БОЛЬШАЯ НАУЧНАЯ БИБЛИОТЕКА  
рефераты
Добро пожаловать на сайт Большой Научной Библиотеки! рефераты
рефераты
Меню
Главная
Банковское дело
Биржевое дело
Ветеринария
Военная кафедра
Геология
Государственно-правовые
Деньги и кредит
Естествознание
Исторические личности
Маркетинг реклама и торговля
Международные отношения
Международные экономические
Муниципальное право
Нотариат
Педагогика
Политология
Предпринимательство
Психология
Радиоэлектроника
Реклама
Риторика
Социология
Статистика
Страхование
Строительство
Схемотехника
Таможенная система
Физика
Философия
Финансы
Химия
Хозяйственное право
Цифровые устройства
Экологическое право
Экономико-математическое моделирование
Экономическая география
Экономическая теория
Сельское хозяйство
Социальная работа
Сочинения по литературе и русскому языку
Товароведение
Транспорт
Химия
Экология и охрана природы
Экономика и экономическая теория

Дифузія в твердих тілах

Дифузія в твердих тілах

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ДВНЗ «ДОНЕЦЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ»

Кафедра «Прикладна екологія та охорона

навколишнього середовища»

ЗВІТ

з навчальної практики

студентки першого курсу групи ТТМ-09

Виконав________________________ студ. гр. ТТМ-09

Голубаш О.І

Перевірив_______________________ ас. каф. ПЕ та ОНС

Калініхін О.Н.

Донецьк - 2010

ВСТУП

Після закінчення семестру в нашої групи розпочалась учбова практика, яка передбачала три поступових рівня отримання знань в області хімії, бібліотечної справи, та роботи з комп'ютерами. Метою учбової практики є ознайомлення студентів з основними важливими компонентами університету, які поповнять рівень знань студента і допоможуть йому в подальшому навчанні.

Кожний рівень роботи передбачав свої завдання.

Метою роботи в хімічній лабораторії було основними методами роботи в лабораторії: дізнатися про функції і призначення хімічного посуду, навчитися готувати титровані розчини і визначати концентрацію розчинів різними способами.

Робота в бібліотеці, яка вимагала від нас насиченої роботи в структурі бібліотеки з різноманітними катологами.

Завдання комп'ютерної частини було, ознайомлення студентів нашої групи з основами роботи в Mathcad, з його можливостями і функціями.

3 Робота за комп'ютером

3.1 Огляд можливостей Mathcad

Mathcad - на сьогоднішній момент є найбільш потужним та інтуїтивно зрозумілим інструментом проведення технічних обчислень, який об'єднує універсальні і багаті можливості мов програмування з простотою в спілкуванні, що притаманна електронним таблицям. Одна з найбільш надзвичайних можливостей Mathcad - можливість об'єднувати в однім документі обчислення, коментарії, графіки, що пояснюють та ілюструють.

Завдяки цьому розв'язання екологічних задач, а особливо виконання модельних експериментів стає більш наочним і зручним. Ця можливість особливо корисна, тому, що Mathcad дозволяє подавати математичні вирази в зручному записі і не доводиться вивчати новий синтаксис

Mathcad дозволяє робити наступне:

1) Операції з дробами.

1.1. чисельні;

1.2. символьні;

2) Чисельні та символьні обчислення значень функцій.

3) Розв'язання рівнянь, систем рівнянь і нерівностей.

3.1. квадратне рівняння;

3.2. система лінійних рівнянь;

3.3. нерівності;

3.4. чисельне знаходження коренів;

4) Операції з поліномами та раціональними нерівностями.

4.1. множення поліномів;

4.2. розкладання поліномів на множники;

4.3 скорочення дробі;

5) Диференціювання.

5.1. символьне;

5.2. обчислення похідної в заданій точці;

5.3. Обчислення таблиці значень функції та її похідних;

6) Інтегрування.

6.1. неозначених інтегралів;

6.2. визначених інтегралів;

6.3. визначення інтегралів із перемінною верхньою межею;

6.4. інтегралів, що залежать від параметра (Ц);

6.5. невласних інтегралів першого та другого роду;

6.6. комплексних криволінійних інтегралів, інтегралів по контуру;

6.7. кратних інтегралів;

7) Обчислення сум і добутків для рядів даних (наприклад, Фурьє-аналіз).

Mathcad дозволяє робити як символьні, так і чисельні розрахунки із сумами та добутками.

8) Розкладання функцій у ряди Тейлора,Маклорена,Лорана.

Розкладання в ряд застосовується в тих випадках, коли через складність вихідної задачі намагаються одержати наближене рівняння. Довжина ряду, у який розкладається функція, задається користувачем.

9) Виконання операцій лінійної алгебри та векторного численя.

Mathcad дозволяє обчисляти як символьно, так і чисельно характеристичні багаточлени, власні значення і власні вектори.

10) Виконувати статистичний аналіз.

Обчисляти лінійні регресії, статистичні розподіли і будувати гістограми, які використовують в статистичному аналізі. У розпорядженні користувача знаходяться численні функції для обчислення дискретних і безперервних розподілів, статистичних параметрів і статистичних контрольних функцій, умонтовані генератори випадкових чисел для усіх часто використовуваних розподілів.

11) Здійснювати інтерполяцію та апроксимацію.

Mathcad надає можливість лінійно та сплайн-інтерполяції, подовження яких у крайових точках можна регулювати через опції. Для апроксимації можна використовувати різноманітні лінеаризовані наближення.

12) Будувати двох та трьох мірні графіки: у декартових координатах.

3.2 Запуск Mathcad

Для запуску програми необхідно вибрати команду Пуск=>Программы=>MathSoft Apps=>Mathacad 2000 Русская редакция.

У верхній частині вікна Mathacad, яке з'явилося на екрані, є рядок заголовка, що містить назву відкритого документа, рядок меню та безліч кнопок на панелях інструментів. У вікні Mathacad знаходиться також панель Math (Математика).

Після запуску Mathacad дає ім`я документу, що редагується, як Untitled:1. Тому необхідно привласнити йому ім'я , яке б вказувало на його зміст. Для цього використовуйте команду (Файл =>Сохранить).

3.3 Основні дії панелі математика

Кнопка інструментів Калькулятор - містить кнопки для завдання арифметичних операцій, а також часто використовуваних функцій (логарифма, факторіала, та ін.). Кнопка з піктограмою (:=) призначена для запровадження оператора локального присвоєння, що задає певне значення для змінної або функції.

Кнопка інструментів Булева - містить кнопки для введеня операторів порівняння (більше, менше та ін.) і кнопки введення логічних операторів (І, АБО, НЕ).

Кнопка інструментів Вычисление - містить кнопки введеня операторів локального та глобального присвоєння значень змінних та функцій, кнопку зі стрілкою для символьного обчислення виразів і чотири кнопки, для визначення операторів.

Кнопка інструментів Графики. Ця панель містить інструменти для побудови графіків

Кнопка інструментів Матрицы - призначена для введення векторів і матриць, а також для обчислень, що пов'язані з матрицями.

Кнопка інструментів Исчиление - дозволяють, крім диференціювання та інтегрування, визначати суми і добутки, обчисляти межі.

Тут же знаходиться кнопка символу безкрайності.

Кнопка інструментів Греческий алфавіт - для введення грецьких букв. Грецькі букви можна ввести, використовуючи комбінації клавіш, наприклад: для б - [а] [Ctrl+G], для в - [b] [Ctrl+G].

Кнопка інструментів Программирование - дозволяє вбудувати в документ власні функції, що написані на Паскалю або С.

Кнопка інструментів Символы - призначені для виконання символьних розрахунків.

3.4Основні прийоми роботи в Mathacad

Основні прийоми роботи Mathacad занесені до таблиці 1.1

Щоб отримати символ

Призначення символу або дії

Натиснути

«клавіша»

:=

Привласнити значеня

<:>

·

Множення

<*>

..

Діапазон змін мінливої

<;>

Розподіл (створення дробу)

</>

Корінь квадратний

<\>

Корінь

<Crtl+\>

Ступінь

<^>

Нижній індекс

<[>

Грецький алфавіт

<!>

>

Символічний знак нерівності

<символ>

<Crtl+G>

=

Знак дорівнює в рівняннях

<Crtl+>

?

Знак безкрайності

<Crtl+Shift+z>

Похідна

<Shift+/>

Похідна n-го порядку

<Crtl+Shift+/>

Створити матрицю або вектор

<Crtl+M>

Збільшення «сліду» курсору ВР

<пробіл>

Взяти в скобки фрагмент формули

<'>

Декартов графік (Х-Y)

<Shift+2>

Графік поверхні (X-Y-Z)

<Crtl+2>

Задати декілька функцій для графіка

<,>

Видалити строку

<Delete>

Вставити рядок

<Enter>або

<Crtl+F9>

Видалення символів, коли «слід» ВР спрямований вліво або вправо

<Delete> або <backspace>


1. У Mathacad доументі курсор введення символів із клавіатури має вид червоного хрестика (ЧХ). Цей хрестик указує, у якому місці робочого листа буде зроблена наступна дія. Установив покажчик миші в потрібному місці документа, і виконав щиголь, можна перемістити туди цей хрестик.

2. Курсор формул у вигляді блакитної вертикальної риси (ВР) «із слідом» з'являється при введенні формули або при виборі існуючої формули. «Слід» ВР указує (уліво / управо) на область і напрямок редагуння або створення формули. По умовчанню формули подані шрифтом Times New Roman.

3. У текстовій області курсор має вигляд вертикальної червоної риси (ЧР). Для створення текстової області ЧХ може бути перетворений у ЧР натисканням клавіші лапки [“]. По умовчанню текст у текстовій області поданий шрифтом Arial, що дозволяє конкретно зображати тільки символи в En (Англійської) - розкладці клавіатури. Тому для тексту на Російській або Українській мові (Ru або Uk) необхідно на панелі інструментів у полі Шрифт вибрати русифікований аналог, наприклад Arial Cyr.

Щоб перетворити формулу в текст (це можна буде визначити через шриф Arial), достатньо в області формули натиснути клавішу <пробіл>. Перетворення в оберненому напрямку не можливо.

3.5 Прості функціональні залежності в екології

Розглянемо приклади простих функціональних залежностей, якими оперують в екології. За допомогою засобів Mathcad необхідно буде графічно порівняти траєкторії лінійної, обернено-пропорційної, дрібно-лінійної, статистичної, показової та логарифмічної функції.

1) Створення документа починається з виконання команди Файл=>Новыйй (або <Ctrl+N).

2) Введення тексту (пояснення,коментарю). Натисканням <”> створюємо текстову область і набираємо текст «Залікова робота». Команда Формат=>Текст дозволяє змінювати шрифт (необхідно поміняти Arial > Arial Cyr) і його параметри. Таким же засобом далі створюємо й інші текстові пояснення.

3) Введення формул.

Лінійна залежність

В екології повна лінійна залежність між двома змінюваними величинами зустрічається рідко. В іхтіології, прикладом такої залежності, на ранній стадії розвитку риб, є їхня вага (w), що лінійно залежить від віку (ф) через коефіцієнти (a та b), які характеризують вид та вагу риб на початку спостереження:

w(ф) = a·ф+ b (3.1)

Створимо цю залежність у Mathcad документі та проаналізуємо вплив коефіцієнтів a та b на характер одержуваних лінійних траєкторій. Для цього скористаємося декількома наборами функцій (w1,w2,w3,w4,w5,w6) та коефіцієнтів (a1, b1,a2,b2,a3,b3;…).

Встановимо ЧХ там, де повинно знаходитися перше визначення перемінних і введемо наступну послідовність символів:

а1:0,11 (або а1=0,11) поруч із ним b1:0,18 (або b1=0,18)

Завершувати створення визначень необхідно натисканням клавіші <>>, клавіші <Enter> або виконав щиголь на вільній ділянці документа.

Далі задаємо проміжок зміни ф

t< Ctrl+G>:2,2+.05;6

Тепер задаємо загальне визначення лінійної функції:

w(a,b,t,<Ctrl+G>):a*t<Ctrl+G>+b

Використовуючи отримане значення функції можна розрахувати траєторії при різномінітних коефіцієнтах (a,b):

(w1,w2,w3) - змінюється значення коефіцієнта (a1,a2,a3);

(w4,w5,w6) - змінюється значення коефіцієнта (b2,b3,b4).

4)Побудова графіка. Існує два шляхи побудови графіка:

- скористатися відповідною кнопкою панелі інструментів Графики;

- більш швидкий - натиснути клавіши <Shift+2>. Після цього в документі з'являються дві вкладені рамки. Зовнішня рамка, постачена трьома маркерами зміни розмірів, є межею графічної області і служить для переміщення графіка і зміни його розмірів. Самий графік буде знаходитися у середині меншої рамки, постаченої комірками для формул. Ці комірки призначенні для введення описів, що відповідають,осям. За допомогою клавіші <Tab> можна переходити від однієї комірки опису до іншої.

Введемо ф у якості незалежної перемінної. Потім розмістимо курсор у комірці опису осі ординат і задаємо три функції (w1,w2,w3) розділивши їх, натискуючи клавішу <,> (кома). Далі зробимо щиголь на вільній ділянці документа. Графік готовий.

Щоб змусити Mathcad притримуватися визначених меж зміни незалежної перемінної ф і функцій, їх не обхідно задати на краях абцис та ординат. Таким же чином будуємо графік для залежностей (w4,w5,w6).

- Обернено - пропорційна залежність.

Прикладом використання обернено - пропорційних функцій в екології є залежність типу «хижак-жертва». Зокрема, такі взаємовідносини мають популяції зайців і вовків. У визначений період їхнього розвитку, кількість популяції зайців (z) тим менше, чим більше кількість популяції вовків (V) . Такий зв'язок, через коефіцієнт пропорційності (с) має вид:

(3.2)

Створимо необхідні визначення і проаналізуємо вплив коефіцієнта (с1,с2,сЗ) на вид одержуваних графіків (z1,z2,z3),

v:1,1+1;46

z(c,v):c/v

За допомогою отриманого визначення функції в залежності від коефіцієнта (с1, с2, сЗ) знаходимо траєкторії (z1, z2, z3), після цього будуємо графіки.

- Дрібно - лінійна залежність, формула Михаеліса-Ментен. В екології відомо, що між кількістю страви і швидкістю її споживання мікроорганізмами існує сильна залежність, яку виражають через дрібно-раціональну функцію. Залежність швидкості (М) поглинання мікроорганізмами живильних речовин (субстрату) від його концентрації (s) можна описати відомим рівнянням Михаеліса-Ментен:

(3.3)

де: Mmах - максимальна швидкість поглинання субстрату; Кm - постійна Михаеліса, що дорівнює такої концентрації субстрату, при якій швидкість його поглинання досягає половині максимальної швидкості, тобто

Графіком функції є гіпербола то називається гіперболою Михаеліса. Коли концентрація субстрату необмежено збільшується (s>?) швидкість поглинання прагне до постійної величини

Така пряма, до якої зменшується відстань від точок кривої, які проеціруються в безкраїсть, називається асимптотою.

Створимо необхідні визначення і проаналізуємо вплив коефіцієнтів (Кm1, Кm2, КmЗ) і (Мmах2, МmахЗ, Мmах4) на вид одержуваних траекторій Кривих.

М(Мmax,Km,s):Mmax*s/Km+s

За допомогою отриманого визначення функції розрахуємо поведінку функції (М1, М2, МЗ) змінюючи значення коефіцієнта (Кm1 , Km2. Кm3); (М4, М5, М6) - змінюючи значення коефіцієнта (Мmах2, МmахЗ Мmах4) . Після цього побудуємо графіки.

- Статечна залежність. Раніше було розглянуто, що іноді в іхтіології вага особі у ранньому періоді розвитку, може бути описано лінійною функцією. Для опису більш тривалих періодів розвитку особі, замість лінійної, часто застосовують статечну залежність:

(3.5)

Створимо цю залежність і в Маthcad - документі проаналізуємо вплив коефіцієнтів (a і b) на вид одержуваних графіків:

t<Ctrl+G>:2,2+.01;6

w (a,b,t<Ctrl+G>):a*(t<Ctrl+G>^b<пробіл>+1)

Натискання клавіші <пробіл> необхідно, щоб Маthcad міг визначити, що b повинна бути додана до значення ф , а не до показника ступеня b.

Використовуючи створене визначення функції розраховують траєкторії кривих для функцій (w1, w2, w3) змінюючи значення коефіцієнта (а1, а2, аЗ); для функцій (w4,w5,w6) - змінюється значення коефіцієнта (b2, bЗ, b4). Отримані результати відображають на графіках.

- Показова і логарифмічна залежності, при. визначенні показової залежності в якості аргументу (наприклад, х) виступає показник ступеня:

(3.6)

Оберненою для показової функції є логарифмічна:

(3.7)

Графіки логарифмічної функції мають таку ж форму, як і графіки показової функції, але вони розташовані стосовно останніх симетрично щодо осі х (показові - y).

Коли в показовій функції за підставу ступеня а прийняте ірраціональне число е=2,71828, то залежність називається експоненціальна. Логарифмічна функція з основою, яка рівна числу е називається натуральним логарифмом (у=ln(x)). При вивченні різноманітних природних процесів, включаючи і біологічні, найбільш часто зустрічаються залежності між перемінними величинами, що описуються показовими і логарифмічними функціями з основою е. Розглянемо декілька прикладів застосування такого виду функцій.

а) Для більшості біологічних процесів, у тому числі і розмноження різноманітних популяцій, значення змінної, що характеризує чисельність популяції, не може необмежено збільшуватися. Для опису таких процесів добре пристосована показова функція з від'ємним показником. Чисельність більшості популяцій спочатку збільшується, а потім залишається постійною і не перевищує деякої величини Nmax:

(3.8)

де к - коефіцієнт, що визначається експериментально для кожного виду популяції; N0 - початкова чисельність популяції. Пряма N=Nmаx є горизонтальною асимптотою графіка цієї функції, а величина Мmах -називається "ємність середовища".

Збудуємо цю залежність і в Маthcad -документі проаналізуємо вплив коефіцієнта (к) на вид одержуваних графіків:

N0:=200

Nmax:1500

t:0,0+.01;10

N(N0,Nmax,k,t):N0+(Nmax-N0)*(1-e^-k*t<пробіл>)

Для побудови графіків використовують значення функцій (N1, N2,: N3), що розраховані при різноманітних значеннях коефіцієнтів (кі, к2, кЗ).

б) Приклад, пов'язаний з дією на організм тварин шкідливих речовин (токсинів), що скорочують тривалість їх життя. Якщо дозу речовини, що діє на організм позначити через р, середню тривалість життя тварин позначити через Тm і врахуємо дію великої кількості токсичних речовин (p>?), що скорочують тривалість життя Т до величини Tp, то процес дії шкідливої речовини добре описується наступною показовою функцією:

|

в) Приклад, у якому для кращого математичного опису процесів збільшення ваги морських тварин застосовується формула Верталанфі, тобто комбінація показової і статечної функції:

(3.10)

де Wmax - найбільша вага риби; б та t0 - експериментально обумовлені коефіцієнти.

3.6 Зберігання документа

Скориставшись командою Файл=>Сохранить можна привласнити створеному документу ім'я (або комбінація клавіш <Crtl+S>). Розширення mcd буде дано автоматично. Зберегти документ під новим ім'ям або іншій папці (диску) можна за допомогою команди Файл=>Сохранить как.

3.7 Друк документа

Виконавши команди Файл=>Печать призводить до появи діалогово вікна, у якому варто підтвердити виведення документа на друк.

Для друку можна скористатися кнопкою піктограмою принтера на панелі інструментів. Для визначення необхідних для друкуисторінок можна визвати команду Файл=>Предварительний просмотр.

3.8 Завершення роботи

Завершіть роботу в Mathcad виконанням команди Файл=> Выход або комбінацією клавіш <Alt+F4>. Якщо після редагування документ не був збережений, перед завершення роботи на екрані з'явиться запит про те чи варто зберегти документ.

Додаток 1

Залікове завдання

Границі будови графіку

Визначення лінійної залежності

Вплив параметру "а" Вплив параметру "b"

2. Обернено пропорційна залежність

v-популяція ''хижаків'' z(v)-популяція ''жертв''

Визначення обернено-пропорційної залежності

3. Дрібно-лінійна залежність,формула Михаеліса-Ментен

M(s)-швидкість поглинання мікроогранізмів живильних речовин

Km-Постійна Мехаеліса

4.Статестична залежність

5.Показові та логаріфмічні залежності

Початкова чисельість популяції

''Ємність середовища''

k-Коефіцієнт розмноження популяції

Середня тривалість життя

гранична тривалість життя при дії великлї кількості токсинів

доза шкідливої речовини,яка впливає на організм

k-піддатливість організму до токсину

....

максимально можлив вага тварини

покращена модель ''вага-вік''

Висновок

За роботою в хімічній лабораторії я познайомилась з основними методами роботи в хімічній лабораторії: узнала про призначення та функції хімічного посуду, навчилась готувати титровані розчини та визначати концентрацію розчинів різними способами.

За часи практиці у бібліотеці я навчилась користуватися різноманітними каталогами, навчилася находити книги за електронним пошуком, і також ознайомилася зі структурою роботи бібліотеки.

Завдяки комп'ютерниій практиці я познайомилася з основами роботи в Mathcad, з його можливостями та функція.

Я вважаю, що саме завдяки такій практиці, я здобула навики користування програмою Mathcad, детальніше ознайомилася з роботою у бібліотеці та хімічній лабораторії. Завдяки проходженню цієї практики, я отримала добрі навички, які мені допоможуть у майбутньому.





17.06.2012
Большое обновление Большой Научной Библиотеки  рефераты
12.06.2012
Конкурс в самом разгаре не пропустите Новости  рефераты
08.06.2012
Мы проводим опрос, а также небольшой конкурс  рефераты
05.06.2012
Сена дизайна и структуры сайта научной библиотеки  рефераты
04.06.2012
Переезд на новый хостинг  рефераты
30.05.2012
Работа над улучшением структуры сайта научной библиотеки  рефераты
27.05.2012
Работа над новым дизайном сайта библиотеки  рефераты

рефераты
©2011