Тема: Классы неорганических соединений
Формулы оксидов, которые при растворении в воде образуют кислоты общей формулы H2ЭO3, имеют вид …
|
а) SiO2
б) NO2
в) SO2
г) CO2
|
Формулы кислот, для которых не характерно образование кислых солей, имеют вид …
|
а) H2SO4
б) H2CO3
в) CH3COOH
г) HNO3
|
В схеме
«кислотный оксид + основание = … + …» продуктами реакции являются …
|
а) кислота
б) основный оксид
в) вода
г) соль
|
При пропускании оксида серы (IV) в раствор щелочи возможно образование ___ и ____ солей.
|
а) кислой
б) средней
в) основной
г) комплексной
|
Равновесия в растворах электролитов
Взаимодействие ионов соли с водой, в результате которого образуется слабый электролит, называется …
|
а) сольватацией
б) гидратацией
в) гидролизом
г) нейтрализацией
|
Сильным электролитом является раствор вещества, формула которого имеет вид …
|
а) NH4OH
б) CaSO4
в) CH3COOH
г) CaCl2
|
Схема реакции, соответствующая сокращенному молекулярно-ионному уравнению
2 H+ + S2− = H2S, имеет вид …
|
а) CuS + HCl
б) K2S + H2SO4
в) Na2S + H2O
г) FeS + H2SO4
|
Формулы солей, водные растворы которых можно различить, используя индикатор фенолфталеин, имеют вид …
|
а) Na2S и Na2SO4
б) Na2S и Na2SO3
в) FeSO4 и Na2SO4
г) FeSO4 и Al2(SO4)3
|
Способы выражения состава раствора
Масса гидроксида натрия в растворе, полученном при смешении 80 г раствора с массовой долей NaOH 2,5 % с 120 г раствора с массовой долей 5 %, составляет ___ грамма
(-ов)
|
а) 6
б) 200
в) 8
г) 40
|
Массовая доля гидрокарбоната натрия в растворе, полученном при смешении 50 г раствора с массовой долей NaНСO3 8% и 150 г раствора с массовой долей соли 4%, составляет ___ %.
|
Напишите ответ с точностью до целого значения
|
Объем аммиака (н.у.), необходимого для приготовления раствора с ω=15% из 500 г раствора с ω = 10 % равен ____ л.
|
а) 38,75
б) 16,05
в) 44,8
г) 32,94
|
Масса серной кислоты, содержащейся в 2 л раствора с молярной концентрацией эквивалентов 0,5 моль/л, равна …
|
а) 98
б) 196
в) 49
г) 24,5
|
Коллоидные растворы
Ион избыточного реагента, адсорбирующийся на поверхности ядра и определяющий заряд коллоидной частицы (гранулы), называется …
|
а) коагулирующим
б) мицеллообразующим
в) потенциалопределяющим
г) диффузионным
|
Формула вещества, которое является ядром мицеллы, образующейся при взаимодействии разбавленного раствора нитрата бария с избытком разбавленного раствора серной кислоты, имеет вид …
|
а) Ba(OH)NO3
б) Ba(HSO4)2
в) Ba(NO3)2
г) BaSO4
|
Коллоидная частица, образующаяся при взаимодействии избытка разбавленного раствора силиката калия с раствором серной кислоты, в постоянном электрическом поле будет …
|
а) двигаться к аноду
б) двигаться к катоду
в) оставаться неподвижной
г) совершать колебательные движения
|
При одинаковой массовой доле растворенного вещества, осмотическое давление коллоидного раствора по отношению к истинному имеет ______ значение.
|
а) меньшее
б) большее
в) абсолютно одинаковое
г) примерно одинаковое
|
Метод разделения и очистки, основанный на проникновении молекул и ионов через мембрану, непроницаемую для коллоидных частиц, называется …
|
а) диализом
б) электроосмосом
в) электрофорезом
г) солюбилизацией
|
Методы получения полимеров
Соединение, полимеризацией которого получают вещество, являющееся основой клея ПВА, называется …
|
а) винилхлоридом
б) виниловым спиртом
в) винилэтиловым эфиром
г) винилацетатом
|
Вещества, при взаимодействии которых с активными радикалами происходит образование малоактивных центров, не способных инициировать дальнейший процесс полимеризации, называются …
|
а) стабилизаторами
б) ингибиторами
в) акцепторами
г) регуляторами
|
Схема получения полипропилена имеет вид …
|
а) n(CH2 = CH – CH3) (− CH2 – CH(CH3) −)n
б) n(CH2 = CH − CN) (− CH2 – CH(CN) −)n
в) n(CH2 = CH2) (− CH2 – CH2 −)n
г) n(CH2 = CHC6H5 (− CH2 –CH(C6H5)−)n
|
Схема получения бутадиенового (синтетического) каучука имеет вид …
|
а) n CH2 = CH – CH = CH2 (− CH2 –CH = CH – CH2)−)n
б) nCH2=C(CH3)–CH=CH2 (−CH2 –C(CH3)=CH–CH2−)n
в) n CH CH (− CH = CH −)n
г) n CH2 = CHC6H5 (− CH2 –CH(C6H5)−)n
|
Формула вещества, являющегося исходным мономером для получения поливинилхлорида, имеет вид …
|
а) Cl2C = CCl2
б) ClCH = CHCl
в) CH2 = CHCl
г) CH2 = CHCH2Cl
|
В реакцию поликонденсации может вступать вещество, формула которого …
|
а) HOOCCH2 – CH2COOH
б) C6H5 – CH2 – COOH
в) NC – CH2 – CH2 – CN
г) CH3COO – CH = CH2
|
Исходным веществом для получения синтетического каучука по методу Лебедева является _______ спирт
|
а) бутиловый
б) этиловый
в) пропиловый
г) виниловый
|
Образование макромолекул белков происходит в результате реакции _______ -аминокислот.
|
а) пептизации
б) этерификации
в) поликонденсации
г) полимеризации
|
Аналитическая химия
Наименьшей растворимостью обладает гидроксид двухвалентного металла, значение произведения растворимости которого равно …
|
а) 2,2 ∙ 10−20
б) 2,2 ∙10−18
в) 2,2 ∙10−16
г) 2,2 ∙10−14
|
Формула вещества, 0,01 М раствор которого характеризуется наименьшим значением рН, имеет вид …
|
а) HF
б) Ca(H2PO4)2
в) HNO3
г) H2SO3
|
Масса гидроксида натрия, содержащаяся в 1 л его раствора, значение рН которого равно 12, составляет ____ г ( = 1).
|
а) 4
б) 8
в) 0,4
г) 0,8
|
Самопроизвольный распад ядер некоторых изотопов, на котором основаны ядерно-химические методы анализа, называется …
|
а) фотоэлектрическим
б) эмиссионным
в) радиоактивным
г) люминесцентным
|
Время, по истечении которого количество радиоактивного изотопа элемента уменьшается в два раза, называется …
|
а) временем разложения
б) периодом радиоактивности
в) периодом полураспада
г) временем излучения
|
Свечение атомов или молекул, возникающее при переходах электронов из возбужденного состояния в основное, называется …
|
а) фотолизом
б) фотоэмиссией
в) люминесценцией
г) релаксацией
|
Способность электромагнитного излучения вызывать свечение исследуемого объекта является основой _______ методов анализа.
|
а) люминесцентных
б) спектрофотометрических
в) фотометрических
г) хроматографических
|
Летучие соли бария окрашивают пламя горелки или спиртовки в ______ цвет.
|
а) зеленый
б) синий
в) красный
г) фиолетовый
|
Формула реагента, действием которого можно обнаружить присутствие в растворе ионов железа (III), имеет вид …
|
а) NH4SCN
б) K3[Fe(CN)6]
в) (NH4)2C2O4
г) Na3[Co(NO2)6]
|
Примерные контрольные вопросы к занятию «СТРОЕНИЕ АТОМА»
Кто и когда дал впервые определил понятие атома?
Назовите ученых, создавших первые модели атомов. Укажите положительные и отрицательные стороны этих моделей.
Укажите различия в движении микрочастиц и макротел.
Как согласно современным представлениям устроен атом?
Что такое изотопы?
Что значит двойственная природа материальной частицы?
Какие квантовые числа вы знаете? Зачем они нужны?
Какие численные значения может принимать орбитальное квантовое число?
Что такое атомная орбиталь? Какие виды орбиталей вы знаете?
Какое состояние атома называется основным, какое возбужденным?
Какие электроны называются валентными?
Как изменяется энергия атомных орбиталей в многоэлектронных атомах?
Почему атомные массы большинства элементов в периодической системе имеют дробные значения?
Сформулируйте правила, определяющие последовательность заполнения атомных орбиталей электронами?
Что такое электронные аналоги?
Что такое энергия (потенциал) ионизации?
Что понимают под энергией сродства к электрону?
Что такое радиоактивность?
Что такое α-распад?
Что такое β-распад?
Примерные контрольные вопросы к занятию «СКОРОСТЬ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ»
Что называется термодинамической системой? Какие параметры характеризуют состояние системы?
Что называется тепловым эффектом реакции? При каких условиях он называется изменением энтальпии реакции?
Какие уравнения называются термохимическими?
Что называется стандартной энтальпией образования?
Сформулируйте закон Гесса и его следствия.
Что характеризует энтропия вещества?
Что такое изобарно-изотермический потенциал, или свободная энергия Гиббса?
Что понимают под скоростью гомогенных и гетерогенных химических реакций?
Какие факторы влияют на скорость химической реакции?
Сформулируйте закон действия масс.
Что такое константа скорости химической реакции? Каков ее физический смысл?
Как скорость химической реакции зависит от температуры? Что такое температурный коэффициент скорости химической реакции? Что такое энергия активации химической реакции?
Смысл катализа положительного и отрицательного
Какие реакции называются обратимыми?
Что такое состояние химического равновесия?
Что такое константа равновесия химической реакции?
Как константа равновесия связана с изменением G реакции?
Сформулируйте принципы смещения равновесия .
Примерные контрольные вопросы к занятию «КОЛЛОИДНЫЕ РАСТВОРЫ»
1. Приведите пример дисперсной системы:
2. Что такое мицелла?
3. Каковы кинетические свойства дисперсных систем?
4. Перечислите оптические свойства дисперсных систем.
5. Назовите электрические свойства дисперсных систем.
6. Что такое коагуляция коллоидных растворов?
7. Что такое седиментация?
8. Что такое эффект Тиндаля?
9. Что такое электрофорез?
10. Что такое электроосмос?
11. Как получают коллоидные растворы?
12. Чем золи отличаются от истинных растворов?
13. Какими способами можно разрушить коллоидные растворы?
14. Составьте формулы мицелл следующих золей:
а) сульфида кадмия, полученного при избытке сероводорода;
б) иодида серебра, полученного при избытке KI;
ПРИМЕРНЫЕ ЗАДАНИЯ КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ
Контрольная работа № 1
Определите эквивалентную массу металла, 6 г которого вытесняют из кислот 0,5 г Н2 .
Образец вещества массой 6,6 г содержит 9,03·1022 молекул. Определите молярную массу этого вещества.
Изобразите электронное строение элемента с номером 47, напишите формулы его соединений с кислородом и водородом, укажите, к каким элементам он относится.
Вычислите количество теплоты, которое выделится при восстановлении Fe2O3 металлическим алюминием, если было получено 335,1 г железа.
Контрольная работа № 2
1. Какую массу нитрата натрия нужно растворить в 400 г воды, чтобы приготовить 20%-ный раствор?
2. Вычислите молярную концентрацию 20%-ного раствора хлорида кальция.
3. Вычислите молярную концентрацию эквивалента 60%-ного раствора уксусной кислоты (плотность 1,068 г/мл).
4. Расставьте коэффициенты, укажите окислитель и восстановитель в уравнении реакции:
P + HIO3 + H2O → H3PO4 + HI.
Контрольная работа № 3
1. Сколько граммов меди выделится на катоде при электролизе раствора CuSO4 в течение 40 мин при силе тока 1,5 А?
2. Раствор, содержащий 11,6 г вещества в 400 г воды, замерзает при температуре – 0,93°С (криоскопическая константа воды 1,86). Чему равна молярная масса растворенного вещества?
3. Вычислите осмотическое давление раствора при температуре 22°С, в 1,2 л которого содержится 20,5 г сахара (С12Н22О11).
4. Напишите в молекулярной форме уравнение реакции, которое выражается следующим ионным уравнением: Cu2+ + S2− = CuS .
ВОПРОСЫ К ЭКЗАМЕНУ ПО ХИМИИ
Предмет и задачи химии. Основные понятия химии: простые и сложные вещества, молекулярная масса, атомная масса, моль, валентность, степень окисления, химическое уравнение.
Стехиометрические законы химии: закон сохранения массы (энергии), закон эквивалентов, закон постоянства состава.
Оксиды как класс неорганических соединений. Номенклатура, способы получения и химические свойства. Генетическая связь с другими классами.
Кислоты как класс неорганических соединений. Номенклатура, способы получения и химические свойства. Генетическая связь с другими классами.
Основания как класс неорганических соединений. Номенклатура, способы получения и химические свойства. Генетическая связь с другими классами.
Соли как класс неорганических соединений. Номенклатура, способы получения и химические свойства. Генетическая связь с другими классами.
Строение атома. Корпускулярно-волновой дуализм. Современная модель состояния электрона в атоме. Квантовые числа, их физический смысл. Атомные орбитали. Форма электронных облаков для s-, p-, d- состояний.
Многоэлектронные атомы. Особенности заполнения энергетических уровней. Принцип Паули. Правило Хунда. Принцип наименьшей энергии. Сокращенные электронные формулы, понятие валентности с точки зрения строения атома.
Периодический закон и периодическая система Д. И. Менделеева в свете теории строения атома. Структура периодической системы Менделеева: периодичность изменения свойств элементов: атомные радиусы, энергия ионизации, сродство к электрону и электроотрицательность, относительная электроотрицательность.
Первый закон термодинамики. Внутренняя энергия. Экзо- и эндотермические реакции.
Тепловые эффекты различных процессов. Стандартные тепловые эффекты. Закон Гесса и его следствия. Теплота образования веществ. Применение закона Гесса для вычисления изменения энтальпии в различных процессах.
Понятие об энтропии. Стандартные энтропии. Направление и предел протекания процессов в изолированных системах.
Понятие об энергии Гиббса как функции состояния системы. Её изменение как фактор направления протекания процесса.
Скорость химических реакций в гомогенных и гетерогенных процессах. Закон действующих масс. Константа скорости. Факторы, влияющие на скорость реакции.
Зависимость скорости химической реакции от температуры. Правило Вант-Гоффа и уравнение Аррениуса. Активированный комплекс, энергия активации.
Обратимые и необратимые химические реакции. Гомогенные равновесия. Сдвиг равновесия в гомогенных системах. Принцип Ле Шателье.
Понятие химической связи и её основные характеристики.
Ковалентная теория связи. Её полярность. Донорно-акцепторный механизм образования химических связей на примере образования молекулы NH4C1.
Ионная связь как электростатическое взаимодействие. Кристаллическая решётка ионных соединений на примере NaCl.
Водородная связь, её особенности, энергия водородной связи, влияние её на свойства веществ на примере Н2О и HF.
Металлическая связь.
Растворы как многокомпонентные системы. Способы выражения концентраций раствора.
Электролитическая диссоциация. Механизм диссоциации в водных растворах электролитов. Сильные и слабые электролиты. Степень диссоциации. Константа диссоциации слабых электролитов. Ступенчатая диссоциация.
Ионное произведение воды. Водородный показатель рН.
Гидролиз солей.
Растворы неэлектролитов. Законы Рауля. Осмотическое давление. Закон Вант-Гоффа.
Дисперсные системы.
32.Коллоидные растворы.
Понятие об электродных потенциалах металлов. Механизм возникновения и строение двойного электрического слоя на границе раздела металл - раствор. Ряд напряжения металлов. Определение электродных потенциалов в нестандартных условиях. Уравнение Нернста.
Химические источники электрической энергии. Принцип работы гальванических элементов, топливных элементов и аккумуляторов.
Электролиз, его сущность. Последовательность разрядки ионов, анодное окисление и катодное восстановление на примерах электролиза растворов и расплавов.
Коррозия металлов. Классификация механизмов коррозионных процессов. Способы защиты от коррозии.
Характеристика металлов по положению в периодической системе Д.И.Менделеева.
34.Характеристика углерода по положению в периодической системе Д.И.Менделеева и его химические свойства.
Строение молекулы воды, её химические и физические свойства. Жёсткость воды. Способы устранения жёсткости воды.
Положение металлов в таблице Менделеева. Основные физические и химические свойства металлов.
Силикаты: распространенность в природе, строение и химическое поведение, применение в строительстве.
Полимеры и олигомеры, применение в строительной отрасли.
Предмет и задачи аналитической химии. Качественный анализ.
Гравиметрический анализ.
Титриметрический анализ.
Инструментальные методы анализа.
ПРИМЕРНЫЕ ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАДАНИЯ К ЭКЗАМЕНУ ПО ХИМИИ
1. Осуществите превращения:
K2S FeS H2S S SO2 KHSO3.
Какие из реакций являются окислительно-восстановительными?
2. Какой объем при н.у. занимает 1 г каждого из газов:
а) кислорода; б) водорода; в) азота; г) гелия; д) углекислого газа; е) оксида серы (IV)?
3. Изобразите электронное строение элемента с номером 15 в нормальном и возбужденном состоянии. Чему может равняться его валентность в соединениях?
4. Напишите электронную графическую формулу элемента с номером 31. Исходя и его положения в периодической системе Д.И. Менделеева, охарактеризуете его свойства и свойства оксида и гидроксида.
5. Определите какая из связей является наиболее полярной: H – Cl; H – I; Br – F; I – Cl.
6. В каком из перечисленных соединений химические связь наиболее полярны: хлороводород, фтор, вода, аммиак, сероводород?
7. В какую сторону сместится равновесие в системе при повышении температуры:
2SO2 + O2 2SO3 H 0.
8. Укажите, как повлияет увеличение давления и уменьшение температуры на равновесие в обратимой реакции:
Fe3O4 (к) + 4H2 (г) ↔ 3Fe (к) + 4H2O (г), ∆H0 = 140 кДж.
9. В обратимой реакции установилось равновесие:
2NO (г) + O2 (г) ↔ 2 NO2 (г), ∆H0 = - 116 кДж
Изменением каких параметров можно сместить равновесие в сторону образования оксида азота (IV)?
10. Составьте ионные и молекулярные реакции, протекающие между гидроксидом железа (III) и азотной кислотой; хлоридом натрия и нитратом серебра; хлороводородной кислотой и гидроксидом натрия; сульфатом меди (II) и гидроксидом калия.
11. Из 400 г раствора с массовой долей 20 % при охлаждении выделилось 50 г растворенного вещества. Чему равна массовая доля этого вещества в оставшемся растворе?
12. Сколько граммов хлорида бария содержится в 250 мл 0,5 н раствора?
13. Сколько граммов нитрата калия содержится в 500 мл 0,5 м раствора?
14. Дан раствор соляной кислоты с массовой долей 25 % ( = 1,098 г/см3). Сколько граммов едкого натрия пойдет на нейтрализацию 500 мл этого раствора?
15. Составьте ионно-молекулярные уравнения гидролиза солей:
хлорид магния; карбонат калия; сульфат алюминия; хлорид меди (I).
16. Методом электронного баланса подберите коэффициенты и укажите окислитель и восстановитель в реакции:
S + HNO3 H2SO4 + NO2 + H2O.
17. Составьте схему и напишите уравнения электродных процессов гальванических элементов, в которых электродами служат медь и кадмий, магний и цинк, свинец и магний, железо и серебро.
18. Как изменится скорость реакции 2 NO + O2 → 2 NO2 при одновременном увеличении концентраций исходных веществ в 3 раза?
19. Сколько серебра выделится на катоде при электролизе раствора AgNO3 в течение 1 часа 25 минут при силе тока 10 ампер?
20. При какой температуре замерзает раствор, содержащий 12 г мочевины (М = 60 г/моль) в 100 г воды (К (Н2О) = 1,86 градус∙кг/моль)?
21. Чему равна масса гидроксида калия, содержащаяся в 10 л его раствора, значение рН которого равно 11 (=1)?
22. Какова масса оксалата кальция, содержащаяся в 5 л насыщенного раствора (в мг). ПР (СаС2О4) = 2,3 ∙ 10–9.
7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
а) основная литература:
Коровин Н.В. Общая химия. - М.: Высшая школа. 1998.
Лабораторные работы по химии / Под ред. H.В. Коровина. - М.: Высшая школа 1998.
«Строение атома: Методическая разработка (задания для контроля знаний и самостоятельной работы студентов нехимических специальностей). / Составители С. И. Суге-Маадыр, Л. Е. Пивоварова - Кызыл: Изд-во Тывинского государственного университета, 2004.»
«Окислительно-восстановительные реакции. / Чоксум Ж.Э. Методические указания к выполнению лабораторных работ по курсу «Химия» для студентов инженерных специальностей.// Кызыл: Изд-во Тывинского гос. университета, 2008. – 61 с.
б) дополнительная литература:
«Закон эквивалентов: Методическая разработка./Сост. С.И. Суге-Маадыр, Л.Е. Пивоварова - Кызыл: Изд-во Тывинского государствен ного университета, 2004.»
Глинка Н.Л. Общая химия. - Л.: химия. 1977 - 1987.
Глинка Л.Н. Задачи и упражнения по химии. – М.: Высшая школа. 1985.
Шиманович И.Л. Химия: методические указания, программа, решение типовых задач, программированные вопросы для самопроверки и контрольные задания для
студентов-заочников инженерно-технических (нехимических) специальностей вузов. - 2-ое изд., испр. М.: Высшая школа, 2001. - 128 с.
8. Материально-техническое обеспечение дисциплины
Компьютерный класс. Таблица Д.И.Менделеева (разные варианты), таблицы по различным темам, лабораторные столы, химическая посуда, дистиллятор, колбонагреватели, мешалки, весы, приборы для электролиза, гальваностегии.
Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом рекомендаций и ПрООП ВПО по направлению и профилю подготовки ____________________ .
Автор: Ж.Э. Чоксум
Рецензент _________________________
Программа одобрена на заседании ____________________________________________
от ___________ года, протокол № ________.
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ТУВИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
КАФЕДРА ФИЗИКИ
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
ДИСЦИПЛИНЫ ФИЗИКА (Б.2.Б.5)
Направление подготовки 270800 Строительство
Профиль: Городское строительство и хозяйство
Составили - к.ф.-м.н., доцент Хворов Ю.А.,
к.ф.-м.н, доцент Астафьева Т.Н.
Кызыл – 2011
Рабочая программа составлена на основании программы по физике, утверждённой на кафедре физики ___ _______ 2011 г. в соответствии с Федеральным Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования, утвержденного приказом Министерства образования и науки Российской Федерации от 18 января 2010 г № 54.
1. Цели освоения дисциплины: изучить основы физики, научить студентов применять знания физики при решении инженерных задач в области, где они специализируются. Инженер должен получить представления:
- о материи как физическом объекте и ее эволюции;
- о дискретности и непрерывности в природе;
- о соотношении порядка и беспорядка в природе, об упорядоченности строения объектов,
о переходах в неупорядоченное состояние и наоборот;
- о динамических и статистических закономерностях в природе;
- о вероятности, как объективной характеристики природных систем;
- об изменениях и их специфичности в различных разделах естествознания;
- о фундаментальных константах естествознания;
- о принципах симметрии и законах сохранения;
- об эмпирическом и теоретическом подходах в познании законов природы;
- о состояниях в природе и их изменениях во времени;
- об индивидуальном и коллективном поведении объектов в природе.
Познакомить с некоторыми методами, применяемыми к описанию наблюдаемых физических явлений .
2. Место дисциплины в структуре математического, естественнонаучного и общетехнического цикла бакалавриата.
Базовая часть
Дисциплина «Физика» относится к базовой части естественнонаучного и общетехнического цикла (Б.2.Б.5). Для освоения данной дисциплины используются базовые знания школьного курса физики, знания, умения и виды деятельности, сформированные в процессе изучения дисциплин «Математика» и «Информатика».
Курс физики формирует у студента представление о физике как науке, имеющей экспериментальную основу, знакомит с важнейшими физическими открытиями, идеями, понятиями, теориями. В ходе изучения физики у студентов формируется научное мировоззрение, целостное представление о процессах и явлениях происходящих в природе. У них развивается понимание возможностей современных научных методов познания, необходимых для решения задач, имеющих естественнонаучное содержание и возникающих при выполнении профессиональных функций. У студентов должны сложиться представления о границах применимости физических понятий, законов и моделей механики, молекулярной физики, электричества, магнетизма, оптики, квантовой и атомной физики, статистической физики и термодинамики, умения оценивать степень достоверности результатов, полученных с помощью экспериментальных или математических методов исследований.
Лекции выполняют организующую роль во всем учебном процессе. На лекциях сообщаются знания о предмете, закладываются основы самостоятельной работы студентов. На лабораторных занятиях формируются умения вести эксперимент и сопоставлять его результаты с тем, что предсказывает теория. В лаборатории студент должен получить навыки обращения с аппаратурой и правильно ее использовать. На практических занятиях знания основных законов и принципов применяются при решении задач. Уровень полученных знаний и умений у студентов выявляется при выполнении ими индивидуальных (контрольных) заданий, при защите лабораторных работ, на коллоквиумах, зачете и экзамене.
Должное внимание в структуре курса физики уделено математическим методам и использованию компьютеров в исследовании физических явлений.
Таким образом, в процессе изучения физики студент должен основательно ознакомиться с важнейшими методами современной физики, познать глубокую связь между физикой и техникой, убедиться, что физика играет ведущую роль среди естественных наук и имеет громадное значение для развития техники и, в частности, в области промышленного и гражданского строительства.
Изучение физики опирается на знания, полученные в школе, а также при изучении высшей математики. В физике широко используются представления о производной, дифференцировании, часто применяют анализ функций на экстремум, представления о полях (градиент, ротор, дивергенция) а также операции с векторами, определенный и неопределенный интегралы, числовые и степенные ряды, комплексные числа, элементы теории вероятности и др.
3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины «Физика» (Б.2.Б.5)
Выпускник должен обладать следующими профессиональными компетенциями (ПК):
- использование основных законов естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применение методов математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования в физике (ПК-1);
-способностью выявить естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности, привлечь их для решения соответствующий физико-математический аппарат (ПК-2);
- владением основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации, навыками работы с компьютером как средством управления информацией (ПК-5).
В результате изучения базовой части цикла обучающийся должен:
Знать: основные физические явления, фундаментальные понятия, законы и теории классической и современной физики.
Уметь: применять полученные знания по физике при изучении других дисциплин, выделять конкретное физическое содержание в прикладных задачах профессиональной деятельности.
Владеть: современной научной аппаратурой, навыками ведения физического эксперимента, основными современными методами постановки, исследования и решения физических задач.
4. Структура и содержание дисциплины «Физика» (Б.2.Б.5)
Общая трудоемкость дисциплины составляет 7 зачетных единиц - 252 часа
Курсы 1 и 2
Семестры 2 и 3
Лекции 52 часа
Практические занятия 32 часа
Лабораторные занятия 32 часа
Самостоятельная работа 100 часов
Экзамен 2 семестр (1 зачетная единица = 36 часов)
Зачет 3 семестр
Всего часов 216 часов
Аудиторные занятия 116 часов
Распределение аудиторных часов по семестрам:
2-й семестр (19 недель, 4 часа в неделю): 74 часа, в т.ч. 38 часов лекций; 18 часов практических занятий; 18 часов лабораторных работ.
3-й семестр (15 недель, 3 часа в неделю): 42 часа, в т.ч. 14 часов лекций; 14 часов практических занятий; 14 часов лабораторных работ.
№
п/п
|
Наименование разделов и тем
|
лекций
|
лаб.
зан.
|
прак
зан.
|
Сам раб
|
1
|
Введение. Физика - наука о природе. Роль физики в развитии техники и в экологии. Связь физики с другими науками. Научный метод познания. Фундаментальные закономерности современного естествознания как теоретический фундамент новых наукоемких технологий. Роль физики в социальном и экономическом развитии общества.
Физические основы механики (Кинематика) Механическое движение. Система отсчета. Относительность движения. Элементы кинематики. Радиус-вектор, векторы перемещения, скорости, ускорения. Траектория и пройденный путь. Принцип независимости движений. Равномерное и равноускоренное прямолинейное движение. Уравнение движения. Движение тела по окружности, угловая скорость, угловое ускорение. Связь линейных и угловых кинематических величин. Принцип относительности Галилея. Закон сложения скоростей в инерциальных системах отсчета.
|
2
|
2
|
2
|
4
|
2
|
Динамика поступательного движения. Законы Ньютона, границы их применимости. Сила, масса, импульс материальной точки. Внешние и внутренние силы. Основная задача динамики свободных механических систем и роль начальных условий в ее решении. Принцип причинности классической механики. Закон сохранения импульса для замкнутых систем.
|
3
|
2
|
1
|
3
|
3
|
Работа и энергия. Работа силы. Кинетическая и потенциальная энергия материальной точки. Энергия системы материальных точек. Консервативные и неконсервативные системы. Закон сохранения механической энергии. Упругие и неупругие соударения.
|
2
|
|
1
|
4
|
4
|
Динамика вращательного движения твердых тел, жидкостей и газов. Поступательное и вращательное движение твердого тела. Вращение тела относительно неподвижной оси, момент силы. Пара сил, момент пары. Момент инерции и момент импульса. Теорема Штейнера. Кинетическая энергия вращающегося тела. Закон сохранения момента импульса. Свободные оси вращения. Гироскоп. Условия равновесия твердого тела, виды равновесия.
Движение в жидкостях и газах. Закон Паскаля. Сила Архимеда. Условия плавания тел. Идеальная жидкость. Уравнение неразрывности струи. Уравнение Бернулли для идеальной жидкости и его следствие. Движение вязкой жидкости. Ламинарное и турбулентное течение. Число Рейнольдса. Движение тел в жидкости. Сила лобового сопротивления, подъемная сила, внутреннее трение.
|
3
|
2
|
1
|
4
|
5
|
Элементы специальной теории относительности. Основы релятивистской механики, принцип относительности в механике. Постулаты специальной теории относительности. Относительность одновременности. Преобразования Лоренца. Относительность отрезков длины и промежутков времени. Релятивистский закон преобразования скоростей. Релятивистская форма второго закона Ньютона. Связь массы и энергии. Закон сохранения энергии и импульса в специальной теории относительности.
|
2
|
|
1
|
3
|
6
|
Молекулярная физика и термодинамика. Статистический и термодинамический методы исследования. Термодинамические параметры. Давление. Абсолютная температура. Основное уравнение МКТ. Уравнение Клапейрона-Менделеева. Газовые законы.
|
2
|
2
|
1
|
4
|
7
|
Средняя кинетическая энергия молекул. Число степеней свободы молекулы. Закон равномерного распределения энергии по степеням свободы. Распределение молекул газа по скоростям (Закон Максвелла). Барометрическая формула. Статистика Больцмана. Закон Больцмана для распределения частиц во внешнем потенциальном поле.
|
3
|
|
1
|
4
|
8
|
Внутренняя энергия. Работа газа при изменении его объема. Количество теплоты. Удельная и мольная теплоемкости и связь между ними. Адиабатический процесс. Равновесное и неравновесное состояния. Первое начало термодинамики. Работа при изопроцессах и адиабатном процессе.
|
2
|
|
1
|
4
|
9
|
Среднее число столкновений и средняя длина свободного пробега молекул. Неравновесные процессы, явления переноса. Опытные законы диффузии, теплопроводности и внутреннего трения.
|
1
|
|
1
|
4
|
10
|
Обратимые и необратимые процессы. Круговой процесс. Цикл Карно и его к.п.д. Тепловые двигатели и холодильные машины. Второе начало термодинамики. Независимость цикла Карно от природы рабочего тела. Энтропия как функция состояния и ее свойства. Закон возрастания энтропии изолированной системы. Статистическое толкование второго начала термодинамики. Связь энтропии с вероятностью состояния. Формула Больцмана. Термодинамика низких температур. Постулат Нернста. Недостижимость абсолютного нуля температур.
|
2
|
2
|
1
|
4
|
11
|
Реальные газы. Уравнение Ван-дер-Ваальса. Сравнение изотерм Ван-дер-Ваальса с экспериментальными изотермами. Критическое состояние. Внутренняя энергия реального газа. Сжижение газов, жидкости. Поверхностное натяжение. Явление смачивания и несмачивания. Капилляры. Твердое состояние вещества. Механические и тепловые свойства твердых тел.
|
2
|
2
|
1
|
4
|
12
|
Электричество и магнетизм. Электростатика в вакууме и веществе. Электрические заряды и поля. Закон сохранения и дискретность заряда. Закон Кулона. Вектор напряженности поля точечного заряда. Принцип суперпозиции. Поле диполя. Поток вектора напряженности. Теорема Остроградского-Гаусса и ее применение. Работа сил при перемещении зарядов. Циркуляция вектора напряженности. Потенциальный характер электростатического поля.
Потенциал и эквипотенциальные поверхности. Связь потенциала с напряженностью поля. Потенциал поля точечного заряда, диполя, системы зарядов. Экспериментальное определение заряда электрона.
Проводники во внешнем электрическом поле. Электроемкость. Конденсаторы. Соединения конденсаторов. Диэлектрики. Поляризация диэлектриков. Диэлектрическая проницаемость и восприимчивость.
Энергия электростатического поля. Энергия и плотность энергии поля.
|
3
|
2
|
1
|
4
|
13
|
Постоянный электрический ток. Закон Ома для участка цепи. Сопротивление проводника. Дифференциальная форма закона Ома. Сторонние силы. ЭДС. Закон Ома для замкнутой цепи. Работа и мощность в цепи постоянного тока. Закон Джоуля-Ленца. Дифференциальная форма закона Джоуля-Ленца. Разветвленные цепи. Правила Кирхгофа.
|
3
|
2
|
1
|
4
|
14
|
Магнитостатика в вакууме и веществе. Магнитное поле. Действие магнитного поля на проводник с током. Сила Ампера. Сила Лоренца. Индукция магнитного поля. Вихревой характер магнитного поля. Взаимодействие проводников с током. Закон Био-Савара-Лапласа.
Магнитное поле прямого, кругового токов и соленоида. токов. Циркуляция вектора напряженности магнитного поля. Закон полного тока. Виток с током в магнитном поле. Магнитный момент тока.
|
2
|
2
|
1
|
4
|
15
|
Магнитное поле в магнетиках. Намагниченность. Связь индукции и напряженности магнитного поля в магнетике. Магнитная проницаемость и восприимчивость. Закон полного тока в магнетиках. Диа-, пара и ферромагнетики. Магнитный гистерезис. Постоянные магниты.
|
2
|
|
1
|
3
|
16
|
Магнитный поток. Электромагнитная индукция. Опыты Фарадея. Закон электромагнитной индукции. Правило Ленца. Вихревые токи. Самоиндукция и взаимоиндукция. ЭДС самоиндукции. Индуктивность проводника. Работа силы Ампера. Энергия и плотность энергии магнитного поля.
|
2
|
|
1
|
3
|
17
|
Квазистационарные токи. Переменный ток. Закон Ома для цепей переменного тока. Резонанс в последовательных и параллельных цепях. Работа и мощность переменного тока. Трансформатор. Электрический колебательный контур. Собственные колебания. Формула Томсона.
Электромагнитное поле. Вихревое электрическое поле. Ток смещения. Уравнения Максвелла в интегральной и дифференциальной формах. Принцип относительности в электродинамике. Относительность электрического и магнитного полей. Значение уравнений Максвелла и границы их применимости.
|
2
|
|
1
|
4
|
|
Итого:
|
38
|
18
|
18
|
64
|
|
