Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 18 № 1952
i

Иони­за­ци­он­ный ды­мо­вой из­ве­ща­тель

 

По­жа­ры в жилых и про­из­вод­ствен­ных по­ме­ще­ни­ях, как из­вест­но, пред­став­ля­ют се­рьез­ную опас­ность для жизни и здо­ро­вья людей и могут слу­жить при­чи­ной боль­ших ма­те­ри­аль­ных по­терь. По этой при­чи­не важ­ной за­да­чей яв­ля­ет­ся об­на­ру­же­ние по­жа­ра в самом на­ча­ле его воз­ник­но­ве­ния и ран­нее опо­ве­ще­ние людей о на­ча­ле воз­го­ра­ния. Для ре­ше­ния этой за­да­чи ис­поль­зу­ют­ся раз­лич­ные си­сте­мы по­жар­ной сиг­на­ли­за­ции, ос­нов­ным эле­мен­том ко­то­рой яв­ля­ет­ся по­жар­ный из­ве­ща­тель. Пред­на­зна­че­ние по­жар­но­го из­ве­ща­те­ля  — сре­а­ги­ро­вать на раз­лич­ные про­яв­ле­ния по­жа­ра и при­ве­сти в дей­ствие сиг­наль­ную часть по­жар­ной сиг­на­ли­за­ции (на­при­мер, си­ре­ну). По­жар­ные из­ве­ща­те­ли бы­ва­ют двух ос­нов­ных типов: теп­ло­вые (ре­а­ги­ру­ют на по­вы­ше­ние тем­пе­ра­ту­ры) и ды­мо­вые (ре­а­ги­ру­ют на по­яв­ле­ние в воз­ду­хе ча­стиц дыма). Из­ве­ща­те­ли обоих типов могут иметь раз­лич­ные прин­ци­пы дей­ствия и кон­струк­тив­ные осо­бен­но­сти.

 

а)

б)

в)

Прин­цип дей­ствия иони­за­ци­он­но­го из­ве­ща­те­ля

 

Рас­смот­рим в ка­че­стве при­ме­ра иони­за­ци­он­ный ды­мо­вой из­ве­ща­тель. Его ос­нов­ным эле­мен­том яв­ля­ет­ся иони­за­ци­он­ная ка­ме­ра (рис. а), в ко­то­рой на­хо­дит­ся ис­точ­ник ра­дио­ак­тив­но­го из­лу­че­ния - на­при­мер, изо­топ хи­ми­че­ско­го эле­мен­та аме­ри­ция \ChemForm_95 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 241 пра­вая круг­лая скоб­ка Am. При ра­дио­ак­тив­ном рас­па­де аме­ри­ций ис­пус­ка­ет альфа-ча­сти­цы, ко­то­рые иони­зи­ру­ют мо­ле­ку­лы воз­ду­ха, при столк­но­ве­ни­ях «раз­би­вая» их на по­ло­жи­тель­но и от­ри­ца­тель­но за­ря­жен­ные ионы. Также в иони­за­ци­он­ной ка­ме­ре на­хо­дят­ся два элек­тро­да. После под­клю­че­ния элек­тро­дов к по­лю­сам ис­точ­ни­ка по­сто­ян­но­го на­пря­же­ния по­ло­жи­тель­ные ионы при­тя­ги­ва­ют­ся к от­ри­ца­тель­но

за­ря­жен­но­му элек­тро­ду, а от­ри­ца­тель­ные ионы  — к по­ло­жи­тель­но за­ря­жен­но­му элек­тро­ду, и через иони­за­ци­он­ную ка­ме­ру на­чи­на­ет про­те­кать элек­три­че­ский ток (рис. б). Если в такую ка­ме­ру по­па­да­ют ча­сти­цы дыма, то ионы при­тя­ги­ва­ют­ся к ним и осе­да­ют на этих ча­сти­цах (рис. в). В ре­зуль­та­те ко­ли­че­ство ионов в ка­ме­ре резко умень­ша­ет­ся, число но­си­те­лей за­ря­да па­да­ет, и сила тока, те­ку­ще­го через ка­ме­ру, также умень­ша­ет­ся. Имен­но ве­ли­чи­на силы тока, те­ку­ще­го через иони­за­ци­он­ную ка­ме­ру, слу­жит ин­ди­ка­то­ром на­ли­чия дыма, а зна­чит, и по­жа­ра.

Обыч­но при кон­стру­и­ро­ва­нии иони­за­ци­он­но­го ды­мо­во­го из­ве­ща­те­ля в него по­ме­ща­ют сразу две иони­за­ци­он­ные ка­ме­ры: одну от­кры­тую (она яв­ля­ет­ся ра­бо­чей), а вто­рую  — за­кры­тую (она яв­ля­ет­ся эта­лон­ной). В за­кры­тую ка­ме­ру, в от­ли­чие от от­кры­той, дым по­пасть не может, и по­это­му сила те­ку­ще­го через нее тока все время по­сто­ян­на. Элек­три­че­ская схема из­ве­ща­те­ля срав­ни­ва­ет силы токов, те­ку­щих через от­кры­тую и за­кры­тую ка­ме­ры. В слу­чае если эти силы токов силь­но от­ли­ча­ют­ся друг от друга (что про­ис­хо­дит как раз тогда, когда в от­кры­тую ка­ме­ру по­па­да­ет дым), сиг­на­ли­за­ция сра­ба­ты­ва­ет  — элек­три­че­ская схема вклю­ча­ет ее сиг­наль­ную часть (на­при­мер, си­ре­ну), и на­чи­на­ет­ся опо­ве­ще­ние о по­жа­ре. Опи­сан­ный иони­за­ци­он­ный ды­мо­вой из­ве­ща­тель лучше ре­а­ги­ру­ет на дым, со­сто­я­щий из боль­шо­го ко­ли­че­ства мел­ких ча­стиц. В этом слу­чае сум­мар­ная пло­щадь по­верх­но­сти ча­стиц дыма боль­ше, и ионы лучше оса­жда­ют­ся на ча­сти­цах.

При ис­пы­та­ни­ях иони­за­ци­он­но­го ды­мо­во­го из­ве­ща­те­ля в пер­вом опыте на из­ве­ща­тель на­пра­ви­ли струю си­га­рет­но­го дыма, а во вто­ром опыте  — дым от тле­ю­щей ве­то­ши. Кон­цен­тра­ция ча­стиц дыма в обоих слу­ча­ях была оди­на­ко­вой. Из­ве­ща­тель сра­бо­тал толь­ко во вто­ром опыте. В каком опыте раз­мер ча­стиц дыма был мень­ше?

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

Об­ра­зец воз­мож­но­го от­ве­та

1.  В пер­вом опыте.

2.  Оса­жде­ние ионов на ча­сти­цы дыма (и сра­ба­ты­ва­ние из­ве­ща­те­ля) про­ис­хо­дит тем более эф­фек­тив­но, чем боль­ше сум­мар­ная пло­щадь по­верх­но­сти ча­стиц дыма. При оди­на­ко­вой кон­цен­тра­ции ча­стиц дыма сум­мар­ная пло­щадь по­верх­но­сти ча­стиц боль­ше в слу­чае более круп­ных ча­стиц. По­сколь­ку из­ве­ща­тель сра­бо­тал во вто­ром опыте, то в пер­вом опыте раз­мер ча­стиц дыма был мень­ше.

Спрятать критерии
Критерии проверки:

Кри­те­рии оце­ни­ва­ния вы­пол­не­ния за­да­нияБаллы
Пред­став­лен пра­виль­ный ответ на во­прос, и при­ве­де­но до­ста­точ­ное обос­но­ва­ние, не со­дер­жа­щее оши­бок2
Пред­став­лен пра­виль­ный ответ на по­став­лен­ный во­прос, но его обос­но­ва­ние не яв­ля­ет­ся до­ста­точ­ным, хотя со­дер­жит оба эле­мен­та пра­виль­но­го от­ве­та или ука­за­ние на фи­зи­че­ские яв­ле­ния (за­ко­ны), при­част­ные к об­суж­да­е­мо­му во­про­су.

ИЛИ

Пред­став­ле­ны кор­рект­ные рас­суж­де­ния, при­во­дя­щие к пра­виль­но­му от­ве­ту, но ответ явно не сфор­му­ли­ро­ван

1
Пред­став­ле­ны общие рас­суж­де­ния, не от­но­ся­щи­е­ся к от­ве­ту на по­став­лен­ный во­прос.

ИЛИ

Ответ на во­прос не­ве­рен — не­за­ви­си­мо от того, что рас­суж­де­ния пра­виль­ны или не­вер­ны, или от­сут­ству­ют

0
Мак­си­маль­ный балл2

Аналоги к заданию № 985: 1952 Все

Раздел кодификатора ФИПИ: 4.3 Со­став атом­но­го ядра. Изо­то­пы.
1
Тип 18 № 985
i

При ис­пы­та­ни­ях иони­за­ци­он­но­го ды­мо­во­го из­ве­ща­те­ля в пер­вом опыте на из­ве­ща­тель на­пра­ви­ли струю си­га­рет­но­го дыма, а во вто­ром опыте  — дым от тле­ю­щей ве­то­ши. Кон­цен­тра­ция ча­стиц дыма в обоих слу­ча­ях была оди­на­ко­вой. Из­ве­ща­тель сра­бо­тал толь­ко во вто­ром опыте. В каком опыте раз­мер ча­стиц дыма был мень­ше?


Аналоги к заданию № 985: 1952 Все


2
Тип Д19 № 979
i

При по­па­да­нии ча­стиц дыма в иони­за­ци­он­ную ка­ме­ру из­ве­ща­те­ля сила тока, те­ку­ще­го через нее,

 

1)  уве­ли­чи­ва­ет­ся

2)  умень­ша­ет­ся

3)  не из­ме­ня­ет­ся

4)  может как уве­ли­чи­вать­ся, так и умень­шать­ся  — в за­ви­си­мо­сти от раз­ме­ров ча­стиц дыма


3
Тип Д20 № 980
i

В иони­за­ци­он­ной ка­ме­ре ды­мо­во­го из­ве­ща­те­ля про­во­ди­мость воз­ду­ха обес­пе­чи­ва­ет­ся

 

1)  толь­ко по­ло­жи­тель­но за­ря­жен­ны­ми иона­ми

2)  толь­ко от­ри­ца­тель­но за­ря­жен­ны­ми иона­ми

3)  по­ло­жи­тель­но и от­ри­ца­тель­но за­ря­жен­ны­ми иона­ми

4)  толь­ко альфа-ча­сти­ца­ми


4
Тип Д22 № 14504
i

Вы­бе­ри­те два вер­ных утвер­жде­ния, ко­то­рые со­от­вет­ству­ют со­дер­жа­нию тек­ста. За­пи­ши­те в ответ их но­ме­ра.

 

1.  При по­па­да­нии ча­стиц дыма в иони­за­ци­он­ную ка­ме­ру из­ве­ща­те­ля сила тока, те­ку­ще­го через нее, уве­ли­чи­ва­ет­ся.

2.  При по­па­да­нии ча­стиц дыма в иони­за­ци­он­ную ка­ме­ру из­ве­ща­те­ля сила тока, те­ку­ще­го через нее, умень­ша­ет­ся.

3.  При по­па­да­нии ча­стиц дыма в иони­за­ци­он­ную ка­ме­ру из­ве­ща­те­ля сила тока, те­ку­ще­го через нее, не из­ме­ня­ет­ся.

4.  В иони­за­ци­он­ной ка­ме­ре ды­мо­во­го из­ве­ща­те­ля про­во­ди­мость воз­ду­ха обес­пе­чи­ва­ет­ся по­ло­жи­тель­но и от­ри­ца­тель­но за­ря­жен­ны­ми иона­ми.

5.  В иони­за­ци­он­ной ка­ме­ре ды­мо­во­го из­ве­ща­те­ля про­во­ди­мость воз­ду­ха обес­пе­чи­ва­ет­ся толь­ко альфа-ча­сти­ца­ми.