробляти| відповідні розрахунки.
Побудувати|спорудити| графік залежності теплопровідності кремнію від температури.
Варіант 19
Скласти електронну таблицю для визначення тиску|тиснення| і молярної маси суміші газів.
№ досвіду
|
Об'єм судини V,м3
|
Маса газу, кг
|
Температура газу Т, К
|
|
гелію т1 |
водню т2 |
|||
1 |
2 |
4 |
2 |
300 |
2 |
2,5 |
3,5 |
2,5 |
350 |
3 |
3 |
3 |
3 |
250 |
4 |
3,5 |
4,5 |
1,5 |
400 |
5 |
4 |
5 |
1 |
450 |
6 |
4,5 |
6 |
2 |
550 |
Молярна маса гелію М1 = 410 -3 кг/моль, водню - М2 = 210-3 кг/моль. Молярна газова постійна R = 8,31 Дж/(мольК).
Тиск
суміші газів, Па, розраховується по
формулі
.
Молярна
маса суміші газів, кг/моль,
розраховується по формулі
.
Скласти гістограми зміни тиску|тиснення| і молярної суміші газів за результатами| дослідів.
Варіант 20
Скласти електронну таблицю розрахунку середніх кінетичних енергій поступального| і обертального рухів молекул водню.
№ досвіду
|
Маса водню т, кг |
Температура водню Т, К
|
1 |
1 |
400 |
2 |
1,5 |
410 |
3 |
2 |
425 |
4 |
2,5 |
430 |
5 |
3 |
440 |
6 |
3.5 |
450 |
Молярна маса водню М|м-коду| = 2×10-3 кг/міль.
Молярна газова постійна R = 8,31 Дж/(моль×К).
Середня
кінетична енергія поступальної і
обертальної ходи молекул, Дж, розраховується
по формулах:
.
Побудувати|спорудити| графіки змін кінетичних енергій поступального і обертального руху молекул за наслідками|за результатами| дослідів.
Варіант 21
Скласти електронну таблицю розрахунку об'ємної щільності енергії поля конденсатора і сили тяжіння пластин. Зазор між пластинами заповнений слюдой|.
Площа пластин S,м2
|
0,01 |
0,015 |
0,02 |
0,025 |
0,03 |
0,035 |
Заряд конденсатора Q = 10 -6
Кл. Діелектрична
проникність слюди
= 6.
Електрична
постійна
= 8,85×10-12
Ф/м.
Об'ємна
щільність енергії поля конденсатора,
Дж/м, обчислюється за формулою
.
Сила
тяжіння пластин, Н, обчислюється за
формулою
.
Побудувати
графіки залежностей об'ємної щільності
енергії і сили тяжіння пластин
конденсатора від площі пластин.
Варіант 22
Скласти електронну таблицю визначення коефіцієнта дифузії і внутрішнього| тертя азоту.
№ досвіду
|
Температура азоту Т, К
|
Тиск азоту р, Па
|
1 |
200 |
99800 |
2 |
245 |
99900 |
3 |
280 |
99995 |
4 |
300 |
100000 |
5 |
325 |
100010 |
Молярна маса азоту М = 28×10-3 кг/моль.
Щільність
азоту за нормальних умов
= 1,25 кг/м3.
Тиск азоту за нормальних умов р0 = 1,01×105 Па.
Температура азоту за нормальних умов Т0 = 273 К.
Ефективний діаметр молекули азоту d = 3,1×10 -10 м.
Постійна Больцмана До = 1,38×10 -23 Дж/К.
Коефіцієнт
дифузії, м2/с,
обчислюється за формулою
.
Коефіцієнт
внутрішнього тертя, кг/(м×с),
обчислюється за формулою
.
Побудувати|спорудити| гістограми зміни коефіцієнтів дифузії і внутрішнього тертя азоту за наслідками|за результатами| дослідів.
Варіант 23
Скласти електронну таблицю розрахунку амплітуди гармонійних коливань матеріальної крапки масою т=10г.
Період коливання Т,с
|
1 |
1,5 |
2 |
2,5 |
3 |
3,5 |
4 |
4,5 |
5 |
Повна|цілковита| енергія точки Е = 0,02 Дж.
Амплітуда
коливань, м, обчислюється за формулою,
де
циклічна частота,
с-1.
Побудувати|спорудити| графік залежності амплітуди від періоду коливання.
Варіант 24
Скласти електронну таблицю визначення об'єму|обсягу| балона, кислород|, що містить|утримує|, і аргон.
№ досвіду|досліду|
|
Маса, грам
|
Температура Т,К
|
|
кисню т1 |
аргону т2 |
||
1 |
75 |
300 |
285 |
2 |
80 |
310 |
290 |
3 |
85 |
320 |
300 |
4 |
90 |
295 |
305 |
5 |
95 |
290 |
310 |
6 |
100 |
280 |
320 |
Молярна маса кисню М1 = 32×10-3 кг/моль, аргону - М2 = 40×10-3 кг/моль.
Молярна газова постійна R = 8,31 Дж/(моль×К).
Об'єм
балона, м3,
розраховується по формулі
.
Розрахувати середні значення m1, m2, T, V.
Побудувати|спорудити| графік зміни об'єму|обсягу| балона за наслідками|за результатами| дослідів.
Варіант 25
Скласти електронну таблицю визначення індуктивності і енергії магнітного| поля соленоїда.
№ досвіду
|
Кількість витків соленоїда N N
|
Сила струму І,А
|
Магнітний потік Ф, Вб
|
1 |
1100 |
4 |
0,000006 |
2 |
1115 |
3 |
0,000007 |
3 |
1120 |
2 |
0,000008 |
4 |
1125 |
3 |
0,0000065 |
5 |
ІЗО
|
5 |
0,000007 |
6 |
11Е5
|
4 |
0,0000075 |
7 |
1140 |
3 |
0,000008 |
Індуктивність
соленоїда, Гн, розраховується по формулі
.
Енергія
магнітного поля соленоїда, Дж,
розраховується по формулі
.
Побудувати|спорудити| графіки зміни індуктивності і енергії магнітного поля за результатами| дослідів.