Контрольная работа №1 по дисциплине «Концепции современного естествознания»
жүктеу/скачать 251,5 Kb.
|
1-88 Концепция современного естествознания
| Абсолютный ноль температуры — это минимальный предел температуры, которую может иметь физическое тело. Абсолютный нуль служит началом отсчёта абсолютной температурной шкалы, например, шкалы Кельвина. По шкале Цельсия абсолютному нулю соответствует температура −273,15 °C.
Считается, что абсолютный нуль на практике недостижим. Его существование и положение на температурной шкале следует из экстраполяции наблюдаемых физических явлений, при этом такая экстраполяция показывает, что при абсолютном нуле энергия теплового движения молекул и атомов вещества должна быть равна нулю, то есть хаотическое движение частиц прекращается, и они образуют упорядоченную структуру, занимая чёткое положение в узлах кристаллической решётки. Однако, на самом деле, даже при абсолютном нуле температуры регулярные движения составляющих вещество частиц останутся. Оставшиеся колебания, например нулевые колебания, обусловлены квантовыми свойствами частиц и физического вакуума их окружающего. В настоящее время в физических лабораториях удалось получить температуру, превышающую абсолютный нуль всего на несколько миллионных долей градуса, достичь же его, согласно законам термодинамики, невозможно. 7.Как развивалось представление о строении атомного ядра? Как связываются нуклоны в ядре атома? Как определяется энергия их связи, и от чего зависит? Характеризуйте реакции деления и синтеза ядер. Укажите, как они используются. Идея о сложном строении атома была высказана еще в 1815 г. английским врачом У. Праугом. В химии выработалось учение о химическом элементе. В 1870 г. из сопоставления химических свойств элементов с их атомными весами Д.И. Менделеев представил свою периодическую таблицу. Открытие спектрального анализа в 1859 г. физиком Г. Киффордом и химиком Р. Бунзеным и периодического закона химических элементов наводили сомнения о неделимости атомов. Стало ясно, что сам атом – это сложная структура с внутренними движениями составных частей, ответственных за характерные спектры. Дж. Томсон вслед за открытием электрона развил идею Кельвина. Атом – капля пудинга положительно заряженной материи, внутри которой распределены электроны, которые находятся в состоянии колебательного процесса. Из-за этих колебаний атомы и излучают электромагнитную энергию, что позволило объяснить дисперсию света, но и породило много вопросов. Исследуя на устойчивость разные конфигурации электронов, он хотел объяснить периодическую систему элементов. Эксперимент одного из его учеников Э. Резерфорда привел к ядерной модели строения атома. Атомное ядро́ — центральная часть атома, в которой сосредоточена основная его масса и структура которого определяет химический элемент, к которому относится атом. Размеры ядер различных атомов составляют от одного фемтометра, что в 100 тысяч раз меньше размеров самого атома. Масса ядер примерно в 4000 раз больше массы входящих в атом электронов и сильно зависит от количества входящих в него частиц и энергии их связи. Атомное ядро состоит из нуклонов — положительно заряженных протонов и нейтральных нейтронов, которые связаны между собой при помощи сильного взаимодействия. Такое взаимодействие можно описать с помощью поля ядерных сил: 1)Ядерные силы являются короткодействующими. Их радиус Действия имеет порядок 10-15м. На меньших расстояниях притяжение сменяется отталкиванием. 2)Сильное взаимодействие не зависит от заряда нуклонов. Ядерные силы между нуклонами имеют одинаковую величину. Это свойство называется зарядовая независимость. 3) Ядерные силы обладают свойством насыщения означающий, что каждый нуклон в ядре взаимодействует с ограниченным числом нуклонов. По современным представлениям сильное взаимодействие обусловлено тем, что нуклоны виртуально (скрыто) обмениваются частицами (мезонами). Энергия их связи определяется по формуле Эйнштейна E = mc2 Энергия связи зависит от массового числа элементов, чем больше энергии на один нуклон, тем больше устойчивость ядра. Самые устойчивые ядра с массовым числом около 60. Элементы с более низкими массовыми числами могут повышать свою устойчивость в результате увеличения их массового числа. Элементы с большими массовыми числами становятся более устойчивыми в результате уменьшения их массового числа, что и происходит в процессе расщепления ядер. Ядерное деление – это процесс расщепления ядра тяжелого элемента на осколки или фрагменты. Ядерный синтез – это слияние ядер более тяжелых элементов. Ядерное деление сопровождается испусканием нейтронов. Каждое деление сопровождается потерей массы, обусловленных дефектом массы, например энергия, выделяемая вследствие этой потери массы составляет приблизительно 200 МэВ на одно делящееся ядро урана. Однако если количество делящегося вещества превышает некоторую критическую массу, Нейтроны захватываются прежде чем покинуть делящийся материал. Реакция ядерного синтеза тоже в свою очередь сопровождается выделением энергии и испусканием нейтронов 21H(дейтерий) + 31Н(тритий) → 42Не + 10n + энергия Данные реакции используются для создания мощного оружия: атомных бомб, водородных бомб и тд. В мирных целях эти реакции используют для получения электроэнергии на Атомных Электра Станциях и тд. жүктеу/скачать 251,5 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|