Microsoft Word Materiallar Full
II INTERNATIONAL SCIENTIFIC CONFERENCE OF YOUNG RESEARCHERS
Yüklə 18,89 Mb. Pdf görüntüsü
|
|
II INTERNATIONAL SCIENTIFIC CONFERENCE OF YOUNG RESEARCHERS
23
Qafqaz University 18-19 April 2014, Baku, Azerbaijan КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ В РАБОТАХ ФИЗИЧЕСКОГО ПРАКТИКУМА ПО МОЛЕКУЛЯРНОЙ ФИЗИКЕ Умай ГАСЫМОВА, Нурлана БАЛИЕВА Университета Гафгаз bqasimov@qu.edu.az АЗЕРБАЙДЖАН
Современное физическое образование в университетах включает систему лабораторного практикума как обязательный компонент, который реализует принцип активного обучения. Использование такого компонента органически сочетается с подходом, связанным с использованием компьютерных технологий как среды для подготовки студентов физического факультета Университета “Qafqaz”, описанным в нашей недавней публикации [1]. В университете “Qafqaz” на базе лабораторного практикума PASCO [2] оборудована современная лаборатория, позволяющая студентам проводить экспериментальные исследования по механике, молекулярной физике, электро- магнетизму и другим разделам физики. В соответствии с разработанными проектами, студенты проводят экспери- ментальные исследования, обрабатывают и анализируют полученные данные с помощью построенных ими матема- тических моделей, реализуя, таким образом, принцип активного обучения. В настоящей работе описан один из таких проектов, реализованный студентами 3 курса физического факультета – исследование процесса установления теплового равновесия сосуда с водой с окружающей средой и создание компьютерной модели этого процесса. Постановка задачи. Имеется сосуд с водой, начальная температура которой (Т 0 ), также как и температура окружающей среды (T env
), заданы условиями эксперимента. Задача состоит в экспериментальном определении функциональной зависимости температуры воды от времени, в процессе установления теплового равновесия с окружающей средой и построении численной модели процесса на основании закона охлаждения Ньютона. На основе построенной модели и проведенного численного эксперимента предлагается определить минимальное время, необходимое для охлаждения воды до заданной температуры при условии, что наряду с нагретой водой имеется также небольшое заданное количество воды при температуре окружающей среды. Постановка задачи сводится к определению момента времени после начала остывания сосуда с водой, когда следует частично остывшую воду смешать с имеющейся холодной водой, добившись, таким образом, скорейшего охлаждения сосуда с водой до заданной температуры. Зависимость температуры воды в сосуде от времени в процессе охлаждения определяется экспериментально с использованием оборудования PASCO, включающего “PASCO 750 Interface”, “Temperature Sensor (CI-6605)”, а также программное обеспечение “Data Studio”, позволяющее отображать результаты измерений на экране компьютерного монитора. Для проведения эксперимента был использован лабораторный сосуд с 200 мл воды, нагретой до температуры кипения. Полученные результаты приведены на Рисунке 1.
|