Algoritmi za reševanje problemov - funkcije, opis po korakih in priporočila

Jasen algoritem za reševanje problema s kemijo je odličen način, kako se uvrstiti v končne teste v tej kompleksni disciplini. V letu 2017 so bile v strukturi pregleda opravljene pomembne spremembe, iz prvega dela testnih vprašanj smo odstranili predlog, ki je predlagal en odgovor. Formulacija vprašanj je podana tako, da je diplomant pokazal znanje na različnih področjih, na primer kemijo, in ni mogel preprosto postaviti "klopi".

Osnovne težave

Največja zapletenost diplomantov so vprašanja o izpeljavi formul za organske spojine, ne morejo sestaviti algoritma za reševanje problema.

Kako se spopasti s takim problemom? Za spopadanje s predlagano nalogo je pomembno poznati algoritem za reševanje problemov v kemiji.

Enaka težava je značilna za druge akademske discipline.

Zaporedje ukrepov

Najpogostejše naloge so določiti povezavo znanih produktov izgorevanja, zato predlagamo, da upoštevate algoritem za reševanje problemov z uporabo tega tipa vaje.

1. Velikost molarne mase določene snovi se določi z uporabo znane relativne gostote plina (če je prisotna v stanju predlaganega problema).

2. Izračunajte količino snovi, proizvedene v tem postopku, s prostornino molskega za plinasto spojino, skozi gostoto ali maso za tekoče snovi.

3. Izračunamo količinske vrednosti vseh atomov v produktih določene kemijske reakcije in izračunamo tudi maso za vsako.

4. Povzemite te vrednosti, nato pa primerjate dobljeno vrednost z dano težo organske spojine.

5. Če začetna masa presega dobljeno vrednost, sklepamo, da v molekuli obstaja kisik.

6. Določite svojo maso, odštejemo za to iz dane mase organske spojine vsoto vseh atomov.

6. Poiščite število atomov kisika (v molih).

7. Določite razmerje med količino vseh atomov, ki so na voljo v problemu. Dobimo formulo za določitev snovi.

8. Izdelujemo svojo molekularno varianto, molsko maso.

9. Ko se razlikuje od vrednosti, pridobljene v prvem dejanju, število atomov povečamo za določeno številokrat.

10. Sestavljamo molekulsko formulo snovi, ki jo želimo.

11. Določite strukturo.

12. Zapišemo enačbo tega procesa z uporabo struktur organskih snovi.

Predlagani algoritem za reševanje problema je primeren za vse naloge, povezane z izpeljavo formule za organsko spojino. Pomagal bo srednješolcem, da se ustrezno soočijo z UPORABO.

Primer 1

Kako bi morala rešiti probleme s pomočjo algoritmov?

Da odgovorimo na to vprašanje, damo končni vzorec.

Pri gorenju 17,5 g spojine dobimo 28 litrov ogljikovega dioksida in 22,5 ml vodne pare. Parna gostota te spojine ustreza 3,125 g / l. Obstajajo informacije, da se snov tvori, ko je terciarni alkohol dehidriran. Na podlagi predlaganih podatkov:

1) naredi določene izračune, ki bodo potrebni za iskanje molekulske formule te organske snovi;

2) Zapiši svojo molekulsko formulo;

3) strukturira izgled prvotne spojine, ki edinstveno odraža kombinacijo atomov v predlagani molekuli.

Podatki o nalogah.

• m (izhodni material) 17,5 g
• V ogljikovega dioksida - 28 litrov
• V voda - 22,5 ml

Formule za matematične izračune:

• radic- = radik- _m* n
• radik- = m / ρ

Če želite, lahko to nalogo obvladate na več načinov.

Prvi način

1. Določite število molov vseh produktov kemične reakcije z molarnim volumnom.

nCO₂ = 1,25 mol

2. Določite količinsko vsebino prvega elementa (ogljika) v izdelku tega postopka.

nC = nCO₂ =, 25 molov

3. Izračunajte maso elementa.

mC = 1,25 mol * 12 g / mol = 15 g.

Določimo maso vodne pare, saj vemo, da je gostota 1 g / ml.

mH₂O je 22,5 g

Določimo količino reakcijskega produkta (vodne pare).

n vode = 1,25 mol

6. Izračunamo količinsko vsebnost elementa (vodika) v reakcijskem produktu.

nH = 2n (voda) = 2,5 mol

7. Določite maso tega elementa.

mH = 2,5 g

8. Povzemite mase elementov, da določite prisotnost (odsotnost) atoma kisika v molekuli.

mC + mH = 1,5 g + 2,5 g = 17,5 g

To ustreza podatkom o problemu, zato v želeni organski snovi ni nobenih atomov kisika.

9. Ugotovimo količinsko razmerje.

CH₂ - to je najpreprostejša formula.

10. Izračunajte M želene snovi z uporabo gostote.

M snovi = 70 g / mol.

n-5, snov izgleda takole: C₅H₁₀.

V stanju je rečeno, da se snov pridobiva z dehidracijo alkohola, zato je alken.

Druga možnost

Vzemimo še en algoritem za reševanje problema.

1. Ker vemo, da se ta snov proizvaja z dehidracijo alkohola, sklepamo, da je mogoče spadati v razred alkenov.

2. Najdemo vrednost M iskane snovi z uporabo gostote.

M v = 70 g / mol.

3. M (g / mol) za spojino ima obliko: 12n + 2n.

4. Izračunajte količinsko vrednost atomov ogljika v molekuli etilenskega ogljikovodika.

14 n = 70, n = 5, zato ima molekulska formula materija obliko: C₅H_10n.

V podatkih tega problema je rečeno, da se snov pridobiva z dehidracijo terciarnega alkohola, zato je alken.

Kako narediti algoritem za reševanje problema? Pripravnik mora vedeti, kako pridobiti predstavnike različnih razredov organskih spojin in ima svoje specifične kemijske lastnosti.

Primer 2

Poskusimo najti algoritem za rešitev problema z dodatnim primerom iz USE.

S popolnim zgorevanjem 22,5 grama alfa-aminokarboksilne kisline v kisiku v zraku je bilo mogoče zbrati 13,44 L (NU), ogljikovega monoksida (4) in 3,36 L (N) dušika. Poiščite formulo predlagane kisline.

Podatki o pogojih.

• m_{(aminokisline) -}22,5 g;
• radik-_{(ogljikov dioksid) -13,44 litrov-}
• radik-_{(dušik) -3,36 l.}

Formule.

• m = M * n;
• radic- = radik- _m* n.

Za reševanje problema uporabljamo standardni algoritem.

Ugotovimo količinsko vrednost produktov interakcije.

n_(dušik) = 0,15 mol.

Zapišemo kemijsko enačbo (uporabimo splošno formulo). Nadalje z reakcijo, ob poznavanju količine snovi, izračunamo število molov aminokarboksilne kisline:

x je 0,3 mol.

Izračunajte molsko maso aminokarboksilne kisline.

M_{(izhodni material)} = m / n = 22,5 g / 0, 3 mol = 75 g / mol.

Izračunamo molsko maso začetne aminokarboksilne kisline z relativnimi atomskimi masami elementov.

M_{(aminokisline)} = (R + 74) g / mol.

Ogljikovodični radikal določimo z matematično metodo.

R + 74 = 75, R = 75 - 74 = 1.

Z izbiro identificiramo različico ogljikovodikovega radikala, napišemo formulo želene aminokarboksilne kisline, oblikujemo odgovor.

Zato v tem primeru obstaja le atom vodika, zato imamo formulo CH2NH2COOH (glicin).

Odgovor: CH2NH2COOH.

Alternativna rešitev

Drugi algoritem za reševanje problema je naslednji.

Kvantitativno ekspresijo reakcijskih produktov izračunamo z molarnim volumnom.

n_{(ogljikov dioksid)} = 0,6 mol.

Zapišemo kemični proces, oborožen s splošno formulo tega razreda spojin. Iz enačbe izračunamo količino mola amino karboksilne kisline:

x = 0, 6 * 2 / v = 1, 2 / v molu

Nadalje izračunamo molsko maso aminokarboksilne kisline:

M = 75 g / mol.

Z relativnimi atomskimi masami elementov najdemo molsko maso aminokarboksilne kisline:

M_{(aminokisline)} = (R + 74) g / mol.

Izenačimo vrednosti molskih mas, nato rešimo enačbo in določimo vrednost radikalov:

R + 74 = 75v, R = 75v - 74 = 1 (vzeli bomo v = 1).

Z izbiro sklepamo, da ni ogljikovodikovega radikala, zato je želena aminokislina glicin.

Zato, R = H, dobimo formulo CH2NH2COOH (glicin).

Odgovor: CH2NH2COOH.

Ta rešitev problemov algoritem To je mogoče le v primeru, ko ima študent dobro znanje o osnovnih matematičnih spretnostih.

Programiranje

Kako so videti algoritmi? Primeri reševanja problemov v informatiki in računalniški tehnologiji prevzemajo jasno zaporedje ukrepov.

Če je naročilo kršeno, obstajajo različne sistemske napake, ki algoritmu ne omogočajo, da deluje v celoti. Razvoj programa z uporabo objektno usmerjenega programiranja je sestavljen iz dveh stopenj:

• ustvarjanje grafičnega vmesnika v vizualnem načinu;
• razvoj programske kode.

Ta pristop močno poenostavlja algoritem za reševanje programskih problemov.

Skoraj nemogoče je ročno spopadati s tem težkim procesom.

Zaključek

Spodaj je predstavljen standardni algoritem za reševanje inventivnih problemov.

To je natančno in razumljivo zaporedje dejanj. Ko ga ustvarite, morate poznati začetne podatke problema, začetno stanje opisanega predmeta.

Da bi razlikovali faze reševanja problemov algoritmov, je pomembno določiti namen dela in identificirati sistem ukazov, ki jih bo izvajalec izvedel.

Ustvarjeni algoritem mora imeti določen nabor lastnosti:

• diskretnost (delitev na korake);
• edinstvenost (vsak ukrep ima eno rešitev);
• konceptualnost;
• učinkovitost.

Mnogi algoritmi imajo masovni značaj, to pomeni, da jih je mogoče uporabiti za reševanje številnih podobnih nalog.

Programski jezik je poseben sklop pravil za pisanje podatkov in algoritemskih struktur. Trenutno se uporablja na vseh znanstvenih področjih. Njegov pomemben vidik je hitrost. Če je algoritem počasen, ne zagotavlja racionalnega in hitrega odziva, se vrne za revizijo.

Določanje nekaterih nalog določi ne le velikost vhodnih podatkov, ampak tudi drugi dejavniki. Na primer, algoritem za razvrščanje velikega števila celih številk je enostavnejši in hitrejši, pod pogojem, da se izvede predhodno razvrščanje.