feat(phys10 ch2 wave1): §11 «Внутренняя энергия» + §12 «Работа в ТД»
This commit is contained in:
Maxim Dolgolyov
@@ -640,34 +640,694 @@ function wireReadBtn(paraId){
|
||||
function build_p11(){
|
||||
const box = document.getElementById('p11-body');
|
||||
let html = '';
|
||||
html += makeCard('theory', "Внутренняя энергия", "§11", `
|
||||
<p><b>Внутренняя энергия</b> — этот параграф в разработке (Phase 1+).</p>
|
||||
<p>Здесь появятся: теория, формулы, разобранные примеры и 3–4 интерактива в стиле «алгебры 11» — таблицы, симуляции, ползунки, drag-and-drop и автопроверяемые тренажёры.</p>
|
||||
<p style="margin-top:10px;padding:10px 14px;background:var(--sec-acc-soft);border-radius:9px;font-size:.92rem">
|
||||
<b>Phase 0:</b> создан скелет учебника. <b>Phase 2+:</b> наполнение этого § содержанием по учебнику «Физика 10» (Беларусь, 2019).
|
||||
</p>
|
||||
|
||||
/* THEORY 1 — Термодинамическая система и внутренняя энергия */
|
||||
html += makeCard('theory', "Термодинамическая система и внутренняя энергия", "§11", `
|
||||
<p><b>Термодинамическая система</b> — совокупность тел, способных взаимодействовать друг с другом и с окружающими телами путём обмена энергией. Система может быть <b>изолированной</b> (нет обмена с окружением) или <b>открытой</b>.</p>
|
||||
<p style="margin-top:8px"><b>Внутренняя энергия</b> $U$ — энергия движения и взаимодействия частиц системы:</p>
|
||||
<ul style="margin:6px 0 8px 22px;line-height:1.75">
|
||||
<li>кинетическая энергия теплового движения молекул и атомов;</li>
|
||||
<li>потенциальная энергия взаимодействия молекул.</li>
|
||||
</ul>
|
||||
<p>Внутренняя энергия <b>не включает</b>:</p>
|
||||
<ul style="margin:6px 0 8px 22px;line-height:1.75">
|
||||
<li>кинетическую энергию системы как целого (например, движение сосуда);</li>
|
||||
<li>потенциальную энергию системы во внешнем поле.</li>
|
||||
</ul>
|
||||
<p>$U$ — <b>функция состояния</b>: зависит только от макропараметров системы ($T$, $V$, $\\nu$).</p>
|
||||
`);
|
||||
|
||||
/* THEORY 2 — Внутренняя энергия идеального газа */
|
||||
html += makeCard('rule', "Внутренняя энергия идеального газа", "§11", `
|
||||
<p>Для <b>идеального одноатомного газа</b> (He, Ne, Ar) взаимодействие молекул отсутствует, поэтому $U$ — это только кинетическая энергия молекул:</p>
|
||||
<p style="text-align:center;margin:10px 0">$$U = \\dfrac{3}{2}\\,\\nu R T = \\dfrac{3}{2}\\,N k_B T$$</p>
|
||||
<p>через массу:</p>
|
||||
<p style="text-align:center;margin:10px 0">$$U = \\dfrac{3}{2}\\,\\dfrac{m}{M}\\,R T$$</p>
|
||||
<p style="padding:10px 14px;background:var(--warn-bg,#fef3c7);border-left:4px solid var(--warn,#f59e0b);border-radius:9px;margin:10px 0"><b>Главное:</b> внутренняя энергия идеального газа зависит <b>только от температуры</b>! Не зависит от объёма или давления.</p>
|
||||
<p><b>Изменение внутренней энергии</b>:</p>
|
||||
<p style="text-align:center;margin:10px 0">$$\\Delta U = \\dfrac{3}{2}\\,\\nu R\\,\\Delta T$$</p>
|
||||
<p>Для <b>двухатомных</b> газов ($\\text{H}_2$, $\\text{N}_2$, $\\text{O}_2$) добавляются 2 вращательные степени свободы (всего $i=5$):</p>
|
||||
<p style="text-align:center;margin:10px 0">$$U = \\dfrac{5}{2}\\,\\nu R T$$</p>
|
||||
`);
|
||||
|
||||
/* THEORY 3 — Способы изменения внутренней энергии */
|
||||
html += makeCard('example', "Способы изменения внутренней энергии", "§11", `
|
||||
<p>Внутреннюю энергию системы можно изменить <b>двумя способами</b>:</p>
|
||||
<p style="margin-top:8px"><b>1) Совершение работы</b> $A$:</p>
|
||||
<ul style="margin:6px 0 8px 22px;line-height:1.75">
|
||||
<li>сжатие газа поршнем (работа внешних сил над газом, $A_{внеш} > 0$) — $U$ растёт;</li>
|
||||
<li>расширение газа (газ совершает работу, $A_{газ} > 0$) — $U$ уменьшается;</li>
|
||||
<li><b>пример:</b> накачивание шины насосом — воздух нагревается.</li>
|
||||
</ul>
|
||||
<p><b>2) Теплопередача</b> $Q$:</p>
|
||||
<ul style="margin:6px 0 8px 22px;line-height:1.75">
|
||||
<li>нагревание (получение тепла, $Q > 0$) — $U$ растёт;</li>
|
||||
<li>охлаждение (отдача тепла, $Q < 0$) — $U$ уменьшается;</li>
|
||||
<li><b>пример:</b> чайник на плите получает тепло от спирали.</li>
|
||||
</ul>
|
||||
<p style="margin-top:8px">Оба процесса объединяются первым законом термодинамики (§14):</p>
|
||||
<p style="text-align:center;margin:10px 0">$$\\Delta U = Q + A_{внеш}$$</p>
|
||||
`);
|
||||
|
||||
/* INTERACTIVE 1 — Калькулятор внутренней энергии */
|
||||
html += `<div class="wg" id="p11-iv1">
|
||||
<div class="wg-header"><span class="wg-badge">ИНТЕРАКТИВ 1</span><div class="wg-title">Калькулятор внутренней энергии $U$</div></div>
|
||||
<div class="wg-help">Задай $\\nu$, $T$ и тип газа — получи $U = \\tfrac{i}{2}\\nu RT$ и $\\Delta U$ при нагреве на $+100$ К.</div>
|
||||
<div class="sliders">
|
||||
<label>Количество $\\nu$: <b id="p11-iv1-nuL">1.0</b> моль <input type="range" id="p11-iv1-nu" min="0.1" max="5" value="1.0" step="0.1"></label>
|
||||
<label>Температура $T$: <b id="p11-iv1-tL">300</b> К <input type="range" id="p11-iv1-t" min="100" max="1000" value="300" step="10"></label>
|
||||
</div>
|
||||
<div style="display:flex;gap:14px;flex-wrap:wrap;justify-content:center;margin-bottom:10px">
|
||||
<label style="display:inline-flex;align-items:center;gap:6px;font-size:.92rem"><input type="radio" name="p11-iv1-gas" value="mono" checked> Одноатомный ($i=3$)</label>
|
||||
<label style="display:inline-flex;align-items:center;gap:6px;font-size:.92rem"><input type="radio" name="p11-iv1-gas" value="di"> Двухатомный ($i=5$)</label>
|
||||
</div>
|
||||
<div class="actions" style="justify-content:center"><button class="btn primary" id="p11-iv1-go">Вычислить $U$</button></div>
|
||||
<div id="p11-iv1-out" style="margin-top:10px;padding:12px 14px;background:var(--card);border-radius:9px;font-size:.94rem;min-height:60px;line-height:1.85"></div>
|
||||
<div class="feedback" id="p11-iv1-fb"></div>
|
||||
</div>`;
|
||||
|
||||
/* INTERACTIVE 2 — График U(T) */
|
||||
html += `<div class="wg" id="p11-iv2">
|
||||
<div class="wg-header"><span class="wg-badge">ИНТЕРАКТИВ 2</span><div class="wg-title">Визуализатор $U(T)$</div></div>
|
||||
<div class="wg-help">Сдвигай $\\nu$ — смотри, как линии $U(T)$ для одно- и двухатомного газа меняют наклон.</div>
|
||||
<div class="sliders">
|
||||
<label>Количество $\\nu$: <b id="p11-iv2-nuL">1.0</b> моль <input type="range" id="p11-iv2-nu" min="0.5" max="3" value="1.0" step="0.1"></label>
|
||||
</div>
|
||||
<div style="display:flex;gap:14px;flex-wrap:wrap;justify-content:center;margin-bottom:8px;font-size:.86rem">
|
||||
<span style="display:inline-flex;align-items:center;gap:6px"><span style="width:18px;height:3px;background:#2563eb;border-radius:2px"></span> Одноатомный ($\\tfrac{3}{2}\\nu RT$)</span>
|
||||
<span style="display:inline-flex;align-items:center;gap:6px"><span style="width:18px;height:3px;background:#ea580c;border-radius:2px"></span> Двухатомный ($\\tfrac{5}{2}\\nu RT$)</span>
|
||||
</div>
|
||||
<div style="background:var(--card);border:1px solid var(--border);border-radius:9px;padding:8px">
|
||||
<svg id="p11-iv2-svg" viewBox="0 0 380 260" width="100%" style="height:auto"></svg>
|
||||
</div>
|
||||
<div id="p11-iv2-info" style="margin-top:10px;padding:10px 14px;background:var(--sec-acc-soft);border-radius:9px;font-size:.92rem;line-height:1.75"></div>
|
||||
</div>`;
|
||||
|
||||
/* INTERACTIVE 3 — DnD: что меняет U */
|
||||
html += `<div class="wg" id="p11-iv3">
|
||||
<div class="wg-header"><span class="wg-badge">ИНТЕРАКТИВ 3</span><div class="wg-title">Что меняет внутреннюю энергию?</div></div>
|
||||
<div class="wg-help">Перетащи 6 ситуаций в соответствующий способ изменения $U$.</div>
|
||||
<div class="dnd-hint"><svg viewBox="0 0 24 24" fill="none" stroke="currentColor" stroke-width="2"><path d="M9 11V6a3 3 0 0 1 6 0v5"/><path d="M9 11h6v8a4 4 0 0 1-8 0z"/></svg> 6 ситуаций — 2 способа</div>
|
||||
<div id="p11-iv3-pool"></div>
|
||||
<div style="display:grid;grid-template-columns:repeat(auto-fit,minmax(220px,1fr));gap:10px;margin-top:8px">
|
||||
<div class="drop-box"><h5 data-cat="work">Совершение работы</h5><div class="drop-items" data-cat="work"></div></div>
|
||||
<div class="drop-box"><h5 data-cat="heat">Теплообмен</h5><div class="drop-items" data-cat="heat"></div></div>
|
||||
</div>
|
||||
<div class="actions"><button class="btn primary" id="p11-iv3-check">Проверить</button><button class="btn" id="p11-iv3-reset">Сначала</button></div>
|
||||
<div class="feedback" id="p11-iv3-fb"></div>
|
||||
</div>`;
|
||||
|
||||
/* INTERACTIVE 4 — Тренажёр U */
|
||||
html += `<div class="wg" id="p11-iv4">
|
||||
<div class="wg-header"><span class="wg-badge">ИНТЕРАКТИВ 4</span><div class="wg-title">Тренажёр внутренней энергии</div></div>
|
||||
<div class="wg-help">6 задач. $R = 8{,}3$ Дж/(моль·К). Допуск $\\pm 5\\%$.</div>
|
||||
<div class="score-display"><span>Задача <b id="p11-iv4-i">1</b> / 6</span><span>Очки: <b id="p11-iv4-s">0</b> / 6</span></div>
|
||||
<div id="p11-iv4-q" style="padding:14px;background:var(--sec-acc-soft);border-radius:10px;font-size:1.02rem;margin-bottom:10px;text-align:center;min-height:54px"></div>
|
||||
<div style="display:flex;gap:10px;align-items:center;flex-wrap:wrap;justify-content:center">
|
||||
<span style="font-family:'JetBrains Mono',monospace">ответ =</span>
|
||||
<input type="number" id="p11-iv4-ans" class="tinp" style="width:140px;text-align:center" step="any">
|
||||
<button class="btn primary" id="p11-iv4-go">Проверить</button>
|
||||
<button class="btn" id="p11-iv4-start">Заново</button>
|
||||
</div>
|
||||
<div class="feedback" id="p11-iv4-fb"></div>
|
||||
</div>`;
|
||||
|
||||
html += secNav(null, 'p12');
|
||||
html += readButton('p11');
|
||||
|
||||
box.innerHTML = html;
|
||||
renderMath(box);
|
||||
|
||||
/* IV1 — Калькулятор U */
|
||||
(function(){
|
||||
const R = 8.314;
|
||||
const nu = document.getElementById('p11-iv1-nu');
|
||||
const t = document.getElementById('p11-iv1-t');
|
||||
const nuL = document.getElementById('p11-iv1-nuL');
|
||||
const tL = document.getElementById('p11-iv1-tL');
|
||||
const out = document.getElementById('p11-iv1-out');
|
||||
const fb = document.getElementById('p11-iv1-fb');
|
||||
let count = 0; let _done = false;
|
||||
|
||||
function getI(){ const r = document.querySelector('input[name="p11-iv1-gas"]:checked'); return r && r.value === 'di' ? 5 : 3; }
|
||||
function fmtNum(v){ return v.toLocaleString('ru-RU', {maximumFractionDigits: 0}); }
|
||||
|
||||
function sync(){
|
||||
nuL.textContent = (+nu.value).toFixed(1);
|
||||
const tv = +t.value;
|
||||
// snap к 273, 300, 373
|
||||
const snaps = [273, 300, 373];
|
||||
let ts = tv;
|
||||
for(const s of snaps){ if(Math.abs(tv - s) <= 4){ ts = s; break; } }
|
||||
tL.textContent = ts;
|
||||
t.dataset.snap = ts;
|
||||
}
|
||||
nu.addEventListener('input', sync); t.addEventListener('input', sync); sync();
|
||||
|
||||
document.getElementById('p11-iv1-go').addEventListener('click', () => {
|
||||
const nv = +nu.value, tv = +(t.dataset.snap || t.value), i = getI();
|
||||
const U = i/2 * nv * R * tv;
|
||||
const U2 = i/2 * nv * R * (tv + 100);
|
||||
const dU = U2 - U;
|
||||
const frac = i === 3 ? '\\tfrac{3}{2}' : '\\tfrac{5}{2}';
|
||||
out.innerHTML = '<div style="margin-bottom:6px"><b>Подстановка:</b></div>'
|
||||
+ '<div style="margin-bottom:6px">$U = '+frac+'\\,\\nu R T = '+frac+' \\cdot '+nv.toFixed(1)+' \\cdot 8{,}314 \\cdot '+tv+' \\approx '+fmtNum(U)+'$ Дж</div>'
|
||||
+ '<div style="margin-bottom:6px"><b>При нагреве до $T+100 = '+(tv+100)+'$ К:</b></div>'
|
||||
+ '<div>$\\Delta U = '+frac+'\\,\\nu R \\cdot 100 \\approx '+fmtNum(dU)+'$ Дж</div>';
|
||||
renderMath(out);
|
||||
feedback(fb, true, '✓ Вычислено.');
|
||||
count++;
|
||||
if(!_done && count >= 4){ _done = true; addXp(10,'p11-iv1'); bumpProgress('p11', 15); }
|
||||
});
|
||||
})();
|
||||
|
||||
/* IV2 — График U(T) */
|
||||
(function(){
|
||||
const R = 8.314;
|
||||
const svg = document.getElementById('p11-iv2-svg');
|
||||
const nu = document.getElementById('p11-iv2-nu');
|
||||
const nuL = document.getElementById('p11-iv2-nuL');
|
||||
const info = document.getElementById('p11-iv2-info');
|
||||
const seen = new Set(); let _done = false;
|
||||
|
||||
function render(){
|
||||
const nv = +nu.value;
|
||||
nuL.textContent = nv.toFixed(1);
|
||||
const W=380, H=260, pad=42;
|
||||
// x: T 200..600 К; y: U 0..15 кДж
|
||||
const a = axes2D(W, H, pad, 200, 600, 0, 15);
|
||||
let g = a.content;
|
||||
g += '<text x="'+(W-pad+2)+'" y="'+(H-pad+14)+'" font-size="10" fill="#0f172a">T, К</text>';
|
||||
g += '<text x="'+(pad-22)+'" y="'+(pad-6)+'" font-size="10" fill="#0f172a">U, кДж</text>';
|
||||
// мономерная U(T) в кДж: U_kJ = 1.5 * nv * R * T / 1000
|
||||
const fMono = T => 1.5 * nv * R * T / 1000;
|
||||
const fDi = T => 2.5 * nv * R * T / 1000;
|
||||
g += plotFunc(fMono, 200, 600, a.toX, a.toY, '#2563eb');
|
||||
g += plotFunc(fDi, 200, 600, a.toX, a.toY, '#ea580c');
|
||||
// подписи в конце линий
|
||||
g += '<circle cx="'+a.toX(600)+'" cy="'+a.toY(fMono(600))+'" r="4" fill="#2563eb"/>';
|
||||
g += '<circle cx="'+a.toX(600)+'" cy="'+a.toY(fDi(600))+'" r="4" fill="#ea580c"/>';
|
||||
svg.innerHTML = g;
|
||||
|
||||
const Umono300 = (1.5 * nv * R * 300).toFixed(0);
|
||||
const Udi300 = (2.5 * nv * R * 300).toFixed(0);
|
||||
info.innerHTML = '<b>$\\nu = '+nv.toFixed(1)+'$ моль</b>. При $T = 300$ К: '
|
||||
+ '<span style="color:#2563eb;font-weight:700">$U_{одно} \\approx '+Umono300+'$ Дж</span>, '
|
||||
+ '<span style="color:#ea580c;font-weight:700">$U_{двух} \\approx '+Udi300+'$ Дж</span>. '
|
||||
+ 'Линейная зависимость $U \\propto T$; двухатомный газ имеет больше степеней свободы — наклон круче.';
|
||||
renderMath(info);
|
||||
|
||||
seen.add(Math.round(nv*10));
|
||||
if(!_done && seen.size >= 4){ _done = true; addXp(10,'p11-iv2'); bumpProgress('p11', 15); }
|
||||
}
|
||||
nu.addEventListener('input', render);
|
||||
render();
|
||||
})();
|
||||
|
||||
/* IV3 — DnD сортер */
|
||||
(function(){
|
||||
const items = [
|
||||
{ id:'a1', cat:'work', html:'Сжатие газа в насосе' },
|
||||
{ id:'a2', cat:'heat', html:'Нагревание чайника на плите' },
|
||||
{ id:'a3', cat:'work', html:'Накачивание шины' },
|
||||
{ id:'a4', cat:'heat', html:'Кубик льда тает в воде' },
|
||||
{ id:'a5', cat:'work', html:'Газ расширяется в цилиндре, толкая поршень' },
|
||||
{ id:'a6', cat:'heat', html:'Кофе остывает в чашке' },
|
||||
];
|
||||
const sorter = setupSorter({
|
||||
poolId:'p11-iv3-pool',
|
||||
scopeSelector:'#p11-iv3',
|
||||
items: items,
|
||||
cats:['work','heat'],
|
||||
columnLayout:false,
|
||||
});
|
||||
document.getElementById('p11-iv3-check').addEventListener('click', () => {
|
||||
const fb = document.getElementById('p11-iv3-fb');
|
||||
const placedCount = items.filter(it => sorter.placed[it.id]).length;
|
||||
const correct = items.filter(it => sorter.placed[it.id] === it.cat).length;
|
||||
if(placedCount < items.length){ feedback(fb, false, '✗ Размести все 6 ситуаций.'); return; }
|
||||
if(correct === items.length){ feedback(fb, true, '✓ Все 6 верно! +10 XP'); addXp(10,'p11-iv3'); bumpProgress('p11', 15); }
|
||||
else feedback(fb, false, '✗ Правильно ' + correct + ' из 6. Попробуй ещё.');
|
||||
});
|
||||
document.getElementById('p11-iv3-reset').addEventListener('click', () => { sorter.reset(); document.getElementById('p11-iv3-fb').style.display = 'none'; });
|
||||
})();
|
||||
|
||||
/* IV4 — Тренажёр */
|
||||
(function(){
|
||||
const Q = [
|
||||
{ q:'1 моль одноатомного газа при $T = 300$ К. $U$ в Дж?', ans:3735, tol:50, hint:'$U = \\tfrac{3}{2}\\nu RT = 1{,}5 \\cdot 1 \\cdot 8{,}3 \\cdot 300 = 3735$' },
|
||||
{ q:'2 моль одноатомного газа при $T = 400$ К. $U$ в Дж?', ans:9960, tol:100, hint:'$U = 1{,}5 \\cdot 2 \\cdot 8{,}3 \\cdot 400 = 9960$' },
|
||||
{ q:'Одноатомный газ при $T = 300$ К имеет $U = 3735$ Дж. Каким станет $U$ при $T = 600$ К (в Дж)?', ans:7470, tol:100, hint:'$U \\propto T$: при удвоении $T$ — $U$ удваивается.' },
|
||||
{ q:'1 моль двухатомного газа при $T = 300$ К. $U$ в Дж?', ans:6225, tol:80, hint:'$U = \\tfrac{5}{2}\\nu RT = 2{,}5 \\cdot 1 \\cdot 8{,}3 \\cdot 300 = 6225$' },
|
||||
{ q:'2 моль одноатомного газа нагрели на $\\Delta T = 100$ К. $\\Delta U$ в Дж?', ans:2490, tol:50, hint:'$\\Delta U = \\tfrac{3}{2}\\nu R \\Delta T = 1{,}5 \\cdot 2 \\cdot 8{,}3 \\cdot 100 = 2490$' },
|
||||
{ q:'Зависит ли $U$ идеального газа от объёма? Введи 1 (да) или 2 (нет).', ans:2, tol:0.01, hint:'$U$ идеального газа зависит только от $T$.' },
|
||||
];
|
||||
let i = 0, score = 0;
|
||||
function show(){
|
||||
if(i >= Q.length){
|
||||
document.getElementById('p11-iv4-q').innerHTML = '<b>Готово!</b> Результат: ' + score + ' / ' + Q.length;
|
||||
if(score === Q.length){ addXp(15, 'p11-iv4'); bumpProgress('p11', 25); }
|
||||
else if(score >= 4){ addXp(8, 'p11-iv4'); bumpProgress('p11', 15); }
|
||||
return;
|
||||
}
|
||||
document.getElementById('p11-iv4-i').textContent = (i+1);
|
||||
document.getElementById('p11-iv4-s').textContent = score;
|
||||
document.getElementById('p11-iv4-q').innerHTML = Q[i].q;
|
||||
document.getElementById('p11-iv4-ans').value = '';
|
||||
renderMath(document.getElementById('p11-iv4-q'));
|
||||
document.getElementById('p11-iv4-fb').style.display = 'none';
|
||||
}
|
||||
function go(){
|
||||
if(i >= Q.length) return;
|
||||
const fb = document.getElementById('p11-iv4-fb');
|
||||
const raw = document.getElementById('p11-iv4-ans').value.replace(',', '.');
|
||||
const ans = parseFloat(raw);
|
||||
if(isNaN(ans)){ feedback(fb, false, '✗ Введи число.'); return; }
|
||||
if(Math.abs(ans - Q[i].ans) <= Q[i].tol + 0.001){ score++; feedback(fb, true, '✓ Верно! '+Q[i].hint+'. Дальше ▶'); }
|
||||
else feedback(fb, false, '✗ Неверно. Ответ: $'+Q[i].ans+'$. '+Q[i].hint+'. Дальше ▶');
|
||||
document.getElementById('p11-iv4-s').textContent = score;
|
||||
i++;
|
||||
setTimeout(show, 1800);
|
||||
}
|
||||
document.getElementById('p11-iv4-go').addEventListener('click', go);
|
||||
document.getElementById('p11-iv4-ans').addEventListener('keydown', e => { if(e.key === 'Enter') go(); });
|
||||
document.getElementById('p11-iv4-start').addEventListener('click', () => { i = 0; score = 0; show(); });
|
||||
show();
|
||||
})();
|
||||
|
||||
wireReadBtn('p11');
|
||||
}
|
||||
|
||||
function build_p12(){
|
||||
const box = document.getElementById('p12-body');
|
||||
let html = '';
|
||||
html += makeCard('theory', "Работа в термодинамике", "§12", `
|
||||
<p><b>Работа в термодинамике</b> — этот параграф в разработке (Phase 1+).</p>
|
||||
<p>Здесь появятся: теория, формулы, разобранные примеры и 3–4 интерактива в стиле «алгебры 11» — таблицы, симуляции, ползунки, drag-and-drop и автопроверяемые тренажёры.</p>
|
||||
<p style="margin-top:10px;padding:10px 14px;background:var(--sec-acc-soft);border-radius:9px;font-size:.92rem">
|
||||
<b>Phase 0:</b> создан скелет учебника. <b>Phase 2+:</b> наполнение этого § содержанием по учебнику «Физика 10» (Беларусь, 2019).
|
||||
</p>
|
||||
|
||||
/* THEORY 1 — Работа газа в изобарном процессе */
|
||||
html += makeCard('theory', "Работа газа в изобарном процессе", "§12", `
|
||||
<p><b>Работа газа</b> $A_{газ}$ — работа, совершаемая газом при изменении объёма.</p>
|
||||
<p style="margin-top:8px"><b>Изобарный процесс</b> ($p = \\text{const}$):</p>
|
||||
<p style="text-align:center;margin:10px 0">$$A_{газ} = p \\cdot \\Delta V = p\\,(V_2 - V_1)$$</p>
|
||||
<ul style="margin:6px 0 8px 22px;line-height:1.75">
|
||||
<li><b>Расширение</b> ($V_2 > V_1$): $A_{газ} > 0$ — газ совершает положительную работу.</li>
|
||||
<li><b>Сжатие</b> ($V_2 < V_1$): $A_{газ} < 0$ — внешние силы совершают работу над газом.</li>
|
||||
<li><b>Изохорный</b> ($\\Delta V = 0$): $A_{газ} = 0$ — газ не совершает работу.</li>
|
||||
</ul>
|
||||
<p>Связь с работой внешних сил:</p>
|
||||
<p style="text-align:center;margin:10px 0">$$A_{внеш} = -A_{газ}$$</p>
|
||||
`);
|
||||
|
||||
/* THEORY 2 — Графическое представление работы */
|
||||
html += makeCard('rule', "Графическое представление работы", "§12", `
|
||||
<p>В координатах $p$–$V$ работа газа равна <b>площади под кривой процесса</b>:</p>
|
||||
<p style="text-align:center;margin:10px 0">$$A_{газ} = \\int_{V_1}^{V_2} p\\,dV$$</p>
|
||||
<table style="width:100%;border-collapse:collapse;margin:10px 0;font-size:.92rem">
|
||||
<thead>
|
||||
<tr style="background:var(--sec-acc-soft)">
|
||||
<th style="padding:8px;border:1px solid var(--border);text-align:left">Процесс</th>
|
||||
<th style="padding:8px;border:1px solid var(--border)">Геометрия площади</th>
|
||||
<th style="padding:8px;border:1px solid var(--border)">Работа</th>
|
||||
</tr>
|
||||
</thead>
|
||||
<tbody>
|
||||
<tr><td style="padding:8px;border:1px solid var(--border)"><b style="color:#2563eb">Изобара</b> ($p$=const)</td><td style="padding:8px;border:1px solid var(--border);text-align:center">прямоугольник</td><td style="padding:8px;border:1px solid var(--border);text-align:center">$A = p\\,\\Delta V$</td></tr>
|
||||
<tr><td style="padding:8px;border:1px solid var(--border)"><b style="color:#10b981">Изохора</b> ($V$=const)</td><td style="padding:8px;border:1px solid var(--border);text-align:center">нет ширины</td><td style="padding:8px;border:1px solid var(--border);text-align:center">$A = 0$</td></tr>
|
||||
<tr><td style="padding:8px;border:1px solid var(--border)"><b style="color:#ea580c">Изотерма</b> ($T$=const)</td><td style="padding:8px;border:1px solid var(--border);text-align:center">под гиперболой</td><td style="padding:8px;border:1px solid var(--border);text-align:center">$A = \\nu RT\\ln\\dfrac{V_2}{V_1}$</td></tr>
|
||||
<tr><td style="padding:8px;border:1px solid var(--border)"><b>Цикл</b></td><td style="padding:8px;border:1px solid var(--border);text-align:center">внутри замкнутой кривой</td><td style="padding:8px;border:1px solid var(--border);text-align:center">$A_{цикл}$ за оборот</td></tr>
|
||||
</tbody>
|
||||
</table>
|
||||
<p>Геометрический смысл важен для расчёта работы тепловых двигателей (§15).</p>
|
||||
`);
|
||||
|
||||
/* THEORY 3 — Работа в изотермическом процессе */
|
||||
html += makeCard('example', "Работа в изотермическом процессе", "§12", `
|
||||
<p><b>Изотермический процесс</b> ($T = \\text{const}$, $pV = \\text{const}$):</p>
|
||||
<p style="text-align:center;margin:10px 0">$$A_{газ} = \\nu R T \\ln\\dfrac{V_2}{V_1}$$</p>
|
||||
<p>Это <b>логарифмическая</b> формула — применима при медленном (квазистатическом) изотермическом изменении объёма.</p>
|
||||
<p style="padding:10px 14px;background:var(--warn-bg,#fef3c7);border-left:4px solid var(--warn,#f59e0b);border-radius:9px;margin:10px 0">Для идеального газа при $T = \\text{const}$ внутренняя энергия не меняется ($\\Delta U = 0$), вся подведённая теплота превращается в работу: $Q = A_{газ}$.</p>
|
||||
<p><b>Примеры:</b></p>
|
||||
<ul style="margin:6px 0 8px 22px;line-height:1.75">
|
||||
<li>Газ в цилиндре с поршнем в термостате расширили медленно от $V_1$ до $V_2$ — работа рассчитывается по формуле.</li>
|
||||
<li>При сжатии нужно <b>отводить</b> тепло, чтобы $T$ оставалась постоянной.</li>
|
||||
<li>При расширении подводим тепло — иначе газ охлаждался бы.</li>
|
||||
</ul>
|
||||
`);
|
||||
|
||||
/* INTERACTIVE 1 — Работа на PV-диаграмме (главный) */
|
||||
html += `<div class="wg" id="p12-iv1">
|
||||
<div class="wg-header"><span class="wg-badge">ИНТЕРАКТИВ 1</span><div class="wg-title">Работа на $p$–$V$ диаграмме</div></div>
|
||||
<div class="wg-help">Переключи процесс и сдвигай параметры — закрашенная площадь под кривой и есть работа $A_{газ}$.</div>
|
||||
<div style="display:flex;gap:14px;flex-wrap:wrap;justify-content:center;margin-bottom:10px">
|
||||
<label style="display:inline-flex;align-items:center;gap:6px;font-size:.92rem"><input type="radio" name="p12-iv1-proc" value="bar" checked> <span style="color:#2563eb;font-weight:700">Изобарный</span></label>
|
||||
<label style="display:inline-flex;align-items:center;gap:6px;font-size:.92rem"><input type="radio" name="p12-iv1-proc" value="hor"> <span style="color:#10b981;font-weight:700">Изохорный</span></label>
|
||||
<label style="display:inline-flex;align-items:center;gap:6px;font-size:.92rem"><input type="radio" name="p12-iv1-proc" value="iso"> <span style="color:#ea580c;font-weight:700">Изотермический</span></label>
|
||||
</div>
|
||||
<div class="sliders" id="p12-iv1-sliders"></div>
|
||||
<div style="background:var(--card);border:1px solid var(--border);border-radius:9px;padding:8px">
|
||||
<svg id="p12-iv1-svg" viewBox="0 0 420 280" width="100%" style="height:auto"></svg>
|
||||
</div>
|
||||
<div id="p12-iv1-info" style="margin-top:10px;padding:10px 14px;background:var(--sec-acc-soft);border-radius:9px;font-size:.93rem;line-height:1.85"></div>
|
||||
</div>`;
|
||||
|
||||
/* INTERACTIVE 2 — Калькулятор работы */
|
||||
html += `<div class="wg" id="p12-iv2">
|
||||
<div class="wg-header"><span class="wg-badge">ИНТЕРАКТИВ 2</span><div class="wg-title">Калькулятор работы $A_{газ}$</div></div>
|
||||
<div class="wg-help">Выбери тип процесса, введи параметры — получи работу с подстановкой формулы.</div>
|
||||
<div style="display:flex;gap:10px;flex-wrap:wrap;justify-content:center;margin-bottom:10px" id="p12-iv2-tabs">
|
||||
<button class="btn primary" data-mode="bar" style="background:#2563eb;border-color:#2563eb">Изобарный</button>
|
||||
<button class="btn" data-mode="hor">Изохорный</button>
|
||||
<button class="btn" data-mode="iso">Изотермический</button>
|
||||
</div>
|
||||
<div id="p12-iv2-inputs" style="display:grid;grid-template-columns:repeat(auto-fit,minmax(140px,1fr));gap:10px;margin-bottom:10px"></div>
|
||||
<div class="actions" style="justify-content:center"><button class="btn primary" id="p12-iv2-go">Вычислить</button></div>
|
||||
<div id="p12-iv2-out" style="margin-top:10px;padding:12px 14px;background:var(--card);border-radius:9px;font-size:.94rem;min-height:60px;line-height:1.85"></div>
|
||||
<div class="feedback" id="p12-iv2-fb"></div>
|
||||
</div>`;
|
||||
|
||||
/* INTERACTIVE 3 — Знак работы (квикфайр) */
|
||||
html += `<div class="wg" id="p12-iv3">
|
||||
<div class="wg-header"><span class="wg-badge">ИНТЕРАКТИВ 3</span><div class="wg-title">Знак работы газа</div></div>
|
||||
<div class="wg-help">6 ситуаций. Выбери знак работы газа: $A > 0$, $A < 0$ или $A = 0$.</div>
|
||||
<div class="score-display"><span>Задание <b id="p12-iv3-i">1</b> / 6</span><span>Очки: <b id="p12-iv3-s">0</b> / 6</span></div>
|
||||
<div id="p12-iv3-q" style="padding:14px;background:var(--sec-acc-soft);border-radius:10px;font-size:1.02rem;margin-bottom:10px;text-align:center;min-height:54px"></div>
|
||||
<div style="display:flex;gap:8px;justify-content:center;flex-wrap:wrap">
|
||||
<button class="btn primary" data-sgn="pos">$A > 0$</button>
|
||||
<button class="btn primary" data-sgn="neg">$A < 0$</button>
|
||||
<button class="btn primary" data-sgn="zero">$A = 0$</button>
|
||||
</div>
|
||||
<div class="feedback" id="p12-iv3-fb"></div>
|
||||
</div>`;
|
||||
|
||||
/* INTERACTIVE 4 — Тренажёр работы */
|
||||
html += `<div class="wg" id="p12-iv4">
|
||||
<div class="wg-header"><span class="wg-badge">ИНТЕРАКТИВ 4</span><div class="wg-title">Тренажёр работы</div></div>
|
||||
<div class="wg-help">5 задач. $R = 8{,}3$ Дж/(моль·К), 1 атм = $10^5$ Па, 1 л = $10^{-3}$ м³. Допуск $\\pm 5\\%$.</div>
|
||||
<div class="score-display"><span>Задача <b id="p12-iv4-i">1</b> / 5</span><span>Очки: <b id="p12-iv4-s">0</b> / 5</span></div>
|
||||
<div id="p12-iv4-q" style="padding:14px;background:var(--sec-acc-soft);border-radius:10px;font-size:1.02rem;margin-bottom:10px;text-align:center;min-height:54px"></div>
|
||||
<div style="display:flex;gap:10px;align-items:center;flex-wrap:wrap;justify-content:center">
|
||||
<span style="font-family:'JetBrains Mono',monospace">ответ =</span>
|
||||
<input type="number" id="p12-iv4-ans" class="tinp" style="width:140px;text-align:center" step="any">
|
||||
<button class="btn primary" id="p12-iv4-go">Проверить</button>
|
||||
<button class="btn" id="p12-iv4-start">Заново</button>
|
||||
</div>
|
||||
<div class="feedback" id="p12-iv4-fb"></div>
|
||||
</div>`;
|
||||
|
||||
html += secNav('p11', 'p13');
|
||||
html += readButton('p12');
|
||||
|
||||
box.innerHTML = html;
|
||||
renderMath(box);
|
||||
|
||||
/* IV1 — PV-диаграмма с закрашиванием площади */
|
||||
(function(){
|
||||
const R = 8.314;
|
||||
const slBox = document.getElementById('p12-iv1-sliders');
|
||||
const svg = document.getElementById('p12-iv1-svg');
|
||||
const info = document.getElementById('p12-iv1-info');
|
||||
const COL = { bar:'#2563eb', hor:'#10b981', iso:'#ea580c' };
|
||||
const seen = new Set(); let _done = false;
|
||||
|
||||
function getMode(){ const r = document.querySelector('input[name="p12-iv1-proc"]:checked'); return r ? r.value : 'bar'; }
|
||||
|
||||
function buildSliders(){
|
||||
const m = getMode();
|
||||
let h = '';
|
||||
if(m === 'bar'){
|
||||
h += '<label>$V_1$: <b id="p12-iv1-v1L">2.0</b> л <input type="range" id="p12-iv1-v1" min="1" max="9" value="2" step="0.5"></label>';
|
||||
h += '<label>$V_2$: <b id="p12-iv1-v2L">7.0</b> л <input type="range" id="p12-iv1-v2" min="1" max="9" value="7" step="0.5"></label>';
|
||||
h += '<label>$p$: <b id="p12-iv1-pL">2.0</b> атм <input type="range" id="p12-iv1-p" min="0.5" max="3" value="2.0" step="0.1"></label>';
|
||||
} else if(m === 'hor'){
|
||||
h += '<label>$V$: <b id="p12-iv1-v1L">5.0</b> л <input type="range" id="p12-iv1-v1" min="1" max="9" value="5" step="0.5"></label>';
|
||||
h += '<label>$p_1$: <b id="p12-iv1-pL">1.0</b> атм <input type="range" id="p12-iv1-p" min="0.5" max="3" value="1.0" step="0.1"></label>';
|
||||
h += '<label>$p_2$: <b id="p12-iv1-p2L">2.5</b> атм <input type="range" id="p12-iv1-p2" min="0.5" max="3" value="2.5" step="0.1"></label>';
|
||||
} else {
|
||||
h += '<label>$V_1$: <b id="p12-iv1-v1L">2.0</b> л <input type="range" id="p12-iv1-v1" min="1" max="9" value="2" step="0.5"></label>';
|
||||
h += '<label>$V_2$: <b id="p12-iv1-v2L">7.0</b> л <input type="range" id="p12-iv1-v2" min="1" max="9" value="7" step="0.5"></label>';
|
||||
h += '<label>$T$: <b id="p12-iv1-tL">300</b> К <input type="range" id="p12-iv1-t" min="200" max="500" value="300" step="10"></label>';
|
||||
}
|
||||
slBox.innerHTML = h;
|
||||
renderMath(slBox);
|
||||
slBox.querySelectorAll('input[type=range]').forEach(i => i.addEventListener('input', render));
|
||||
}
|
||||
|
||||
function render(){
|
||||
const m = getMode();
|
||||
const W=420, H=280, pad=44;
|
||||
// оси: V 0..10 л × p 0..5 атм
|
||||
const a = axes2D(W, H, pad, 0, 10, 0, 5);
|
||||
let g = a.content;
|
||||
g += '<text x="'+(W-pad+2)+'" y="'+(H-pad+14)+'" font-size="10" fill="#0f172a">V, л</text>';
|
||||
g += '<text x="'+(pad-22)+'" y="'+(pad-6)+'" font-size="10" fill="#0f172a">p, атм</text>';
|
||||
|
||||
let A_J = 0, formula = '', label = '';
|
||||
const color = COL[m];
|
||||
|
||||
if(m === 'bar'){
|
||||
let v1 = +document.getElementById('p12-iv1-v1').value;
|
||||
let v2 = +document.getElementById('p12-iv1-v2').value;
|
||||
const p = +document.getElementById('p12-iv1-p').value;
|
||||
document.getElementById('p12-iv1-v1L').textContent = v1.toFixed(1);
|
||||
document.getElementById('p12-iv1-v2L').textContent = v2.toFixed(1);
|
||||
document.getElementById('p12-iv1-pL').textContent = p.toFixed(1);
|
||||
// площадь = прямоугольник между V1 и V2 на высоте p
|
||||
const vL = Math.min(v1, v2), vR = Math.max(v1, v2);
|
||||
const sign = v2 >= v1 ? '+' : '−';
|
||||
g += '<rect x="'+a.toX(vL)+'" y="'+a.toY(p)+'" width="'+(a.toX(vR)-a.toX(vL))+'" height="'+(a.toY(0)-a.toY(p))+'" fill="'+color+'" opacity="0.22"/>';
|
||||
g += '<line x1="'+a.toX(0)+'" y1="'+a.toY(p)+'" x2="'+a.toX(10)+'" y2="'+a.toY(p)+'" stroke="'+color+'" stroke-width="2"/>';
|
||||
// вертикали состояний
|
||||
g += '<line x1="'+a.toX(v1)+'" y1="'+a.toY(0)+'" x2="'+a.toX(v1)+'" y2="'+a.toY(p)+'" stroke="'+color+'" stroke-width="1.5" stroke-dasharray="4 3"/>';
|
||||
g += '<line x1="'+a.toX(v2)+'" y1="'+a.toY(0)+'" x2="'+a.toX(v2)+'" y2="'+a.toY(p)+'" stroke="'+color+'" stroke-width="1.5" stroke-dasharray="4 3"/>';
|
||||
g += '<circle cx="'+a.toX(v1)+'" cy="'+a.toY(p)+'" r="4.5" fill="'+color+'"/><text x="'+(a.toX(v1)-4)+'" y="'+(a.toY(p)-8)+'" font-size="11" font-weight="700" fill="'+color+'">1</text>';
|
||||
g += '<circle cx="'+a.toX(v2)+'" cy="'+a.toY(p)+'" r="4.5" fill="'+color+'"/><text x="'+(a.toX(v2)+6)+'" y="'+(a.toY(p)-8)+'" font-size="11" font-weight="700" fill="'+color+'">2</text>';
|
||||
// стрелка направления
|
||||
const xMid = (a.toX(v1)+a.toX(v2))/2;
|
||||
g += '<polygon points="'+xMid+','+(a.toY(p)-4)+' '+(xMid+(v2>v1?8:-8))+','+a.toY(p)+' '+xMid+','+(a.toY(p)+4)+'" fill="'+color+'"/>';
|
||||
|
||||
const dV = (v2 - v1) * 1e-3; // м³
|
||||
A_J = p * 1e5 * dV;
|
||||
formula = '$A_{газ} = p \\cdot \\Delta V = '+p.toFixed(1)+' \\cdot 10^5 \\cdot ('+v2.toFixed(1)+' - '+v1.toFixed(1)+') \\cdot 10^{-3} = '+A_J.toFixed(0)+'$ Дж';
|
||||
label = (v2 > v1 ? 'расширение' : (v2 < v1 ? 'сжатие' : 'ΔV=0'));
|
||||
} else if(m === 'hor'){
|
||||
const v = +document.getElementById('p12-iv1-v1').value;
|
||||
const p1 = +document.getElementById('p12-iv1-p').value;
|
||||
const p2 = +document.getElementById('p12-iv1-p2').value;
|
||||
document.getElementById('p12-iv1-v1L').textContent = v.toFixed(1);
|
||||
document.getElementById('p12-iv1-pL').textContent = p1.toFixed(1);
|
||||
document.getElementById('p12-iv1-p2L').textContent = p2.toFixed(1);
|
||||
// вертикальная линия V = const
|
||||
g += '<line x1="'+a.toX(v)+'" y1="'+a.toY(Math.min(p1,p2))+'" x2="'+a.toX(v)+'" y2="'+a.toY(Math.max(p1,p2))+'" stroke="'+color+'" stroke-width="3"/>';
|
||||
g += '<circle cx="'+a.toX(v)+'" cy="'+a.toY(p1)+'" r="4.5" fill="'+color+'"/><text x="'+(a.toX(v)+6)+'" y="'+(a.toY(p1)+4)+'" font-size="11" font-weight="700" fill="'+color+'">1</text>';
|
||||
g += '<circle cx="'+a.toX(v)+'" cy="'+a.toY(p2)+'" r="4.5" fill="'+color+'"/><text x="'+(a.toX(v)+6)+'" y="'+(a.toY(p2)+4)+'" font-size="11" font-weight="700" fill="'+color+'">2</text>';
|
||||
A_J = 0;
|
||||
formula = '$A_{газ} = 0$, т.к. $\\Delta V = 0$ (изохорный процесс).';
|
||||
label = 'изохорно';
|
||||
} else {
|
||||
let v1 = +document.getElementById('p12-iv1-v1').value;
|
||||
let v2 = +document.getElementById('p12-iv1-v2').value;
|
||||
const T = +document.getElementById('p12-iv1-t').value;
|
||||
document.getElementById('p12-iv1-v1L').textContent = v1.toFixed(1);
|
||||
document.getElementById('p12-iv1-v2L').textContent = v2.toFixed(1);
|
||||
document.getElementById('p12-iv1-tL').textContent = T;
|
||||
// p(V) = nu*R*T / V; на 1 моль; p в атм при V в л
|
||||
// p_атм = (1 * 8.314 * T) / (V_л * 1e-3) / 1e5 = 8.314*T / (V*100)
|
||||
const NU = 1;
|
||||
const fAtm = V => (NU * R * T) / (V * 1e-3) / 1e5;
|
||||
// нарисовать кривую (всю гиперболу)
|
||||
g += plotFunc(fAtm, 0.5, 10, a.toX, a.toY, color, 240);
|
||||
// закрасить площадь между V1, V2
|
||||
const vL = Math.min(v1, v2), vR = Math.max(v1, v2);
|
||||
let d = 'M'+a.toX(vL)+','+a.toY(0);
|
||||
const N = 80;
|
||||
for(let i = 0; i <= N; i++){
|
||||
const V = vL + (vR - vL) * i / N;
|
||||
const pp = Math.min(fAtm(V), 5);
|
||||
d += ' L'+a.toX(V).toFixed(2)+','+a.toY(pp).toFixed(2);
|
||||
}
|
||||
d += ' L'+a.toX(vR)+','+a.toY(0)+' Z';
|
||||
g += '<path d="'+d+'" fill="'+color+'" opacity="0.22"/>';
|
||||
g += '<circle cx="'+a.toX(v1)+'" cy="'+a.toY(Math.min(fAtm(v1),5))+'" r="4.5" fill="'+color+'"/><text x="'+(a.toX(v1)+6)+'" y="'+(a.toY(Math.min(fAtm(v1),5))-8)+'" font-size="11" font-weight="700" fill="'+color+'">1</text>';
|
||||
g += '<circle cx="'+a.toX(v2)+'" cy="'+a.toY(Math.min(fAtm(v2),5))+'" r="4.5" fill="'+color+'"/><text x="'+(a.toX(v2)+6)+'" y="'+(a.toY(Math.min(fAtm(v2),5))-8)+'" font-size="11" font-weight="700" fill="'+color+'">2</text>';
|
||||
|
||||
A_J = NU * R * T * Math.log(v2 / v1);
|
||||
formula = '$A_{газ} = \\nu RT \\ln\\dfrac{V_2}{V_1} = 1 \\cdot 8{,}314 \\cdot '+T+' \\cdot \\ln\\dfrac{'+v2.toFixed(1)+'}{'+v1.toFixed(1)+'} \\approx '+A_J.toFixed(0)+'$ Дж';
|
||||
label = (v2 > v1 ? 'изотермическое расширение' : (v2 < v1 ? 'изотермическое сжатие' : 'V₁ = V₂'));
|
||||
}
|
||||
svg.innerHTML = g;
|
||||
|
||||
const sgn = A_J > 0.5 ? 'положительная' : (A_J < -0.5 ? 'отрицательная' : 'нулевая');
|
||||
info.innerHTML = '<div style="margin-bottom:6px"><b>'+label.charAt(0).toUpperCase()+label.slice(1)+'</b> · работа '+sgn+'.</div>'
|
||||
+ '<div>'+formula+'</div>';
|
||||
renderMath(info);
|
||||
|
||||
seen.add(m + ':' + Math.round(A_J/10));
|
||||
if(!_done && seen.size >= 4){ _done = true; addXp(10,'p12-iv1'); bumpProgress('p12', 15); }
|
||||
}
|
||||
document.querySelectorAll('input[name="p12-iv1-proc"]').forEach(r => r.addEventListener('change', () => { buildSliders(); render(); }));
|
||||
buildSliders();
|
||||
render();
|
||||
})();
|
||||
|
||||
/* IV2 — Калькулятор работы */
|
||||
(function(){
|
||||
const R = 8.314;
|
||||
const tabs = document.getElementById('p12-iv2-tabs');
|
||||
const inpsBox = document.getElementById('p12-iv2-inputs');
|
||||
const out = document.getElementById('p12-iv2-out');
|
||||
const fb = document.getElementById('p12-iv2-fb');
|
||||
const used = new Set(); let _done = false;
|
||||
let mode = 'bar';
|
||||
|
||||
function fieldHTML(id, label, val){
|
||||
return '<label style="display:block;font-size:.9rem;color:var(--muted);background:var(--card);padding:8px 12px;border-radius:8px;border:1px solid var(--border)">'+label+' <input type="number" id="'+id+'" class="tinp" style="width:100%;margin-top:6px" value="'+val+'" step="any"></label>';
|
||||
}
|
||||
function build(){
|
||||
let h = '';
|
||||
if(mode === 'bar'){
|
||||
h += fieldHTML('p12-iv2-p','$p$, атм','2');
|
||||
h += fieldHTML('p12-iv2-v1','$V_1$, л','5');
|
||||
h += fieldHTML('p12-iv2-v2','$V_2$, л','10');
|
||||
} else if(mode === 'hor'){
|
||||
h += '<div style="grid-column:1/-1;text-align:center;padding:10px;color:var(--muted);font-size:.92rem">В изохорном процессе $\\Delta V = 0$, поэтому $A_{газ} = 0$ при любых параметрах.</div>';
|
||||
} else {
|
||||
h += fieldHTML('p12-iv2-nu','$\\nu$, моль','1');
|
||||
h += fieldHTML('p12-iv2-t','$T$, К','300');
|
||||
h += fieldHTML('p12-iv2-v1','$V_1$, л','2');
|
||||
h += fieldHTML('p12-iv2-v2','$V_2$, л','4');
|
||||
}
|
||||
inpsBox.innerHTML = h;
|
||||
renderMath(inpsBox);
|
||||
out.innerHTML = '';
|
||||
fb.style.display = 'none';
|
||||
}
|
||||
function num(id){ const el = document.getElementById(id); return el ? parseFloat((el.value||'').replace(',','.')) : NaN; }
|
||||
function calc(){
|
||||
let A = 0, res = '';
|
||||
if(mode === 'bar'){
|
||||
const p = num('p12-iv2-p'), v1 = num('p12-iv2-v1'), v2 = num('p12-iv2-v2');
|
||||
if(![p,v1,v2].every(x => isFinite(x)) || p <= 0 || v1 <= 0 || v2 <= 0){ feedback(fb,false,'✗ Все значения должны быть положительными.'); return; }
|
||||
A = p * 1e5 * (v2 - v1) * 1e-3;
|
||||
res = '$A_{газ} = p \\cdot \\Delta V = '+p+' \\cdot 10^5 \\cdot ('+v2+' - '+v1+') \\cdot 10^{-3} = '+A.toFixed(0)+'$ Дж';
|
||||
} else if(mode === 'hor'){
|
||||
A = 0;
|
||||
res = '$A_{газ} = 0$, поскольку $\\Delta V = 0$.';
|
||||
} else {
|
||||
const nv = num('p12-iv2-nu'), T = num('p12-iv2-t'), v1 = num('p12-iv2-v1'), v2 = num('p12-iv2-v2');
|
||||
if(![nv,T,v1,v2].every(x => isFinite(x) && x > 0)){ feedback(fb,false,'✗ Все значения должны быть положительными.'); return; }
|
||||
A = nv * R * T * Math.log(v2 / v1);
|
||||
res = '$A_{газ} = \\nu RT\\ln\\dfrac{V_2}{V_1} = '+nv+' \\cdot 8{,}314 \\cdot '+T+' \\cdot \\ln\\dfrac{'+v2+'}{'+v1+'} \\approx '+A.toFixed(0)+'$ Дж';
|
||||
}
|
||||
out.innerHTML = '<div style="margin-bottom:8px">'+res+'</div>'
|
||||
+ '<div><b>Ответ:</b> <span style="font-weight:700;color:var(--pri2)">'+A.toFixed(0)+' Дж</span></div>';
|
||||
renderMath(out);
|
||||
feedback(fb, true, '✓ Вычислено.');
|
||||
used.add(mode);
|
||||
if(!_done && used.size === 3){ _done = true; addXp(10,'p12-iv2'); bumpProgress('p12', 15); }
|
||||
}
|
||||
tabs.querySelectorAll('button').forEach(b => {
|
||||
b.addEventListener('click', () => {
|
||||
mode = b.dataset.mode;
|
||||
tabs.querySelectorAll('button').forEach(x => { x.className = 'btn'; x.style.background=''; x.style.borderColor=''; });
|
||||
b.className = 'btn primary';
|
||||
const colMap = { bar:'#2563eb', hor:'#10b981', iso:'#ea580c' };
|
||||
b.style.background = colMap[mode]; b.style.borderColor = colMap[mode];
|
||||
build();
|
||||
});
|
||||
});
|
||||
document.getElementById('p12-iv2-go').addEventListener('click', calc);
|
||||
build();
|
||||
})();
|
||||
|
||||
/* IV3 — Знак работы (квикфайр) */
|
||||
(function(){
|
||||
const Q = [
|
||||
{ q:'Газ изобарно расширяется от $V_1 = 2$ л до $V_2 = 5$ л.', ans:'pos' },
|
||||
{ q:'Газ изобарно сжимается от $V_1 = 8$ л до $V_2 = 3$ л.', ans:'neg' },
|
||||
{ q:'Газ в герметичном сосуде нагревают (изохорно).', ans:'zero' },
|
||||
{ q:'Газ изотермически расширяется ($V_2 > V_1$).', ans:'pos' },
|
||||
{ q:'Газ толкает поршень наружу.', ans:'pos' },
|
||||
{ q:'Внешние силы сжимают газ. Знак $A_{газ}$?', ans:'neg' },
|
||||
];
|
||||
let i = 0, score = 0; let _done = false;
|
||||
const box = document.getElementById('p12-iv3');
|
||||
function show(){
|
||||
const qEl = document.getElementById('p12-iv3-q');
|
||||
const fb = document.getElementById('p12-iv3-fb');
|
||||
if(i >= Q.length){
|
||||
qEl.innerHTML = '<b>Готово!</b> Результат: ' + score + ' / ' + Q.length;
|
||||
renderMath(qEl);
|
||||
if(!_done){
|
||||
_done = true;
|
||||
if(score === Q.length){ addXp(15,'p12-iv3'); bumpProgress('p12', 25); }
|
||||
else if(score >= 4){ addXp(8,'p12-iv3'); bumpProgress('p12', 15); }
|
||||
}
|
||||
return;
|
||||
}
|
||||
document.getElementById('p12-iv3-i').textContent = (i+1);
|
||||
document.getElementById('p12-iv3-s').textContent = score;
|
||||
qEl.innerHTML = Q[i].q;
|
||||
renderMath(qEl);
|
||||
fb.style.display = 'none';
|
||||
}
|
||||
box.querySelectorAll('button[data-sgn]').forEach(b => {
|
||||
b.addEventListener('click', () => {
|
||||
if(i >= Q.length) return;
|
||||
const fb = document.getElementById('p12-iv3-fb');
|
||||
const ans = b.dataset.sgn;
|
||||
if(ans === Q[i].ans){ score++; feedback(fb, true, '✓ Верно! Дальше ▶'); }
|
||||
else {
|
||||
const labels = {pos:'$A>0$', neg:'$A<0$', zero:'$A=0$'};
|
||||
feedback(fb, false, '✗ Неверно. Правильно: '+labels[Q[i].ans]+'. Дальше ▶');
|
||||
}
|
||||
document.getElementById('p12-iv3-s').textContent = score;
|
||||
i++;
|
||||
setTimeout(show, 1500);
|
||||
});
|
||||
});
|
||||
show();
|
||||
})();
|
||||
|
||||
/* IV4 — Тренажёр работы */
|
||||
(function(){
|
||||
const Q = [
|
||||
{ q:'Изобарно при $p = 2$ атм газ расширили от 5 л до 10 л. Работа газа в Дж?', ans:1000, tol:30, hint:'$A = p\\Delta V = 2 \\cdot 10^5 \\cdot 5 \\cdot 10^{-3} = 1000$ Дж' },
|
||||
{ q:'Изохорно газ нагрели от 300 К до 600 К. Работа газа в Дж?', ans:0, tol:1, hint:'$\\Delta V = 0 \\Rightarrow A = 0$' },
|
||||
{ q:'Изобарно при $p = 1$ атм газ сжали от 10 л до 4 л. Работа газа в Дж (со знаком)?', ans:-600, tol:20, hint:'$A = 10^5 \\cdot (-6 \\cdot 10^{-3}) = -600$ Дж' },
|
||||
{ q:'Изотермически 1 моль газа при $T = 300$ К расширили от 2 л до 4 л. Работа газа в Дж?', ans:1726, tol:50, hint:'$A = \\nu RT\\ln(V_2/V_1) = 8{,}3 \\cdot 300 \\cdot \\ln 2 \\approx 1726$ Дж' },
|
||||
{ q:'Газ при $p = 3$ атм совершил работу $A = 1500$ Дж. Найди $\\Delta V$ в литрах.', ans:5, tol:0.2, hint:'$\\Delta V = A/p = 1500/(3 \\cdot 10^5) = 5 \\cdot 10^{-3}$ м³ = 5 л' },
|
||||
];
|
||||
let i = 0, score = 0;
|
||||
function show(){
|
||||
if(i >= Q.length){
|
||||
document.getElementById('p12-iv4-q').innerHTML = '<b>Готово!</b> Результат: ' + score + ' / ' + Q.length;
|
||||
if(score === Q.length){ addXp(15, 'p12-iv4'); bumpProgress('p12', 25); }
|
||||
else if(score >= 3){ addXp(8, 'p12-iv4'); bumpProgress('p12', 15); }
|
||||
return;
|
||||
}
|
||||
document.getElementById('p12-iv4-i').textContent = (i+1);
|
||||
document.getElementById('p12-iv4-s').textContent = score;
|
||||
document.getElementById('p12-iv4-q').innerHTML = Q[i].q;
|
||||
document.getElementById('p12-iv4-ans').value = '';
|
||||
renderMath(document.getElementById('p12-iv4-q'));
|
||||
document.getElementById('p12-iv4-fb').style.display = 'none';
|
||||
}
|
||||
function go(){
|
||||
if(i >= Q.length) return;
|
||||
const fb = document.getElementById('p12-iv4-fb');
|
||||
const raw = document.getElementById('p12-iv4-ans').value.replace(',', '.');
|
||||
const ans = parseFloat(raw);
|
||||
if(isNaN(ans)){ feedback(fb, false, '✗ Введи число.'); return; }
|
||||
if(Math.abs(ans - Q[i].ans) <= Q[i].tol + 0.001){ score++; feedback(fb, true, '✓ Верно! '+Q[i].hint+'. Дальше ▶'); }
|
||||
else feedback(fb, false, '✗ Неверно. Ответ: $'+Q[i].ans+'$. '+Q[i].hint+'. Дальше ▶');
|
||||
document.getElementById('p12-iv4-s').textContent = score;
|
||||
i++;
|
||||
setTimeout(show, 1800);
|
||||
}
|
||||
document.getElementById('p12-iv4-go').addEventListener('click', go);
|
||||
document.getElementById('p12-iv4-ans').addEventListener('keydown', e => { if(e.key === 'Enter') go(); });
|
||||
document.getElementById('p12-iv4-start').addEventListener('click', () => { i = 0; score = 0; show(); });
|
||||
show();
|
||||
})();
|
||||
|
||||
wireReadBtn('p12');
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
Reference in New Issue
Block a user