?

Log in

No account? Create an account
ЕГЭ по физике - Maxim Pshenichnikov
June 6th, 2009
12:32 pm

[Link]

Previous Entry Share Next Entry
ЕГЭ по физике

Поддавшись всеобщему умопомрачению, пошел посмотреть ЕГЭ по физике (да-да, я знаю, что это не совсем ЕГЭ, но тем не менее). Уже второй вопрос поставил меня в тупик:

Весной при таянии льда в водоеме температура окружающего воздуха
- уменьшается
- увеличивается
- не изменяется
- может или увеличиваться или уменьшаться


Надо бы все-таки по-аккуратнее формулировать.

(28 comments | Leave a comment)

Comments
 
[User Picture]
From:fdut4
Date:June 6th, 2009 12:45 pm (UTC)
(Link)
А в чём сложность то? Не забывайте, что вопросы формулируют не для нас с вами, имеющих опыт и понимание того, что все процессы многофакторны. Для нормального школьника, понимающего, что процесс плавления - эндотермический, ответ достаточно очевиден.
[User Picture]
From:oude_rus
Date:June 6th, 2009 01:56 pm (UTC)
(Link)
то есть необходимая энергия может поступать только из воздуха?
[User Picture]
From:fdut4
Date:June 7th, 2009 10:18 am (UTC)
(Link)
Если рассматривать систему как замкнутую (не принимая во внимание энергию солнца и теплоперенос движением воздушних масс), то откуда же ещё ей браться?
[User Picture]
From:oude_rus
Date:June 7th, 2009 10:26 am (UTC)
(Link)
вот и я думаю: откуда она в природе-то берется?
[User Picture]
From:fdut4
Date:June 7th, 2009 11:20 am (UTC)
(Link)
солнышко, всё оно хорошее. постоянный приток. больше неоткуда.
[User Picture]
From:tommi_anya
Date:June 6th, 2009 03:55 pm (UTC)
(Link)
нормальный школьник, хоть раз бывший на берегу водоема весной во время таяния льда, знает, что температура воздуха может как уменьшаться так и увеличиваться. Опыт и понимание того, что многие процессы многофакторны и непредсказуемы есть даже у трехлеток.
А данный вопрос как раз из серии, где школьник должен угадать, что именно хотят от него услышать. У аввы вон целых три страницы комментов с такими дурацкими задачами ;)
[User Picture]
From:oude_rus
Date:June 6th, 2009 04:17 pm (UTC)
(Link)
совершенно верно. причем вопрос вполне можно переформулировать, чтобы минимизировать неопределенность.
[User Picture]
From:fdut4
Date:June 7th, 2009 10:17 am (UTC)
(Link)
нормальный школьник ещё с 7 класса приучен оперировать сферическими конями в вакууме. Если приучать его к реальной многофакторности, мозги не выдержат раз и матаппарат придётся серьёзно расширять два.
К примеру, все задачи на полёт снаряда под углом - даются по моему в 9 классе или даже раньше. Чтобы ввести туда реальность - сопротивление воздуха - надо сначала дать довольно неплохие навыки интегрирования, которые в школе не знаю как сейчас, но в 90-х давались весьма обзорно классе в 11-м.
[User Picture]
From:oude_rus
Date:June 7th, 2009 10:28 am (UTC)
(Link)
если пренебречь трением воздуха, то ответ получится вполне правдоподобным. а вот полагать, что энергия для таяния льда берется из воздуха - это концептуальная ошибка.
[User Picture]
From:fdut4
Date:June 7th, 2009 10:32 am (UTC)
(Link)
То, что энергия для таяния льда берётся из воздуха - это не концептуальная ошибка, а медицинский так сказать, факт, посмотрите ниже я суть процесса описал.

А трение воздуха даёт в реальностии до 10% погрешности в зависимостии от вормы снаряда... Думаете для чего артиллеристы раньше таскали с собой кучу логарифмических таблиц?
[User Picture]
From:oude_rus
Date:June 7th, 2009 10:33 am (UTC)
(Link)
а в воздухе энергия откуда берется?
[User Picture]
From:fdut4
Date:June 7th, 2009 10:39 am (UTC)
(Link)
от солнышка. если переходить на следующий уровень понимания, то температура воздуха суть суммарная кинетическая энергия движения молекул газов его составляющих. фотон ударился о молекулу азота или кислорода - она побежала быстрее, температура повысилась. Та же молекула ударилась об лёд - часть энергии отдала, отскочила, но уже медленнее, температура понизилась.
[User Picture]
From:oude_rus
Date:June 7th, 2009 11:05 am (UTC)
(Link)
ну вот Вы сами и ответили на вопрос (даже если принять Вашу модель). Температура окружающего воздуха повышается, лед тает, температура прилегающего воздуха уменьшается, но он быстро перемешивается с теплым. В итоге интегральная температура воздуха повышается. беее!

да, и я предпочитаю тыкать, если нет возражений.
[User Picture]
From:fdut4
Date:June 7th, 2009 11:27 am (UTC)
(Link)
не возражаю.
но при перемешивании тёплого воздуха с холодным, согласись что средняя температура получится ниже чем у просто тёплого? :)
И ещё раз говорю - школьников с 7 класса приучают оперировать материальными точками, бесконечно длинными тонкими нитками итд. поэтому абсолютное большинство из них не будет вдаваться в такие детали как перемешиваниие воздуха. Школьная модель рассматривает систему водоём-окружающий воздух как в сковородке накрытой крышкой. В принципе, это правильно, поскольку в противном случае, например, задача "определить на сколько понизится температура воздуха при таянии льда толщиной 20 см. в водоёме диаметром 10 метров" в рамках школьного матаппарата решения не имеет. Хотя, строго говоря, она и так численного решения не имеет, а точный пример придумывать лень :)
[User Picture]
From:oude_rus
Date:June 7th, 2009 11:55 am (UTC)
(Link)
нет, не получится, поскольку лед тает в водоеме, а воздух - окружающий. а система-то ни разу не замкнутая!

но мне непонятно, зачем разводить такие длинные дискуссии, когда гораздо проще сменить условие -- да на ту же самую кастрюльку-с-крышкой. у меня только одно объяснение: создатели теста считают, что понижение температуры - единственно правильный ответ (а проверил последний, он неправильный).
[User Picture]
From:fdut4
Date:June 7th, 2009 12:13 pm (UTC)
(Link)
Лёд тает не в водоёме, а на границе сред лёд-воздух.

Про то что в условии хоррошо было бы ввести упоминание про замкнутость системы согласен. Только не я эти тесты писал :)

И ещё раз говорю - из приведённых вариантов, единственный правильный ответ - уменьшается. Выбирая последний ответ школьник показывает непонимание тех основ физики, которые в него закладывали 5 лет...
[User Picture]
From:_dmitrii
Date:June 6th, 2009 09:36 pm (UTC)
(Link)
Угу...
Но даже при эндотермическом процессе тепло не переносится от более холодного тела к более горячему.
Поскольку температура льда при плавлении остаётся неизменной, какой интересно может быть при этом температура окружающего воздуха? В общем случае должно установиться равновесное состояние и после этого температура воздуха не должна меняться до того момента, как весь лёд растает.
Однако этот ответ неправильный.
[User Picture]
From:fdut4
Date:June 7th, 2009 10:14 am (UTC)
(Link)
Почитайте http://ru.wikipedia.org/wiki/Лёд
Раздел удельная теплота плавления.
Если рассматривать систему водоём-лёд-воздух как условно адиабатическую (не учитывать влияние солнца и движение воздушных масс), при таения льда температура окружающего воздуха неминуемо должна снизиться.
Как выросший в мурманске, могу даже привести пример из жизни - в мае-июне, когда вскрываются ото льда карское море и море лаптевых, на кольском полуострове обязательно на недельку возникает серьёзное похолодание.
[User Picture]
From:oude_rus
Date:June 7th, 2009 10:17 am (UTC)
(Link)
вот видите, как Вам в жизни повезло. а мое детское наблюдение ровно противоположно: лед тает, когда воздух теплеет.
[User Picture]
From:fdut4
Date:June 7th, 2009 10:20 am (UTC)
(Link)
вопрос избирательности восприятия. а физика - наука объективная и оперирует вполне однозначными законами, пусть и с неочевидными и не всегда состыкующимися с жизнинным опытом допущениями :)
[User Picture]
From:oude_rus
Date:June 7th, 2009 10:29 am (UTC)
(Link)
неы, это неизбирательность восприятия, это вопрос места проживания. я, знаете ли, маасквич. воды у нас, конечно, много, но с вами не сравнить.
[User Picture]
From:fdut4
Date:June 7th, 2009 10:25 am (UTC)
(Link)
и, кстати, вы неверно трактовали вопрос перепутав причину и следствие :) Понятно что весной когда солнышко пригревает, то и воздух теплеет и лёд тает. но при таении льда в некоторый момент времени идёт поглощение энергии на разрыв связей кристаллической решётки, причём энергии немаленькой. есть три способа передачи энергии - излучение, конвекция и тепломассоперенос. Лёд имеет очень высокую отражающую способность, поэтому излучением много не передаётся. Основная энергия передаётся тепломассопереносом как раз из воздуха верхним слоям льда, при этом воздух охладжается. А вот уже внутри толщи льда, пееренос идёт конвективным путём. Это если давать развёрнутый многофакторный ответ.
[User Picture]
From:oude_rus
Date:June 7th, 2009 10:32 am (UTC)
(Link)
//Лёд имеет очень высокую отражающую способность

для какого излучения?
[User Picture]
From:fdut4
Date:June 7th, 2009 10:42 am (UTC)
(Link)
хм, вопросик... Не готов ответить насчёт проникающего или высокочастотного, но для видимого спектра точно.
Есть такой показатель - степень белизны - для незасранного льда он варируется от 0,9 до 0,96 - это и есть та часть энергии, которая отражается, соответственно поглощается от 10 до 4 процентов этой формы энергии.
[User Picture]
From:oude_rus
Date:June 7th, 2009 11:09 am (UTC)
(Link)
от незасранного льда по закону снеллиуса отражается всего-навсего 3% (если по нормали); остальное же проходит вовнутрь.
[User Picture]
From:fdut4
Date:June 7th, 2009 11:19 am (UTC)
(Link)
ну дык, то по нормали... а по нормали это только в полдень.
[User Picture]
From:_dmitrii
Date:June 7th, 2009 08:39 pm (UTC)
(Link)
Гм... Оно свершилось, меня послали в википедию, читать статью про лёд :)

А там про все виды твёрдого льда написано? Про лёд VII тоже есть? Как, где и при каких условиях он образуется? :)

Ладно, посмеялись, теперь о теме.

"если рассматривать систему водоём-лёд-воздух как условно адиабатическую"

А в какой момент времени мы начнём её рассматривать как адиабатическую? :)
Набрала энергии, а потом мы её типа взяли и закрыли, да? Ну так если не указано иного, то рассматривать закрытую систему мы должны именно после установления в ней равновесного состояния. Не так ли?
А после установления равновесия в этой системе температура там тоже будет строго постоянной.

Если же смотрим до того как закрыли систему, то температура воздуха может как повышаться, так и понижаться - в зависимости от того, какой процесс преобладает - приток энергии извне или поглощение его водой.

Если в открытой системе теплопроводностью пренебречь, то температура воздуха будет строго 0 градусов до тех пор, пока лёд не растает.
Если не пренебрегать, но отбросить иные влияющие факторы, типа течений, конвекции, солнца и ветров, то температура воздуха также будет постоянной, с градиентом температур, после того, как установится равновесное состояние.

Так что в той задачке просят рассмотреть какого-то сферического коня в вакууме, где система лёд-вода просто забирает энергию из воздуха вне связи с физической сущностью процесса.
[User Picture]
From:oude_rus
Date:June 9th, 2009 08:33 am (UTC)
(Link)
ну да, поэтому я и сказал, что предполагаемый ответ - это концептуальная ошибка.
Powered by LiveJournal.com