площадь активной поверхности на 1г

Видео:Площадь поверхности призмы. Практическая часть. 11 класс.Скачать

Занятие № 15 «Поверхностные явления и адсорбция. Хроматография»

Видео:МИР СКОРО РУХНЕТ!!! ОНИ ЗНАЛИ ОБ ЭТОМ!!!Скачать

З А Н Я Т И Е N 15

ТЕМА: Поверхностные явления и адсорбция. Хроматография

ОСНОВНЫЕ ВОПРОСЫ ТЕМЫ:

1. Понятие о поверхностной энергии и поверхностном натяжении.

2. Адсорбция на границе жидкость-газ. Понятие о ПАВ. Уравнение Гиббса-Шишковского. Правило Дюкло-Траубе.

3. Адсорбция на твердых адсорбентах. Влияние температуры на смещение адсорбционного равновесия. Уравнение Ленгмюра. Теории молекулярной адсорбции. Уравнение Фрейндлиха.

4. Адсорбция электролитов на твердых адсорбентах: избирательная и ионообменная адсорбция. Правило Панета-Фаянса.

5. Применение адсорбентов в медицине. Энтеросорбенты. Гемо-, плазмо — и лимфосорбция.

6. Хроматография. Роль хроматографии в медико-биологических исследованиях.

Видео:Площадь поверхностиСкачать

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ

Молекулы жидкости, находящиеся в поверхностном слое на границе жидкость–газ, испытывают со стороны молекул газа значительно меньшее притяжение, чем со стороны молекул жидкости. В результате возникает сила, направленная внутрь жидкости. Свободная поверхность жидкости находится в состоянии натяжения и представляет собой как бы натянутую пленку, стремящуюся к сокращению, толщина которой равна радиусу сферы молекулярного действия.

Поверхностное натяжение – это сила, отнесенная к единице длины линии, ограничивающей поверхность жидкости, и действующая в сторону уменьшения этой поверхности; обозначается σ (сигма). Поверхностное натяжение численно равно свободной энергии единицы площади поверхности и выражается в Джоулях на квадратный метр (Дж/м2 или Н/М). Поверхностная энергия системы Gs= σS, (где σ — поверхностное натяжение; S – площадь поверхности).

Согласно второму закону термодинамики, система стремится уменьшать свободную энергию поверхности. В чистых жидкостях это осуществляется за счет сокращения площади поверхности (жидкость, на которую не действуют посторонние силы, всегда стремится принять форму шара, происходит соединение мелких капель в одну большую). В растворах уменьшение свободной энергии поверхности осуществляется за счет перехода в поверхностный слой молекул вещества, имеющего поверхностное натяжение, меньшее поверхностного натяжения растворителя. Увеличение концентрации вещества в поверхностном слое по сравнению с концентрацией его внутри раствора называется адсорбцией. Вещества, понижающие поверхностное натяжение, накапливаются в поверхностном слое. Это поверхностно-активные вещества. К ним относятся органические соединения, в состав молекул которых одновременно входит полярная группа ( –ОН, –СООН, –NН2) и неполярная углеводородная цепь, т. е. дифильные молекулы. Поверхностный избыток Г (моль/см2 или кмоль/м2) есть избыток растворенного вещества содержащегося в 1 см2 или 1 м2 поверхностного слоя по сравнению с количеством вещества в слое такой же площади внутри объема. Зависимость между Г, и концентрацией раствора C была установлена Гиббсом:

где R – газовая постоянная;

Т – абсолютная температура;

– бесконечно малое изменение σ с бесконечно малым изменением С).

По предложению , величина была названа поверхностной активностью, так как она характеризует способность вещества понижать поверхностное натяжение.

Траубе установил, что в любом гомологическом ряду удлинение углеродной цепи гомолога на группу ‑СН2 – увеличивает его поверхностную активность в 3-3,5 раза. Это значит, что способность вещества понижать поверхностное натяжение увеличивается.

При истечении жидкости из капилляра сила поверхностного натяжения заставляет жидкость собираться у края отверстия в каплю, которая отрывается в тот момент, когда масса капли ничтожно превышает поверхностное натяжение. Чем больше поверхностное натяжение, тем тяжелее и соответственно крупнее будет капля. Таким образом, поверхностное натяжение пропорционально плотности и обратно пропорционально количеству капель, вытекающих из одного и того же объема. Поверхностное натяжение определяется по формуле:

(1)

где σ – поверхностное натяжение исследуемой жидкости;

σ (H2O) – поверхностное натяжение воды;

d и d (H2O) – плотности исследуемой жидкости и воды;

n и n (H2O) – число капель исследуемой жидкости и воды.

Для разбавленных водных растворов, плотность которых мало отличается от единицы, формулу можно упростить:

(2)

σ (H2O) = 72,75 мН/м (72,75.10ˉ3 Н/м или 72,75.10ˉ3 Дж/м2) при температуре 20oС, поэтому для определения поверхностного натяжения достаточно подсчитать количество капель исследуемой жидкости и воды, вытекающей из одного и того же объема. Для определения поверхностного натяжения пользуются сталагмометром Траубе. Жидкость засасывают немного выше верхней кольцевой метки, затем дают ей свободно вытекать, подсчитывая количество капель, образующихся при вытекании отмеченного на сталагмометре объема (от верхней метки до нижней) и по формуле (2) определяют поверхностное натяжение.

УЧЕБНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА N 15

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА N 1

Определение зависимости поверхностного натяжения растворов от длины углеводородной цепи поверхностно-активного вещества

Для этого определить σ 0,1 М водных растворов следующих спиртов: C2H5ОН, С3Н7ОН, С4H9ОН, С5Н11ОН. Начертить кривую зависимости от числа углеродных атомов в молекулах спиртов (nC).

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА N 2

Определение зависимости σ раствора от концентрации

Для этого определить σ водных растворов амилового спирта следующих концентраций: 0,01, 0,025, 0,05, 0,1, 0,2 М. Начертить кривую зависимости σ от концентрации раствора.

ПРИМЕЧАНИЕ: Предварительно промыть сталагмометр несколько раз водой и определить количество капель воды. Определение растворов проводить в указанном выше порядке. При переходе к лабораторной работе 2, сталагмометр и стаканчик несколько раз промыть водой.

В выводе проанализировать зависимость поверхностного натяжения водных растворов спиртов от длины углеводородной цепи молекул спирта и от концентрации спирта (рис.1, рис.2).

σ σ

n(С) (амил. сп.) См.

Зависимость поверхностного Зависимость поверхностного

натяжения (σ) от длины угле — натяжения (σ) от концентрации

родной цепи амилового спирта

а) сталогмометры для определения поверхностного натяжения жидкостей сталогмометрическим методом;

б) химические стаканы;

в) растворы различных спиртов с заданными концентрациями;

Материалы для контроля усвоения темы:

– программированные контрольные работы по теме «Поверхностные явления. Адсорбция».

МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ СТУДЕНТОВ:

1. Что называют внутренним давлением жидкости? Каков механизм возникновения поверхностного натяжения? В каких единицах выражают σ?

2. Что такое адсорбция? Какие процессы вызывают это явление? Каков характер этого процесса – протекает ли он самопроизвольно?

3. Каковы знаки ΔG, ΔS и ΔН для адсорбции газа на кристалле?

4. Напишите уравнение изотермы адсорбции Гиббса, проанализируйте входящие в него величины.

5. Как формулируют правило Дюкло-Траубе? Приведите эмпирическое уравнение Шишковского.

6. Напишите уравнение Фрейндлиха, описывающее адсорбцию газов и жидкостей на твердых поверхностях. Как определяют его константы?

7. Напишите уравнение изотермы адсорбции Ленгмюра, проанализируйте его.

8. Избирательная адсорбция ионов. Правило Пескова-Фаянса. Лиотропные ряды.

1. Активная площадь поверхности активированного древесного угля достигает 1000 м2 на 1 г угля. Рассчитайте массу фосгена, которая должна поглотится 0,10 м2 площади поверхности угля, если 1 г угля адсорбирует 0,440 л фосгена.

2. Теплота адсорбции аммиака на мелко раздробленной меди равна 29,3 кДж/моль. Какой объем аммиака поглотится медью, если при этом выделилось 158,6 кДж теплоты?

3. Поверхностное натяжение σ водного раствора масляной кислоты при t = 20оС подчиняется эмпирическому уравнению Шишковского:

σ = σ o – 29,8·10ˉ3 ln (1 + 19,64.С),

где σ o – поверхностное натяжение чистой воды, равное 72,75·10ˉ3 н/м.

При С = 0,01 М рассчитать σ раствора. Вычислить адсорбцию.

МАТЕРИАЛЫ УИРС: Строение клеточных мембран.

1. Конспект лекций.

2. и др. «Общая химия», М., «Высшая школа», 1993, с. 423-450;

3. «Коллоидная химия», М., «Высшая школа», 1989 г., с. 28-80;

1. «Химия», Санкт-Петербург, спец. литература, с. 235-264;

2. Равич-, «Физическая и коллоидная химия» М., «Высшая школа», 1975, с. 153-175;

3. «Общая химия», Л., «Химия», 1988, с. 309-318.

Видео:1.1 Симметрия кристаллов: элементы симметрии, пространственная решётка и базис.Скачать

Конвертер величин

Видео:Групповое выделение элементов в 1С. Групповое изменение единицы измерение в номенклатуре.Скачать

Калькулятор эффективной площади антенны

Калькулятор позволяет определить эффективную площадь антенны A_e для заданной частоты f или длины волны λ и коэффициента усиления антенны G. Этот и другие калькуляторы на TranslatorsCafe.com пригодятся не только инженерам и студентам технических специальностей, но и всем, кто хочет изучить технический английский, так как все они есть и в английской версии.

Пример: Рассчитать эффективную площадь антенны радиотелескопа РТ-70 в Крыму: коэффициент усиления его антенны 69,5 дБи или 9000000, рабочая частота 5,0 ГГц (или длина волны 6 см).

Для расчета введите величины в соответствующие поля, выберите единицы и нажмите на кнопку Рассчитать.

Эффективная площадь антенны представляет собой площадь эквивалентной плоской антенны с равномерным амплитудно-фазовым распределением и максимальным коэффициентом направленного действия (КНД), равным КНД рассматриваемой антенны. С этой площади антенна, направленная на источник сигнала, поглощает энергию падающего электромагнитного излучения. Для удобства объяснения рассмотрим эффективную площадь приемной антенны. Поглощенная антенной мощность P определяется как

Здесь P_d —плотность потока мощности (удельная мощность на единицу поверхности) падающей электромагнитной энергии и A — площадь раскрыва (геометрическая площадь) антенны. Коэффициент усиления антенны G прямо пропорционален геометрической площади антенны A. Его можно увеличить путем фокусирования излучения только в одном направлении с одновременным уменьшением излучения во всех остальных направлениях. Поэтому чем ýже ширина пучка, тем выше коэффициент усиления антенны. Соотношение между коэффициентом усиления антенны и ее площадью выражается формулой, в которую также входит КПД антенны:

Здесь λ — длина волны и η — КПД антенны, который всегда меньше единицы:

Здесь A_e — эффективная площадь (апертура) антенны, которая определяется как физическая площадь антенны, умноженная на КПД антенны. Если КПД антенны равен 1 (или 100%), это означает, что вся энергия, подаваемая передатчиком в передающую антенну излучается в пространство. Если же это приемная антенна, то при единичном КПД вся энергия, принимаемая антенной, попадает в приемник. Однако на практике часть энергии всегда теряется в форме тепловой энергии, которая расходуется на разогрев элементов конструкции антенны и фидера.

Заменяя произведение площади на КПД Aη на эффективную площадь A_e, получаем:

Эта формула и используется в данном калькуляторе. Из нее видно, что для заданной эффективной площади антенны ее коэффициент усиления возрастает с квадратом длины волны или при постоянной длине волны коэффициент усиления антенны прямо пропорционален ее эффективной площади. Отметим, что для апертурных антенн, таких как рупорные или параболические, эффективная площадь связана с геометрической площадью и всегда меньше этой площади. Однако, для проволочных антенн (например, симметричных и несимметричных вибраторов, антенн типа «волновой канал»), эффективная площадь обычно значительно (иногда в десятки раз) больше физической площади антенны.

Коэффициент усиления (КУ) антенны по мощности G, называемый обычно просто коэффициентом усиления, представляет собой отношение мощности излучения направленной антенны к мощности, излучаемой идеальной ненаправленной антенной, причем ко входам обеих антенн подводится одинаковая мощность. Коэффициент усиления — величина безразмерная, но чаще она выражается в децибелах (дБ, отношение по мощности) или изотропных децибелах (дБи, dBi, также отношение по мощности). Изотропный децибел характеризует коэффициент усиления антенны по сравнению с идеальной изотропной антенной, равномерно излучающей энергию во всех направлениях.

Например, определим эффективную площадь российского телескопа РТ-70, который находится в Крыму неподалеку от Евпатории.

Коэффициент усиления антенны G = 69,5 дБи или 9 000 000.

Диаметр антенны d = 70 м.

Рабочая частота f = 5,0 ГГц (6 см).

Геометрическая площадь антенны A = πD²/4 = π70²/4 = 3848 м². В то же время, ее эффективная площадь равна

Как мы видим, эффективная площадь составляет только 67% от геометрической площади антенны.

Теперь рассчитаем эффективную площадь 5-элементной антенны типа «волновой канал» (также называемой по именам японских изобретателей антенна Яги-Уда, антенна Уда-Яги или просто антенна Яги), работающей на частоте 500 МГц и имеющей коэффициент усиления 40 дБи, который соответствует безразмерному коэффициенту усиления 10. Длина активного элемента несколько меньше половины длины волны 0,5λ = 30 см, где λ = 60 см — длина волны.

Диаметр круга площадью 0,28 кв. м определяется как

То есть, для активного элемента длиной около 0.5λ = 30 см мы получаем круг диаметром 60 см (точнее, эллипс).

Видео:Комплексные числа | Теория комплексных чисел. Переход из одной формы в другуюСкачать

Физика ОГЭ 2020. Задачи 19-21 для подготовки к ОГЭ.

Подборка текстовых задач, подобных задачам 19-21, для подготовки к ОГЭ по физике.

Просмотр содержимого документа
«Физика ОГЭ 2020. Задачи 19-21 для подготовки к ОГЭ.»

В основе действия индукционной плиты лежит явление электромагнитной индукции – явление возникновения электрического тока в замкнутом проводнике при изменении магнитного потока через площадку, ограниченную контуром проводника. Индукционные токи при изменении магнитного поля возникают и в массивных образцах металла, а не только в проволочных контурах. Эти токи обычно называют вихревыми токами, или токами Фуко, по имени открывшего их французского физика. Направление и сила вихревого тока зависят от формы образца, от направления вектора магнитной индукции и скорости его изменения, от свойств материала, из которого сделан образец. В массивных проводниках вследствие малости электрического сопротивления токи могут быть очень большими и вызывать значительное нагревание.

Принцип работы индукционной плиты показан на рисунке. Под стеклокерамической поверхностью плиты находится катушка индуктивности, по которой протекает переменный электрический ток, создающий переменное магнитное поле. Частота тока составляет 20-60 кГц. В дне посуды наводятся токи индукции, которые нагревают его, а заодно и помещённые в посуду продукты. Нет никакой теплопередачи снизу вверх, от конфорки через стекло к посуде, а значит, нет и тепловых потерь. С точки зрения эффективности использования потребляемой электроэнергии индукционная плита выгодно отличается от всех других типов кухонных плит: нагрев происходит быстрее, чем на газовой или обычной электрической плите, а КПД нагрева у индукционной плиты выше, чем у этих плит.

Устройство индукционной плиты: 1 – посуда с дном из ферромагнитного материала; 2 – стеклокерамическая поверхность; 3 – слой изоляции; 4 – катушка индуктивности

Индукционные плиты требуют применения металлической посуды, обладающей ферромагнитными свойствами (к посуде должен притягиваться магнит). Причем чем толще дно, тем быстрее происходит нагрев.

1. Сила вихревого тока, возникающего в массивном проводнике, помещённом в переменное магнитное поле, зависит

1) только от формы проводника

2) только от материала и формы проводника

3) только от скорости изменения магнитного поля

4) от скорости изменения магнитного поля, от материала и формы проводника

2. Дно посуды для индукционных плит может быть выполнено из

3. Изменится ли, и если изменится, то как, время нагревания кастрюли на индукционной плите при увеличении частоты переменного электрического тока в катушке индуктивности под стеклокерамической поверхностью плиты? Ответ поясните.

Метеориты – это каменные или железные тела, падающие на Землю из межпланетного пространства. Они представляют собой остатки метеорных тел, не разрушившихся полностью при движении в атмосфере.

Падение метеоритов на Землю сопровождается световыми, звуковыми и механическими явлениями. По небу проносится яркий огненный шар, называемый болидом, сопровождаемый хвостом и разлетающимися искрами. По пути движения болида на небе остается след в виде дымной полосы, которая из прямолинейной под влиянием воздушных течений принимает зигзагообразную форму. Ночью болид освещает местность на сотни километров вокруг. После того как болид исчезает, через несколько секунд раздаются похожие на взрывы удары, вызываемые ударными волнами. Эти волны иногда вызывают значительное сотрясение грунта и зданий.

Встречая сопротивление воздуха, метеорное тело тормозится, его кинетическая энергия переходит в теплоту и свет. В результате поверхностный слой метеорита и образующаяся вокруг него воздушная оболочка нагреваются до нескольких тысяч градусов. Вещество метеорного тела после вскипания испаряется, частично разбрызгиваясь мельчайшими капельками. Падая на Землю почти отвесно, обломки метеорного тела остывают и при достижении грунта оказываются только теплыми. В месте падения метеоритов образуются углубления, размеры и форма которых зависят от массы метеоритов и скорости их падения.

Самый крупный метеорит был найден в Африке в 1920 году. Метеорит этот, названный Гоба, железный, масса его около 60 тонн. Такие крупные метеориты падают редко. Как правило, масса метеоритов составляет сотни граммов или несколько килограммов.

Метеориты состоят из таких же химических элементов, которые имеются на Земле. Но встречаются и метеориты, содержащие неизвестные на Земле минералы.

Железные метеориты почти целиком состоят из железа в соединении с никелем и незначительным количеством кобальта. В каменистых метеоритах находятся силикаты – минералы, представляющие собой соединения кремния с кислородом и некоторыми другими элементами.

В разных местах Земли были обнаружены тектиты – небольшие сгустки стекла массой в несколько граммов. В настоящее время установлено, что тектиты – это застывшие брызги земного вещества, выброшенные иногда на огромные расстояния.

Совокупность имеющихся данных указывает на то, что метеориты являются обломками малых планет – астероидов. Сталкиваясь между собой, они дробятся на еще более мелкие осколки. Эти осколки, встречаясь с Землей, падают на ее поверхность в виде метеоритов.

Падение метеоритов на землю сопровождается?

А. Механическими явлениями

Б. Звуковыми явлениями

В. Световыми явлениями

Правильным является ответ

В процессе движения метеорита его механическая энергия превращается в

А. Внутреннюю Б. Световую В. Кинетическую

Какие силы в наибольшей степени влияют на метеорит, практически отвесно падающий на поверхность Земли? Ответ поясните.

Задача 3. Полярные сияния

Хорошо известно, что в местах земного шара, расположенных за Северным или Южным полярным кругом, во время полярной ночи на небе вспыхивает свечение разнообразной окраски и формы. Это и есть полярное сияние. Иногда оно имеет вид однородной дуги, неподвижной или пульсирующей; иногда как бы состоит из множества лучей разной длины, которые переливаются, свиваются в виде лент и т.п. Цвет этого свечения желтовато-зелёный, красный, серо-фиолетовый. Долгое время природа и происхождение полярных сияний оставались загадочными, и только недавно оно было объяснено. Удалось установить, что полярные сияния возникают на высоте от 80 до 1000 км над Землей, чаще всего на высоте около 100 км. Дальше было выяснено, что полярные сияния представляют собой свечение разреженных газов земной атмосферы.

Была замечена связь между полярными сияниями и рядом других явлений. Многолетние наблюдения показали, что периоды максимальной частоты полярных сияний регулярно повторяются через промежутки в 11,5 лет. В течение каждого такого промежутка количество полярных сияний сначала от года к году убывает, а затем начинает возрастать, чтобы через 11,5 лет достигнуть максимума.

Оказалось, что также периодически, с периодом 11,5 лет, меняется форма и положение тёмных пятен на солнечном диске. При этом в годы максимума солнечных пятен, или, как говорят, в годы максимальной солнечной активности, максимума достигает и количество полярных сияний. Такую же периодичность имеет и количество магнитных бурь, оно тоже достигает максимума в годы с наибольшей солнечной активностью.

Сопоставляя эти факты, учёные пришли к выводу, что пятна на Солнце являются теми местами, откуда с огромной скоростью выбрасываются в пространство потоки заряженных частиц – электронов. Попадая в верхние слои нашей атмосферы, электроны, обладающие большой энергией, ионизируют составляющие её газы и заставляют их светиться.

Эти же электроны оказывают влияние на магнитное поле Земли. Заряженные частицы, испускаемые Солнцем, подходя к Земле, попадают в земное магнитное поле. На движущиеся в магнитном поле электроны действует сила Лоренца, которая отклоняет их от первоначального направления движения. Было показано, что заряженные частицы, отклоняемые магнитным полем Земли, могут попадать только в приполярные области земного шара. Эта теория хорошо согласуется с большим количеством фактов и является в настоящее время общепринятой.

1. Какова природа полярных сияний?

1) ионизация быстрыми электронами молекул газов, входящих в состав воздуха

2) свечение газов, ежесекундно выбрасываемых Солнцем в пространство между планетами

3) свечение быстрых электронов, выбрасываемых Солнцем

4) свечение восходящих от земли потоков воздуха

2. Полярные сияния наблюдаются в приполярных областях потому, что

А. Под действием силы Лоренца заряженные частицы отклоняются от первоначального направления движения и попадают в приполярные области Земли.

Б. Атмосфера в приполярных областях наиболее разрежена, и электроны до столкновения с молекулами могут приобрести достаточно большую энергию.

Правильным ответом является

3. Связана ли периодичность полярных сияний с солнечной активностью? Ответ поясните.

Задачи 4. Адсорбция

Твёрдое тело, находящееся в газе, всегда покрыто слоем молекул газа, некоторое время удерживающихся на нём молекулярными силами. Это явление называется адсорбция. Количество адсорбированного газа зависит от площади поверхности, на которой могут адсорбироваться молекулы. Адсорбирующая поверхность особенно велика у пористых веществ, пронизанных множеством мелких каналов. Количество адсорбированного газа зависит также от природы газа и от химического состав твёрдого тела.

Одним из примеров веществ-адсорбентов является активированный уголь, то есть уголь, освобождённый от смолистых примесей прокаливанием. В промышленности хороший активированный уголь получают из ореховой скорлупы (кокосовой), из косточек некоторых плодовых культур.

Классическим примером использования адсорбирующих свойств активированного угля является противогаз. Фильтры, содержащие активированный уголь, применяются во многих современных устройствах для очистки питьевой воды. Активированный уголь применяется в химической, фармацевтической и пищевой промышленности.

В медицине процесс выведения из организма чужеродных веществ, попадающих в него из окружающей среды или образовавшихся в самом организме токсических продуктов обмена, называется энтеросорбция. Лекарственные средства, поглощающие и выводящие из желудочнокишечного тракта вредные токсичные для организма вещества, называют энтеросорбентами. Эффективность энтеросорбентов зависит от площади их активной поверхности. При заданной массе энтеросорбента площадь активной поверхности обратно пропорциональна размеру его частиц: чем меньше размеры частиц, тем больше суммарная площадь их активной поверхности.

На диаграмме представлены сравнительные характеристики энтеросорбентов на основе диоксида кремния: удобство дозирования и применения (по вертикальной оси) и эффективность применения в расчёте на 1 г сорбента для выведения токсинов белковой природы (по горизонтальной оси). Размер пузырька адсорбированного газа пропорционален площади активной поверхности, приходящейся на 1 г сорбента.

1. Количество адсорбированного газа зависит . . .

только от природы газа

только от свойств твёрдого тела

от природы газа и химического состава твердого тела

от природы газа, химического состава твёрдого тела и площади адсорбирующей поверхности

2. Какое(-ие) из утверждений справедливо(-ы)?

А. Средством, обладающим максимальным удобством в дозировании и применении, является уголь активированный.

Б. При одинаковой массе сорбента наиболее эффективным для связывания токсинов является применение белого угля.

оба утверждения верны

оба утверждения не верны

3. Какие частицы энтеросорбента (крупные или мелкие) окажут большее терапевтическое действие при одинаковой потребляемой массе сорбента? Ответ поясните.

Задача 5. Флотация

Чистая руда практически никогда не встречается в природе. Почти всегда полезное ископаемое перемешано с «пустой», ненужной горной породой. Процесс отделения пустой руды от полезного ископаемого называют обогащением руды.

Одним из способов обогащения руды, основанным на явлении смачивания, является флотация. Сущность флотации состоит в следующем. Раздробленная в мелкий порошок руда взбалтывается в воде. Туда же добавляется небольшое количество вещества, обладающего способностью смачивать одну из подлежащих разделению частей, например, крупицы полезного ископаемого, и не смачивать другую часть – крупицы пустой породы. Кроме того, добавляемое вещество не должно растворяться в воде. При этом вода не будет смачивать поверхность крупицы руды, покрытую слоем добавки. Обычно применяют какое-нибудь масло. В результате перемешивания крупицы полезного ископаемого обволакиваются тонкой плёнкой масла, а крупицы пустой породы остаются свободными. В получившуюся смесь очень мелкими порциями вдувают воздух. Пузырьки воздуха, пришедшие в соприкосновение с крупицей полезной породы, покрытой слоем масла и потому не смачиваемой водой, прилипают к ней. Это происходит потому, что тонкая плёнка воды между пузырьками воздуха и не смачиваемой ею поверхностью крупицы стремится уменьшить свою площадь, подобно капле воды на промасленной бумаге, и обнажает поверхность крупицы.

Крупицы полезной руды с пузырьками воздуха поднимаются вверх, а крупицы пустой породы опускаются вниз. Таким образом, происходит более или менее полное отделение пустой породы и получается концентрат, богатый полезной рудой.

1. Почему крупицы полезной руды с пузырьками воздуха поднимаются вверх из смеси воды и руды?

1) на них действует выталкивающая сила, меньшая, чем сила тяжести

2) на них действует выталкивающая сила, большая, чем сила тяжести

3) на них действует выталкивающая сила, равная силе тяжести

4) на них действует сила поверхностного натяжения слоя воды между масляной плёнкой и пузырьком воздуха

2. Что такое флотация?

1) способ обогащения руды, в основе которого лежит явление плавания тел

2) плавание тел в жидкости

3) способ обогащения руды, в основе которого лежит явление смачивания

4) способ получения полезных ископаемых

3. Можно ли, используя флотацию, сделать так, чтобы пустая порода всплывала вверх, а крупицы руды оседали на дно? Ответ поясните.

Если тело движется внутри жидкости или газа, то вся его поверхность всё время соприкасается с частицами жидкости или газа. Со стороны жидкости или газа на тело действуют силы, направленные навстречу движению. Эти силы называются сопротивлением среды. Как и силы трения, силы сопротивления всегда направлены против движения и тормозят его. Поэтому сопротивление среды можно рассматривать как один из видов сил трения. Сила сопротивления обусловлена не только трением воздуха о поверхность тела, но и изменением движения потока. В воздушном потоке, изменённом присутствием тела, давление на передней стороне тела растёт, а на задней – понижается. Таким образом, создаётся разность давлений, тормозящая движущееся тело, погружённое в поток. Движение воздуха позади тела принимает беспорядочный вихревой характер.

Сила сопротивления зависит от относительной скорости потока, от размеров и формы тела. Если тело имеет гладкую шарообразную или сигарообразную форму, то оно обтекается потоками воздуха и потому не нарушает правильность потока. Давление на заднюю часть тела лишь немного понижено по сравнению с давлением на переднюю часть тела и сопротивление движению тела невелико. За прямоугольной пластинкой при её движении образуется область беспорядочного движения воздуха, где давление сильно падает.

Для уменьшения сопротивления движению на самолётах устанавливают различные обтекатели, которые устраняют завихрения потока выступающими частями конструкций. Главную роль при этом играет задняя часть движущегося тела, так как понижение давления вблизи неё больше, чем повышение давления в передней части. Поэтому особенно существенно придание обтекаемой формы именно задней части тела.

Сопротивление воздуха сильно влияет и на движение наземного транспорта: с увеличением скорости автомобиля на преодоление сопротивления воздуха затрачивается большая часть мощности двигателя. Поэтому автомобилям придаётся по возможности обтекаемая форма.

Особенностью сил трения внутри жидкости или газа является отсутствие трения покоя. Твёрдое тело, находящееся на поверхности другого твёрдого тела, может быть сдвинуто с места, только если к нему приложена сила, превосходящая максимальную силу трения покоя. При меньшей силе твёрдое тело с места не сдвинется.

Если тело находится в жидкости, то для приведения его в движение достаточно очень небольшой силы. Например, один человек никогда не сдвинет с места лежащий на земле камень массой 100 т. В то же время груженую баржу массой 100 т, плавающую на воде, один человек, хотя и очень медленно, может сдвинуть. По мере увеличения скорости сопротивление среды сильно увеличивается.

1. Сила сопротивления зависит от

от относительной скорости потока, от размеров

зависит от разности давлений спереди и сзади тела

от относительной скорости потока, от размеров и формы тела

от рода вещества, из которого изготовлено тело

2. Какое(-ие) из утверждений справедливо(-ы)?

Для уменьшения сопротивления движению

А. Обтекаемую форму придают задней части тела.

Б. Понижение давления вблизи задней части тела больше, чем повышение давления в передней части.

оба утверждения не верны

оба утверждения верны

3. Изменится ли сила сопротивления движению лодки, если на неё положить дополнительный груз без изменения прочих условий движения? Ответ поясните.

Задача 7. Цвет предметов

Цвет предметов при рассмотрении их в солнечном свете связан с явлениями отражения и пропускания солнечных лучей различных длин волн предметами. Непрозрачные предметы приобретают цвет в зависимости от того излучения, которое отражается от поверхности предмета и попадает к нам в глаз. При рассмотрении прозрачного тела на просвет его цвет будет зависеть от пропускания лучей различных длин волн.

Световой поток, падающий на тело, частично отражается (рассеивается), частично пропускается и частично поглощается телом. Доля светового потока, участвующего в каждом из этих процессов, определяется с помощью соответствующих коэффициентов: отражения р, пропускания т и поглощения а. Так, например, коэффициент поглощения равен отношению светового потока, поглощенного телом, к световому потоку, падающему на тело. Различие в значениях коэффициентов р, т и а и их зависимость от длины световой волны обусловливает чрезвычайное разнообразие в цветах и оттенках различных тел.

Для непрозрачных тел коэффициент пропускания практически равен нулю для всех длин волн. Чёрные непрозрачные тела поглощают практически весь падающий на них свет, белые непрозрачные тела отражают практически весь падающий на них свет. Для красных непрозрачных лепестков розы коэффициент отражения близок к единице для красного цвета (для других цветов очень мал), коэффициент поглощения, наоборот, близок к единице для всех цветов, кроме красного, коэффициент пропускания практически равен нулю для всех длин волн. Прозрачное зелёное стекло имеет коэффициент пропускания, близкий к единице, для зелёного цвета, тогда как коэффициенты отражения и поглощения для зелёного цвета близки к нулю. Прозрачные тела могут иметь разный цвет в проходящем и отражённом свете.

1. Коэффициент отражения численно равен

1) световому потоку, падающему на тело

2) световому потоку, отражённому телом

3) отношению светового потока, падающего на тело, к световому потоку, отражённому телом

4) отношению светового потока, отражённого телом, к световому потоку, падающему на тело

2. Какое из утверждений является верным для сажи?

1) Коэффициенты пропускания и отражения близки к единице для всех длин волн.

2) Коэффициенты пропускания и поглощения близки к единице для всех длин волн.

3) Коэффициенты пропускания и отражения близки к нулю для всех длин волн.

4) Коэффициенты пропускания и поглощения близки к нулю для всех длин волн.

3. Какого цвета будет казаться зелёная трава, если её рассматривать через красный фильтр? Ответ поясните.

Задача 8. Ультрафиолетовое излучение

К ультрафиолетовому излучению относят электромагнитное излучение, занимающее диапазон между видимым излучением и рентгеновским излучением (400-10 нм). От Солнца мы получаем не только видимый свет, но и ультрафиолет. Однако коротковолновая часть ультрафиолета, излучаемого Солнцем, не достигает поверхности Земли. Благодаря озоновому слою в атмосфере Земли, поглощающему ультрафиолетовые лучи, спектр солнечного излучения вблизи поверхности Земли практически обрывается на длине волны 290 нм.

Ультрафиолетовый спектр разделяют на ультрафиолет-А (УФ-А) с длиной волны 315-400 нм, ультрафиолет-В (УФ-В) — 280-315 нм и ультрафиолет-С (УФ-С) — 100-280 нм, которые отличаются по проникающей способности и биологическому воздействию на организм.

Под действием ультрафиолета в коже вырабатывается особый пигмент, при этом кожа приобретает характерный оттенок, известный как загар. Спектральный максимум пигментации соответствует длине волны 340 нм.

На организм человека вредное влияние оказывает как недостаток ультрафиолетового излучения, так и его избыток. Воздействие на кожу больших доз УФ- излучения приводит к кожным заболеваниям. Повышенные дозы УФ-излучения воздействуют и на центральную нервную систему. Ультрафиолетовое излучение с длиной волны менее 0,32 мкм отрицательно влияет на сетчатку глаз, вызывая болезненные воспалительные процессы.

Недостаток УФ-лучей опасен для человека, так как эти лучи являются стимулятором основных биологических процессов организма. Наиболее выраженное проявление «ультрафиолетовой недостаточности» — авитаминоз, при котором нарушается фосфорно-кальциевый обмен и процесс костеобразования, а также происходит снижение работоспособности и защитных свойств организма. Подобные проявления характерны для осенне-зимнего периода при значительном отсутствии естественной ультрафиолетовой радиации («световое голодание»).

1. Солнечный загар на коже человека возникает преимущественно под действием

4) видимого света

2. Согласно тексту, термин «световое голодание» связывают

1) с коротким световым днем в зимнее время года

2) с длительной полярной ночью вблизи географического полюса

3) с отсутствием ультрафиолетового излучения с длиной волны менее 290 нм

4) с отсутствием ультрафиолетового излучения с длиной волны более 290 нм

3. На рисунке представлены кривые, характеризующие пропускание электромагнитных лучей синтетическим кварцевым стеклом Suprasil 300, оптическим стеклом ВК 7 и обычным стеклом.

Защищает ли кварцевое стекло Suprasil 300 от загара? Ответ поясните.

Задача 9. Микроволновая печь

В микроволновых печах продукты нагреваются, поглощая энергию электромагнитных волн сверхвысоких частот (СВЧ). В домашних микроволновых печах частота достигает 2450 МГц, а излучение создаётся особым электронным устройством —магнетроном и отражается металлическими стенками печи. СВЧ-излучение мгновенно проникает вглубь продукта, возбуждает молекулы воды, и за счёт этого продукт нагревается (вплоть до температуры кипения воды).

Посуда для микроволновых печей должна быть из диэлектрических материалов: жаропрочного стекла, обычного фарфора и керамики, но без рисунков и ободков, наносимых металлосодержащими красками. Металл в краске может вызывать электрические разряды. Вся посуда должна предусматривать выход для пара. От вредного воздействия СВЧ-излучения хозяек защищает металлический кожух и конструктивные ловушки по периметру дверцы. При включении магнетрона дверца блокируется, чтобы её нельзя было открыть. При открывании дверцы, повышении температуры стенки камеры или кожуха печки специальные датчики мгновенно отключают магнетрон.

Каждая микроволновая печь содержит магнетрон, который преобразует электрическую энергию в сверх-высокочастотное электрическое поле частотой 2450 Мегагерц (МГц) или 2,45 Гигагерц (ГГц), которое и взаимодействует с молекулами воды в пище.

Это можно себе представить следующим образом: молекула воды, когда к ней приложено электрическое поле, всегда стремится сориентировать себя вдоль поля, подобно тому, как стрелка компаса стремится установиться вдоль магнитного поля Земли. Однако, в поле сверхвысокочастотной электромагнитной волны направление электрического поля меняется с очень высокой частотой (более миллиарда раз в секунду), и молекуле приходится постоянно вращаться. Микроволны «бомбят» молекулы воды в пище, заставляя их вращаться с частотой в миллионы раз в секунду, создавая молекулярное трение, которое и нагревает еду. Это трение наносит значительный ущерб молекулам пищи, разрывая или деформируя их, создавая структурную изомерию.

1. В микроволновых печах продукты нагреваются:

1) при поглощении световых лучей поверхностным слоем продуктов;

2) за счёт возбуждения молекул воды электромагнитным излучением;

3) от горячих стенок кастрюли;

4) значительно выше температуры кипения воды.

2. Миша решил впервые воспользоваться микроволновой печью и разогреть себе борщ на обед. Какая посуда должна для этого использоваться?

1) фарфоровая тарелка;

2) алюминиевая кастрюля;

3) стеклянная банка с герметичной крышкой;

4) эмалированная металлическая миска.

3. Можно ли нагреть еду в микроволновой печи, если направление электрического поля будет меняться с частотой много меньшей миллиарда раз в секунду? Ответ поясните.

1. Принцип действия индукционной плиты

Образец возможного ответа

Время нагревания уменьшится. При увеличении частоты тока в катушке индуктивности увеличивается скорость изменения создаваемого им магнитного поля и, следовательно, увеличивается величина вихревого индукционного тока в днище кастрюли. Согласно закону Джоуля-Ленца, увеличение силы тока в проводнике приводит к увеличению количества теплоты, выделяемого в проводнике за единицу времени.

Образец возможного ответа

На метеорит действует сила тяжести и сила торможения (сопротивления), возникающая при движении в атмосфере Земли. Сила сопротивления зависит от скорости метеорита. Поскольку скорость очень велика, то и сила сопротивления значительна.

3. Полярные сияния

Образец возможного ответа

Связана. Во время солнечной активности с поверхности Солнца выбрасывается огромное количество заряженных частиц, которые, достигая верхних слоёв атмосферы Земли, ионизируют составляющие её газы, вызывая их свечение. Таким образом, число полярных сияний возрастает при увеличении солнечной активности.

Образец возможного ответа

Мелкие частицы окажут большее терапевтическое действие. При одинаковой массе энтеросорбента суммарная площадь активной поверхности больше в случае мелких частиц. Следовательно, большим окажется и терапевтическое действие.

3. Образец возможного ответа

Можно. Чтобы пустая порода всплывала вверх, необходимо добавить в воду жидкость, смачивающую пустую породу и не смачивающую крупинки руды. В этом случае пузырьки вдуваемого воздуха «прилипают» к крупинкам пустой породы, и она всплывает вверх. Крупинки руды не смачиваются жидкостью и опускаются на дно.

6. Сопротивление среды

3. Образец возможного ответа

Изменится. У нагруженной лодки увеличится осадка, т.е. часть лодки, находящаяся в воде. Следовательно, сила сопротивления воды увеличится.

7. Цвет предметов

Образец возможного ответа

Зелёная трава отражает лучи зелёной части спектра и поглощает лучи всех других цветов. Красный фильтр пропускает только лучи красного цвета. Поэтому в глаз наблюдателю, который рассматривает траву через красный фильтр, не поступает никаких лучей (как от предмета чёрного цвета).

8. Ультрафиолетовое излучение

Образец возможного ответа

Нет, не защищает. Спектральный максимум пигментации кожи соответствует длине волны 340 нм. Для стекла Suprasil 300 пропускание солнечного излучения на этой длине волны составляет примерно 90%.

9. Микроволновая печь

Образец возможного ответа

Нельзя. Молекулы воды не смогут вращаться с большой частотой, создавая молекулярное трение, которое и нагревает еду.

💥 Видео

Свойства комплексных соединений. 11 класс.Скачать

Калькулятор площади помещения онлайн + схема по размерамСкачать

#38 | 1с с нуля. Справочник. Модуль формы. Обработчики событий. Часть 1 |#1С| #программирование |Скачать

М 1-6 Расчет нестабилизированных основанийСкачать

Что такое ЭФФЕКТ ПАМЯТИ АККУМУЛЯТОРАСкачать

Позиционный допуск. Назначение баз на примере круглого фланца. Лекция 22Скачать

12.12.2023 || О функции распределения площади и периметра для плоских пуассоновских процессов прямойСкачать

Рефрактометр УРЛ-1Скачать

С.р.1 Площадь поверхности призмыСкачать

Что круче: чёрный или белый уголь?Скачать

Как формировать стоимость услуги 3D печати? Как не работать в минус, а зарабатывать. Личный опытСкачать

16 Вольт для аккумулятора кальциевого и не толькоСкачать

Все ли в порядке у новорожденного? На что смотреть? Нужно ли ползать? И зачем?Почему не ходит в 1г?Скачать