Теория:
Характеристика задания
1. Какой тип ответа: расчёт физической величины.
2. Что проверяет задание: сформированность умения правильно вычислять значение величины при анализе явлений с использованием законов и формул.
3. Какие разделы физики определяют содержание задания: тепловые явления.
4. Какой уровень сложности задания: базовый.
5. Как оценивается задание:
- \(1\) балл — ответ записан в той форме, которая указана в инструкции по выполнению задания, и полностью совпадает с эталоном ответа;
- \(0\) баллов — выставляется во всех других случаях.
6. Какова форма ответа: запиши в бланк ответов № \(1\) целое число или конечную десятичную дробь с учётом
указанных в ответе единиц измерения (без пробелов, запятых и других дополнительных символов; каждая цифра в отдельной клеточке).
Пример:
найди значение удельной теплоёмкости вещества, учитывая информацию из диаграммы (рис. \(1\)), где показаны значения количества теплоты в процессах нагревания \(5\) кг вещества на \(50\)\(°C\) и плавления \(500\) г вещества при соответствующей температуре плавления. Физические характеристики диаграммы: \(Q_1\) \(=\) \(10\) кДж.
Рис. \(1\). Диаграмма
Как решить задание из примера?
| Дано | Решение |
\(m_н\) \(=\) \(5\) кг; \(m_п\) \(=\) \(500\) г \(=\) \(500·10^{-3}\) кг; \(\Delta t\) \(=\) \(50\)\(°C\); \(Q_1\) \(=\) \(10\) кДж \(=\) \(=\) \(10·10^{3}\) Дж | 1. Физическая модель задачи: - процесс нагревания вещества массой \(m_н\), на который расходуется количество теплоты \(3Q_1\) \(=\) \(30·10^3\) Дж (рис. \(2\)).  Рис. \(2\). Количество теплоты, необходимое для нагревания вещества Обрати внимание! В задании представлена избыточная информация: 1) изображение столбца в диаграмме (голубой цвет), характеризующего процесс плавления вещества и, соответственно, удельную теплоту плавления вещества; 2) масса вещества \(m_п\), которое плавится при температуре плавления. 2. Физический закон: - количество теплоты, необходимое для нагревания вещества: \(Q=m_нc\Delta t.\) (\(1\)) 3. Математическое решение задачи: - выразим \(c\) из формулы (\(1\)) с учётом значения количества теплоты \(3Q_1\): \(c=\frac{3Q_1}{m_н\Delta t};\) (\(2\)) - проверяем размерность формулы (\(2\)): \([c]=\frac{Дж}{кг·°C};\) - проводим вычисления: \(c=\frac{30·10^3}{5·50}=120\) Дж/(кг · °C) |
| Найти: \(c\) | Правильный ответ: \(120\) Дж/(кг · °C) |
Обрати внимание!
Решение расчётных физических задач оформляется в следующей последовательности.
- Физическая модель задачи, которая описывает явление согласно условию задания (это позволяет во втором пункте соотнести конкретное физическое явление с физическими законами (закономерностями), которые его объясняют).
- Физические законы (запись функциональных зависимостей между физическими величинами, которые представляют собой физические характеристики физического явления).
- Математическое решение задачи (в данном пункте проводятся математические процедуры (решение линейных и нелинейных уравнений, нахождение неизвестного множителя из пропорции и др.) с формулами из второго пункта). В данном пункте также проводится проверка размерности конечной формулы, по которой вычисляется искомая физическая величина, где данная процедура позволяет: а) доказать правильность выведенной формулы по соответствию её единицам измерения искомой физической величины; б) запомнить формулы не в формате «зубрёжки», а применяя каждый раз к решению разных физических задач.
Типичные ошибки
- Неверное определение степени изменения (увеличение или уменьшение) внутренней энергии вещества при следующих процессах, происходящих с веществом (например, твёрдым телом): 1) нагревание твёрдого тела; 2) плавление; 3) нагревание жидкости; 4) кипение; 5) нагревание пара; 6) охлаждение пара; 7) конденсация; 8) охлаждение жидкости; 9) кристаллизация (отвердевание); 10) охлаждение твёрдого тела.Внутренняя энергия вещества увеличивается в процессах \(1\)–\(5\) и уменьшается в процессах \(6\)–\(10\).
- Неверный перевод множителей размерностей при использовании в расчётах физических величин, значения которых указаны на графике, диаграмме.
Источники:
Рис. 1. Диаграмма. © ЯКласс.
Рис. 2. Количество теплоты, необходимое для нагревания вещества. © ЯКласс.