3.2. Использование современных методик
По программе на практические занятия отведено всего 17 часов, но этого будет вполне достаточно, если использовать такие технические средства обучения как интерактивную доску, на которую выводятся не только условия задач, но и схемы технологических процессов по изучаемому предмету, справочные материалы, которые призваны сократить временные затраты на иллюстрации и высвободить время для творческих обсуждений. Приветствуется использование средств вычислительной техники, программирование решения для рассмотрения измененных условий задачи и вывода решения в графическом виде.
4.Требования к отчету
Задачи оформляются по требованиям, предъявляемым к оформлению задач по курсу общей физики. Примеры решения и оформления задач приведены в разделе 1 данных методических указаний. На решение всех задач отводится 25 % зачетных единиц: из них на модуль 1 (1–12-я недели, практические занятия: 1, 2, 3, 4, 5, решение двух комплектов задач) - 18,75 % и на модуль 2 (13–17-я недели, решение одного комплекта задач) -6,25 %. Задачи считаются выполненными после устного комментария письменного решения.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Таблица П1.1
Некоторые основные физические постоянные (фундаментальные физические постоянные)
Наименование |
Обозначение |
Значение |
Скорость света в вакууме
|
с |
2,99792458108 мм/с |
Гравитационная постоянная
|
, G |
6,672010–11 Hм2/кг2 |
Газовая постоянная
|
R |
8,31441 Дж/(мольК) |
Стандартный объем идеального газа (нормальный молярный объем)
|
V0 |
22,41383 л/моль |
Температура абсолютного нуля
|
К |
–273,15 °С |
Атмосферное давление
|
P0 |
1,01325105 Па |
Заряд электрона
|
e |
1,602189210–19 Кл |
Постоянная Планка
|
h |
6,62617610–34 Джс |
Число Авогадро
|
NA |
6,02209431023 1/моль |
Число Фарадея
|
F |
9,648456104 Кл/моль |
Постоянная Ридберга
|
R |
1,097373143107 1/м |
Постоянная Больцмана
|
k |
1,3806621023 Дж/К |
Постоянная Стефана – Больцмана
|
|
5,67032108 Bт/(м2K4) |
Таблица П1.2
Плотность твердых веществ
Вещество |
∙ 103, кг/м3 |
Вещество |
∙ 103, кг/м3 |
|
1. Чистые элементы (t = 20 °C) |
|
|||
Алюминий |
2,70 |
Марганец |
7,42 |
|
Барий |
3,78 |
Медь |
8,93 |
|
Бор |
3,33 |
Молибден |
9,01 |
|
Ванадий |
5,96 |
Натрий |
0,97 |
|
Висмут |
9,75 |
Никель |
8,75 |
|
Вольфрам |
18,90 |
Олово |
7,29 |
|
Германий |
5,46 |
Платина |
21,40 |
|
Европий |
3,22 |
Ртуть (–38,8 °С) |
14,90 |
|
Железо |
7,87 |
Свинец |
11,34 |
|
Золото |
19,30 |
Сера |
2,02 |
|
Индий |
7,28 |
Серебро |
10,5 |
|
Йод |
4,94 |
Тантал |
16,6 |
|
Иридий (17 °С) |
22,40 |
Теллур |
6,25 |
|
Кадмий |
8,65 |
Титан (18 °С) |
4,50 |
|
Калий |
0,87 |
Углерод (алмаз) |
3,52 |
|
Кальций (29 °С) |
1,55 |
Углерод (графит) |
2,25 |
|
Кобальт |
8,71 |
Уран(13 °С) |
18,70 |
|
Кремний |
2,42 |
Хром |
7,10 |
|
Литий |
0,53 |
Цинк |
6,92 |
|
Магний (5 °С) |
1,74 |
|
|
|
2. Минералы |
|
|||
Агат |
2,5–2,7 |
Кремень |
2,6 |
|
Алебастр |
2,3–2,8 |
Магнетит |
4,9–5,2 |
|
Алмаз |
3,0–3,5 |
Малахит |
3,7–4,1 |
|
Асбест |
2,0–2,8 |
Мел |
1,9–2,8 |
|
Базальт |
2,4–3,1 |
Мрамор |
2,6–2,9 |
|
Берилл |
2,7 |
Наждак |
4,0 |
|
Гипс |
2,2–2,3 |
Опал |
2,2 |
|
Глина |
1,8–2,6 |
Песчаник |
2,1–2,4 |
|
Гранат |
3,2–4,2 |
Полевой шпат |
2,6–2,8 |
|
Гранит |
2,6–2,8 |
Сланец |
2,6–3,3 |
|
Известняк |
2,7 |
Слюда |
2,6–3,1 |
|
Кальцит |
2,6–2,8 |
Соль каменная |
2,2 |
|
Кварц |
2,1–2,7 |
Тальк |
2,7–2,8 |
|
Кокс |
1,0–1,7 |
Топаз |
3,5–3,6 |
|
3. Сплавы |
||||
Бронза |
8,6–9,3 |
Манганин |
8,5 |
|
Дюралюминий |
2,8 |
Монель-металл |
8,9 |
|
Инвар |
8,0 |
Платино-иридиевый сплав |
21,6 |
|
Константан |
8,8 |
Сплав Вуда |
9,7 |
|
Латунь |
8,4–8,7 |
Сталь |
7,5–8,0 |
|
Магналиум |
2,5 |
Чугун |
7,0 |
|
Таблица П1.3
Плотность жидкостей (t = 20 °С)
Вещество |
∙ 103, кг/м3 |
Вещество |
∙ 103, кг/м3 |
Ацетон |
0,79–0,81 |
Молоко |
1,03 |
Бензин |
0,68–0,72 |
скипидарное |
0,9 |
Бензол (t = 0°C) |
0,89 |
парафиновое |
0,9 |
Вода речная |
1,0 |
Нефть |
0,7–0,9 |
Вода морская |
1,01–1,05 |
Ртуть (t = 0 °C) |
13,6 |
Глицерин |
1,26 |
Хлороформ |
1,49 |
Дизельное топливо |
1,0 |
Эфир (t = 0 °C) |
|
Керосин |
0,8 |
Спирт: амиловый |
0,814 |
Кислота: серная азотная уксусная |
1,83 1,50 1,05 |
бутиловый изобутиловый изопропиловый пропиловый |
0,809 0,801 0,785 0,804 |
Масло: вазелиновое креозот (t = 15 °C) |
0,8 1,1 |
метиловый этиловый древесный |
0,793 0,789 0,820 |
машинное |
0,9 |
Сероуглерод (t = 0 °C) |
1,29 |
Таблица П1.4
Упругие свойства металлов
Металл |
Временное сопротивление разрыву |
Предел текучести |
Твердость материала по Бринеллю |
Модуль упругости Юнга |
Модуль сдвига |
Коэффициент Пуассона |
ВР 107 Н/м2 |
Т 107Н/м2 |
Б 107Н/м2 |
Е, 1010 Н/м2 |
G, 1010 Н/м2 |
(E/2G)–1 |
|
Алюминий |
8,9–10,8 |
5,6–6,4 |
18,4 |
6,9 |
2,5 |
0,3–0,4 |
Ванадий |
56,5 |
52,2 |
74,2 |
14,8 |
– |
– |
Висмут |
– |
– |
– |
3,2 |
1,2 |
0,3 |
Вольфрам |
69,9–80,9 |
10,8 |
196–245 |
34,2–40,0 |
8,8–21,5 |
– |
Железо |
1,8–22,5 |
– |
– |
10–13 |
3,5–5,3 |
0,2–0,3 |
Золото |
12,4 |
– |
18,9 |
8,1 |
2,9 |
0,4 |
Кобальт |
48,9 |
– |
129,2 |
19,6–20,6 |
– |
– |
Магний |
29,4 |
11,2 |
4,4 |
15,6 |
0,4 |
– |
Медь |
20,0–25,0 |
6,9 |
52,0 |
11,2 |
4,2 |
0,3–0,4 |
Молибден |
30,8 |
29,4 |
134 |
30900 |
11810 |
0,3 |
Никель |
34,3–56,1 |
20,5 |
90–120 |
20,2 |
7,7 |
0,3 |
Олово |
1,5–2,4 |
1,2 |
4,8–5,2 |
4,1–5,9 |
1,6–4,8 |
0,3 |
Платина |
14,0 |
– |
29,9 |
14,7 |
6,1 |
0,4 |
Свинец |
1,5–1,8 |
0,5–1,0 |
3,8–4,2 |
1,6 |
0,6 |
0,4 |
Серебро |
13,5 |
– |
20,6 |
8,1 |
2,6 |
0,3–0,4 |
Титан |
29,6 |
7,5 |
102,8 |
– |
– |
– |
Хром |
– |
– |
68,8 |
– |
– |
– |
Цинк |
2,9–3,9 |
– |
29,2–44,1 |
12,7 |
– |
– |
Таблица П1.5
Удельное электрическое сопротивление металлов , 10–6 Омсм (t = 0 °C)
Вещество |
|
Вещество |
|
Вещество |
|
Литий |
8,50 |
Титан |
42,0 |
Цинк |
5,45 |
Графит |
800 |
Хром |
1,50 |
Свинец |
19,3 |
Натрий |
4,27 |
Марганец |
710 |
Висмут |
107 |
Магний |
3,94 |
Железо |
8,71 |
Молибден |
5,03 |
Алюминий |
2,50 |
Кобальт |
5,20 |
Серебро |
1,46 |
Калий |
6,15 |
Никель |
6,14 |
Олово |
10,1 |
Кальций |
3,60 |
Медь |
1,55 |
Вольфрам |
4,89 |
Платина |
9,81 |
Золото |
2,06 |
Ртуть |
94,7 |
Иридий |
8,20 |
Литая сталь |
13,0 |
Алюминий (провод) t = 20 °C |
2,87 |
Таблица П1.6
Индивидуальные вторичные ВВ
Вторичные ВВ |
т, г/см3 |
Химический элемент |
|
Нf ккал/моль |
|||
С |
Н |
N |
О |
||||
Пикрат аммония |
1,717 |
6 |
6 |
4 |
7 |
246 |
–94 |
Октоген |
1,905 |
4 |
8 |
8 |
8 |
296,2 |
17,93 |
Гексонитростильбен |
1,740 |
14 |
6 |
6 |
12 |
450,3 |
18,7 |
Нитрогуанидин |
1,810 |
1 |
4 |
4 |
2 |
104,1 |
–23,6 |
Нитротриазалон |
1,930 |
2 |
2 |
4 |
3 |
114 |
–14,3 |
ТЭН |
1,780 |
5 |
8 |
4 |
12 |
316,2 |
–128,7 |
Гексоген |
1,806 |
3 |
6 |
6 |
6 |
222,1 |
14,71 |
ТАТБ |
1,938 |
6 |
6 |
6 |
6 |
258,2 |
–36,85 |
Тетрил |
1,730 |
7 |
5 |
5 |
8 |
287 |
4,67 |
Тротил |
1,654 |
7 |
5 |
3 |
6 |
227,1 |
–15 |
НТФА |
1,770 |
18 |
6 |
14 |
8 |
560 |
–48 |
Октанит |
1,820 |
18 |
6 |
16 |
8 |
574 |
– |
Таблица П1.7
Значения теплоты образования различных веществ при постоянном давлении и постоянном объеме
Вещество |
Химическая формула |
Теплота образования |
||
Постоянное давление, кДж/моль |
Постоянный объем |
|||
кДж/моль |
кДж/кг |
|||
Тротил |
C7H5N3O6 |
59,4 |
42,3 |
186,7 |
Динитронафталин |
C10H6N2O4 |
–15,2 |
–29,8 |
–138 |
Гексоген |
C3H6N6O6 |
–71,6 |
–93,3 |
–420,3 |
Тэн |
C5H8N4O12 |
531,6 |
402,3 |
1588,6 |
Октоген |
C4H8N8O8 |
–46 |
— |
– |
Нитроглицерин |
C3H5N3O9 |
365,0 |
344,5 |
1516,6 |
Нитрогликоль |
C2H4N2O6 |
244,0 |
229,4 |
1508,6 |
Нитродигликоль |
C4H8N2O7 |
428,2 |
407,7 |
2078,3 |
Азотнокислый аммоний |
NH4NO3 |
365,7 |
354,8 |
4433,0 |
Азотнокислый натрий |
NaNO3 |
467,6 |
462,8 |
5444,7 |
Азотнокислый калий |
KNO3 |
494,4 |
489,5 |
4841,5 |
Азотнокислый кальций |
Ca(NO3)2 |
937,8 |
928,0 |
5655,3 |
Перхлорат аммония |
NH4ClO4 |
293,8 |
281,7 |
2397,7 |
Перхлорат калия |
КСlO4 |
437,4 |
431,1 |
3119,1 |
Коллодионный хлопок (12,2 % азота) |
C6H7N3O12 |
2762,8 |
2700,0 |
10310,1 |
Целлюлоза |
— |
964,0 |
946,0 |
5835,3 |
Парафин |
С19Н40–С35Н72 |
— |
— |
2197,6 |
Хлористый аммоний |
NH4Cl |
313,7 |
306,4 |
5726,4 |
Минеральные масла |
— |
— |
— |
2009–2176 |
Стеариновая кислота |
С17Н5СООН |
933,5 |
888,2 |
3131,1 |
Окись углерода |
СО |
112,5 |
113,7 |
4060,4 |
Двуокись углерода |
CO2 |
395,6 |
395,6 |
8987,3 |
Вода (пар) |
Н2Oп |
241,9 |
240,6 |
13354,6 |
Вода (жидкость) |
Н2ОЖ |
286,2 |
282,5 |
15717,6 |
Окись азота |
NO |
–90,4 |
–90,4 |
–3014 |
Окись алюминия |
Аl2О3 |
1670,2 |
1666,4 |
16346,3 |
Углекислый натрий |
NaCO3 |
1129,7 |
1126,1 |
10624,1 |
Хлористый натрий |
NaCl |
411,6 |
410,4 |
7019,9 |
Хлористый калий |
КСl |
436,8 |
435,6 |
5843,6 |
Двуокись азота |
NO2 |
–33,0 |
–33,0 |
–717,4 |
Таблица П1.8
Температурные коэффициенты линейного расширения изотропных твердых тел (кристаллов) при t = 0 °C
Вещество |
, 10–6 град–1 |
Вещество |
, 10–6 град–1 |
Вещество |
, 10–6 град–1 |
Серебро |
14,9 |
Ванадий (0–100 °С) |
8,3 |
Стронций (0–230 °С) |
20,6 |
Алюминий |
22,6 |
Кадмий |
29 |
Уран |
10,7 |
Барий |
19,0 |
Кобальт |
12,0 |
Вольфрам |
4,3 |
Бериллий |
10,5 |
Хром |
5,9 |
Ртуть |
41,0 |
Висмут |
13,4 |
Цезий |
97,0 |
Йод |
93,0 |
Углерод: |
|
Железо |
11,3 |
Калий |
84,0 |
алмаз |
0,6 |
Лед |
52,7 |
Литий |
60,0 |
графит |
7,0 |
Натрий (0–7°С) |
68,2 |
Магний |
25,1 |
Кальций |
22,0 |
Никель |
12,5 |
Марганец |
22,6 |
Молибден |
5,2 |
Свинец |
28,3 |
Фосфор |
125,0 |
Сера |
74/80 |
Платина |
8,9 |
Титан |
7,7 |
Сурьма |
9,2 |
Селен |
43/44 |
Цинк |
30,0 |
Олово |
21,0 |
|
|
|
|
Таблица П1.9
Теплоемкость жидких веществ (CP), кал/(гК) при Р = 101,3 кПа
Вещество |
t, °C |
СP |
Вещество |
t, °C |
СP |
Ацетон |
20 |
0,516 |
Пентан |
20 |
0,520 |
Вода |
20 |
1,000 |
Ртуть |
20 |
0,033 |
Метиловый спирт |
20 |
0,590 |
Толуол |
20 |
0,410 |
Этиловый спирт |
20 |
0,570 |
|
|
|
Таблица П1.10
Теплоемкость металлов (CP), кал/(гК), при Р = 101,3 кПа
Вещество |
t, °C |
СP |
Вещество |
t, °C |
СP |
1. Некоторые чистые элементы |
|||||
Алюминий |
20 |
0,214 |
Медь |
20 |
0,092 |
Вольфрам |
20 |
0,032 |
Молибден |
20 |
0,060 |
Железо |
20 |
0,111 |
Никель |
20 |
0,107 |
Золото |
20 |
0,031 |
Свинец |
20 |
0,031 |
Олово |
20 |
0,052 |
Серебро |
20 |
0,056 |
Иридий |
20 |
0,032 |
|
|
|
2. Углеродистые стали |
|||||
Ст15 |
0–100 |
0,112 |
Ст10; Ст30; Ст35 |
0–100 |
0,112 |
Ст20 |
100 |
0,110 |
Ст40; Ст45 |
100 |
0,112 |
Ст25 |
0–100 |
0,112 |
Ст50 |
100 |
0,134 |
3. Легированные стали |
|||||
1X13; Х17; X28 |
20 |
0,110 |
Х25Т; 30ХМ; 33Н3МА; 25Х2МФА |
20 |
0,110 |
Х18Н9; ОХ18Н10 |
20 |
0,120 |
12ХМ; 12ХС |
20 |
0,115 |
Х23Н13 |
20 |
0,121 |
|
|
|
4. Сплавы |
|||||
(67/33), Al-Cu |
0 |
0,605 |
Константан |
100 |
0,427 |
(50/50), Al-Cu |
0 |
0,510 |
Алюмель |
0 |
0,125 |
(25/75), Al-Cu |
0 |
0,43 |
Сплав Вуда |
5–150 |
0,035 |
(60/40), Al-Zn |
20–100 |
0,565 |
Инвар |
– |
0,120 |
Бронзы |
18–100 |
0,227 |
Манганин |
18 |
0,097 |
Латуни |
18–100 |
0,387 |
Монель |
20–1300 |
0,127 |
|
|
|
Хромель |
– |
0,107 |
Таблица П1.11
Температура плавления (tпл) и испарения (tисп) веществ
Вещество |
tпл, С |
tисп, С |
Вещество |
tпл, С |
tисп, С |
1. Чистые элементы и другие твердые вещества |
|||||
Алюминий |
660,1 |
2447 |
Натрий |
97,8 |
890 |
Вольфрам |
3380 |
5530 |
Никель |
1453 |
2800 |
Германий |
937,2 |
2830 |
Нафталин |
80,3 |
217,9 |
Железо |
1535 |
2735 |
Платина |
1769 |
4310 |
Йод |
113,6 |
182,8 |
Свинец |
327,3 |
1751 |
Калий |
63,4 |
753,8 |
Сера |
115,2 |
444,6 |
Кальций |
850 |
1487,1 |
Серебро |
960,8 |
2212 |
Кремний |
1423 |
2355 |
Сурьма |
630,5 |
1637 |
Литий |
180,5 |
1317 |
Олово |
231,9 |
2687 |
Магний |
649,5 |
1120 |
Уран |
1133 |
3900 |
Марганец |
1244 |
2095 |
Цинк |
419,5 |
907 |
Молибден |
2625 |
4800 |
Ртуть |
–38,9 |
356,7 |
2. Жидкости |
|||||
Ацетон |
–96,5 |
56,1 |
Метиловый спирт |
–97,9 |
64,6 |
Анилин |
–6,4 |
184,4 |
Муравьиная кислота |
8,2 |
100,5 |
Бензол |
5,5 |
80,1 |
Этиловый спирт |
–114,7 |
78,4 |
Вода |
0 |
100 |
Уксусная кислота |
16,6 |
118,5 |
Глицерин |
18,2 |
290,5 |
Диэтилэфир |
–116,3 |
34,5 |
3. Газы |
|||||
Аргон |
–189,3 |
–185,9 |
Кислород |
–218,8 |
–183 |
Азот |
–210 |
–195 |
Криптон |
–157,2 |
–153,2 |
Аммиак |
–77,7 |
–33,4 |
Неон |
–248,6 |
–246,1 |
Ацетилен |
–81,5 |
–83,6 |
Озон |
–192,5 |
–111,5 |
Водород |
–259,2 |
–252,8 |
Пропан |
–187,7 |
–42,1 |
Гелий |
–269,7 |
–268,9 |
Фтор |
–218 |
–188,1 |
Метан |
–182,6 |
–161,6 |
Этан |
–183,3 |
–88,6 |
Таблица П1.14
Коэффициенты теплопроводности металлов (t = 20 °C)
Металл |
Вт/(мград) |
Металл |
Вт/(мград) |
Металл |
Вт/(мград) |
Серебро |
407 |
Платина |
70 |
Сталь |
47 |
Медь |
384 |
Олово |
65 |
Свинец |
35 |
Золото |
308 |
Серый чугун |
50 |
Ртуть |
8,2 |
Алюминий |
209 |
|
|
|
|
Таблица П1.15
Коэффициент теплопроводности газообразных и жидких веществ (t = 0 °C и Р = 101,3 кПа)
Вещество |
, 10–6 кал/(смсград) |
Вещество |
, 10–6 кал/(смсград) |
1. Газы |
|||
Ацетилен |
44,0 |
Аммиак |
52,2 |
Изобутан |
30,4 |
Аргон |
39,0 |
Бутан |
29,4 |
Водород |
401 |
Метан |
69,6 |
Воздух |
57,5 |
Пропан |
35,5 |
Гелий |
342 |
Двуокись углерода |
34,6 |
Кислород |
57,5 |
Окись углерода |
51,1 |
Криптон |
20,9 |
Фреон-12 |
20,5 |
Неон |
109,5 |
Этан |
43,5 |
Сероводород |
30,4 |
Этилен |
41,5 |
Хлор |
17,8 |
Азот |
57,4 |
|
|
2. Жидкости |
|||
Ацетон |
406 |
Спирт: |
|
Вода |
1350 |
метиловый |
530 |
Вода тяжелая |
1335 |
этиловый |
440 |
Глицерин |
680 |
Анилин |
432 |
Кислота: |
|
Бензол |
365 |
муравьиная |
648 |
Дихлорэтан |
350 |
серная уксусная |
715 450 |
Метил йодистый |
237 |
