समस्याओं को हल करने के लिए एल्गोरिदम - सुविधाएँ, चरण-दर-चरण विवरण और अनुशंसाएँ

2024 लेखक: Angel Austin | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-02 17:47

रसायन शास्त्र में एक समस्या को हल करने के लिए एक स्पष्ट एल्गोरिदम इस जटिल अनुशासन में अंतिम परीक्षणों में ट्यून करने का एक शानदार तरीका है। 2017 में, परीक्षा की संरचना में महत्वपूर्ण परिवर्तन किए गए थे, एक उत्तर वाले प्रश्नों को परीक्षण के पहले भाग से हटा दिया गया था। प्रश्नों का शब्दांकन इस प्रकार दिया गया है कि स्नातक विभिन्न क्षेत्रों में ज्ञान प्रदर्शित करता है, उदाहरण के लिए, रसायन विज्ञान, और केवल "टिक" नहीं लगा सकता।

मुख्य चुनौतियां

स्नातकों के लिए अधिकतम कठिनाई कार्बनिक यौगिकों के सूत्रों की व्युत्पत्ति पर प्रश्न है, वे समस्या को हल करने के लिए एक एल्गोरिथ्म नहीं बना सकते हैं।

ऐसी समस्या से कैसे निपटें? प्रस्तावित कार्य से निपटने के लिए, रसायन विज्ञान में समस्याओं को हल करने के लिए एल्गोरिथम को जानना महत्वपूर्ण है।

अन्य शैक्षणिक विषयों के लिए भी यही समस्या विशिष्ट है।

कार्रवाई का क्रम

ज्ञात दहन उत्पादों द्वारा यौगिक का निर्धारण करने की समस्याएं सबसे आम हैं, इसलिए हम एक उदाहरण का उपयोग करके समस्याओं को हल करने के लिए एल्गोरिदम पर विचार करने का प्रस्ताव करते हैंइस प्रकार का व्यायाम।

1. किसी दिए गए पदार्थ के दाढ़ द्रव्यमान का मूल्य कुछ गैस के लिए ज्ञात सापेक्ष घनत्व का उपयोग करके निर्धारित किया जाता है (यदि प्रस्तावित कार्य की स्थिति में मौजूद है)।

2. हम इस प्रक्रिया में बनने वाले पदार्थों की मात्रा की गणना गैसीय यौगिक के लिए मोलर आयतन के माध्यम से, तरल पदार्थों के घनत्व या द्रव्यमान के माध्यम से करते हैं।

3. हम किसी दिए गए रासायनिक प्रतिक्रिया के उत्पादों में सभी परमाणुओं के मात्रात्मक मूल्यों की गणना करते हैं, और प्रत्येक के द्रव्यमान की गणना भी करते हैं।

4. हम इन मूल्यों को संक्षेप में प्रस्तुत करते हैं, फिर प्राप्त मूल्य की तुलना शर्त द्वारा दिए गए कार्बनिक यौगिक के द्रव्यमान से करते हैं।

5. यदि प्रारंभिक द्रव्यमान प्राप्त मूल्य से अधिक है, तो हम यह निष्कर्ष निकालते हैं कि अणु में ऑक्सीजन मौजूद है।

6. हम इसका द्रव्यमान निर्धारित करते हैं, इसके लिए कार्बनिक यौगिक के दिए गए द्रव्यमान से सभी परमाणुओं का योग घटाते हैं।

6. ऑक्सीजन परमाणुओं की संख्या (मोल्स में) ज्ञात कीजिए।

7. हम समस्या में मौजूद सभी परमाणुओं की मात्रा का अनुपात निर्धारित करते हैं। हमें विश्लेषण का सूत्र मिलता है।

8. हम इसके आणविक संस्करण, दाढ़ द्रव्यमान की रचना करते हैं।

9. यदि यह पहले चरण में प्राप्त मान से भिन्न होता है, तो हम प्रत्येक परमाणु की संख्या को एक निश्चित संख्या में बढ़ा देते हैं।

10. वांछित पदार्थ का अणुसूत्र लिखिए।

11. संरचना को परिभाषित करना।

12. हम कार्बनिक पदार्थों की संरचनाओं का उपयोग करके संकेतित प्रक्रिया का समीकरण लिखते हैं।

समस्या को हल करने के लिए प्रस्तावित एल्गोरिदम कार्बनिक यौगिक के सूत्र की व्युत्पत्ति से संबंधित सभी कार्यों के लिए उपयुक्त है। वह हाई स्कूल के छात्रों की मदद करेगापर्याप्त रूप से परीक्षा का सामना करें।

उदाहरण 1

एल्गोरिदम समस्या समाधान कैसा दिखना चाहिए?

इस प्रश्न का उत्तर देने के लिए, यहाँ एक तैयार नमूना है।

यौगिक के 17.5 ग्राम को जलाने पर 28 लीटर कार्बन डाइऑक्साइड प्राप्त हुआ, साथ ही 22.5 मिली जलवाष्प भी। इस यौगिक का वाष्प घनत्व 3.125 ग्राम/लीटर के अनुरूप है। ऐसी जानकारी है कि तृतीयक संतृप्त अल्कोहल के निर्जलीकरण के दौरान विश्लेषण का निर्माण होता है। उपलब्ध कराए गए आंकड़ों के आधार पर:

1) इस कार्बनिक पदार्थ के आणविक सूत्र को खोजने के लिए आवश्यक कुछ गणनाएं करें;

2) इसका आणविक सूत्र लिखिए;

3) प्रस्तावित अणु में परमाणुओं के संबंध को विशिष्ट रूप से दर्शाते हुए, मूल यौगिक का एक संरचनात्मक दृश्य बनाएं।

कार्य डेटा।

• मी (शुरुआती सामग्री)- 17.5g
• वी कार्बन डाइऑक्साइड-28एल
• वी पानी-22.5मिली

गणितीय गणना के लिए सूत्र:

• √=√ _मn
• √=मी/ρ

आप चाहें तो इस काम को कई तरीकों से निपटा सकते हैं।

पहला रास्ता

1. मोलर आयतन का उपयोग करके एक रासायनिक प्रतिक्रिया के सभी उत्पादों के मोल की संख्या निर्धारित करें।

nCO_{2=1.25 mol}

2. हम इस प्रक्रिया के उत्पाद में पहले तत्व (कार्बन) की मात्रात्मक सामग्री को प्रकट करते हैं।

nC=nCO_{2=, 25 mol}

3. तत्व के द्रव्यमान की गणना करें।

एमसी=1.25 मोल12g/mol=15 g.

जलवाष्प का द्रव्यमान ज्ञात करें, यह जानते हुए कि घनत्व 1g/ml है।

mH_{2O 22.5g है}

हम प्रतिक्रिया उत्पाद (जल वाष्प) की मात्रा प्रकट करते हैं।

एन पानी=1.25 मोल

6. हम प्रतिक्रिया उत्पाद में तत्व (हाइड्रोजन) की मात्रात्मक सामग्री की गणना करते हैं।

nH=2n (पानी)=2.5 mol

7. इस तत्व का द्रव्यमान ज्ञात कीजिए।

mH=2.5g

8. आइए अणु में ऑक्सीजन परमाणुओं की उपस्थिति (अनुपस्थिति) निर्धारित करने के लिए तत्वों के द्रव्यमान का योग करें।

mC + mH=1 5g + 2.5g=17.5g

यह समस्या के डेटा से मेल खाता है, इसलिए वांछित कार्बनिक पदार्थ में ऑक्सीजन परमाणु नहीं होते हैं।

9. अनुपात ढूँढना।

CH_{2सरलतम सूत्र है।}

10. घनत्व का उपयोग करके वांछित पदार्थ के एम की गणना करें।

एम पदार्थ=70 ग्राम/मोल।

n-5, पदार्थ इस तरह दिखता है: C₅H_10।

शर्तें कहती हैं कि पदार्थ अल्कोहल के निर्जलीकरण से प्राप्त होता है, इसलिए यह एक एल्कीन है।

दूसरा विकल्प

आइए समस्या को हल करने के लिए एक और एल्गोरिदम पर विचार करें।

1. यह जानते हुए कि यह पदार्थ अल्कोहल के निर्जलीकरण से प्राप्त होता है, हम यह निष्कर्ष निकालते हैं कि यह एल्केन्स के वर्ग से संबंधित हो सकता है।

2. घनत्व का उपयोग करके वांछित पदार्थ का मान M ज्ञात कीजिए।

M in=70 g/mol.

3. एक यौगिक के लिए M (g/mol) है: 12n + 2n.

4. हम एथिलीन हाइड्रोकार्बन अणु में कार्बन परमाणुओं के मात्रात्मक मूल्य की गणना करते हैं।

14 n=70, n=5, इसलिए आणविककिसी पदार्थ का सूत्र इस तरह दिखता है: C₅H_10n।

इस समस्या का डेटा कहता है कि पदार्थ एक तृतीयक अल्कोहल के निर्जलीकरण द्वारा प्राप्त किया जाता है, इसलिए यह एक एल्कीन है।

समस्या को हल करने के लिए एल्गोरिदम कैसे बनाएं? छात्र को पता होना चाहिए कि विभिन्न वर्गों के कार्बनिक यौगिकों के प्रतिनिधियों को कैसे प्राप्त करना है, उनके विशिष्ट रासायनिक गुणों का मालिक है।

उदाहरण 2

आइए USE के एक अन्य उदाहरण का उपयोग करके समस्या को हल करने के लिए एक एल्गोरिथ्म की पहचान करने का प्रयास करते हैं।

वायुमंडलीय ऑक्सीजन में 22.5 ग्राम अल्फा-एमिनोकारबॉक्सिलिक एसिड के पूर्ण दहन के साथ, 13.44 लीटर (N. O.) कार्बन मोनोऑक्साइड (4) और 3.36 L (N. O.) नाइट्रोजन एकत्र करना संभव था। सुझाए गए अम्ल का सूत्र ज्ञात कीजिए।

शर्त के अनुसार डेटा।

• एम_{(एमिनो एसिड) -22.5 ग्राम;}
• √_{(कार्बन डाइऑक्साइड ) -13.44 लीटर;}
• √_{(नाइट्रोजन) -3, 36 y.}

सूत्र।

• एम=एमएन;
• √=√ _मn.

समस्या को हल करने के लिए हम मानक एल्गोरिथम का उपयोग करते हैं।

इंटरैक्शन उत्पादों के मात्रात्मक मूल्य का पता लगाएं।

_{(नाइट्रोजन})=0.15 mol.

रासायनिक समीकरण लिखिए (हम सामान्य सूत्र लागू करते हैं)। इसके अलावा, प्रतिक्रिया के अनुसार, पदार्थ की मात्रा जानने के बाद, हम अमीनोकार्बोक्सिलिक एसिड के मोल की संख्या की गणना करते हैं:

x - 0.3 मोल।

एक एमिनोकार्बोक्सिलिक एसिड के दाढ़ द्रव्यमान की गणना करें।

M_{(शुरुआती पदार्थ )=m/n=22.5 g/0.3 mol=75 g/mol।}

मूल के दाढ़ द्रव्यमान की गणना करेंअमीनोकार्बोक्सिलिक एसिड तत्वों के सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान का उपयोग करते हुए।

M_{(एमिनो एसिड )=(R+74) g/mol.}

गणितीय रूप से हाइड्रोकार्बन मूलक का निर्धारण करें।

आर + 74=75, आर=75 - 74=1.

चयन द्वारा, हम हाइड्रोकार्बन मूलक के प्रकार की पहचान करते हैं, वांछित अमीनोकार्बोक्सिलिक एसिड का सूत्र लिखते हैं, उत्तर तैयार करते हैं।

परिणामस्वरूप, इस मामले में केवल एक हाइड्रोजन परमाणु है, इसलिए हमारे पास सूत्र CH2NH2COOH (ग्लाइसिन) है।

उत्तर: CH2NH2COOH।

वैकल्पिक समाधान

समस्या को हल करने के लिए दूसरा एल्गोरिथम इस प्रकार है।

हम मोलर आयतन के मान का उपयोग करके प्रतिक्रिया उत्पादों की मात्रात्मक अभिव्यक्ति की गणना करते हैं।

_{(कार्बन डाइऑक्साइड} )=0.6 mol.

हम इस वर्ग के यौगिकों के सामान्य सूत्र से लैस रासायनिक प्रक्रिया को लिखते हैं। हम समीकरण द्वारा लिए गए अमीनोकारबॉक्सिलिक एसिड के मोल की संख्या की गणना करते हैं:

x=0.62/in=1.2 /in mol

अगला, हम अमीनोकारबॉक्सिलिक एसिड के दाढ़ द्रव्यमान की गणना करते हैं:

एम=75 ग्राम/मोल में।

तत्वों के आपेक्षिक परमाणु द्रव्यमान का उपयोग करके, हम एक एमिनोकार्बोक्सिलिक एसिड का दाढ़ द्रव्यमान पाते हैं:

एम_{(एमिनो एसिड )=(आर + 74) जी/मोल।}

दाढ़ द्रव्यमान को समान करें, फिर समीकरण को हल करें, मूलांक का मान निर्धारित करें:

R + 74=75v, R=75v - 74=1 (v=1 लें)।

चयन के माध्यम से यह निष्कर्ष निकलता है कि कोई हाइड्रोकार्बन मूलक नहीं है, इसलिए वांछित अमीनो एसिड ग्लाइसिन है।

परिणामस्वरूप, R=H, हमें सूत्र CH2NH2COOH प्राप्त होता है(ग्लाइसिन)।

उत्तर: CH2NH2COOH।

ऐसी समस्या का समाधान एल्गोरिथम की विधि से तभी संभव है जब छात्र के पास पर्याप्त बुनियादी गणितीय कौशल हो।

प्रोग्रामिंग

एल्गोरिदम यहाँ कैसा दिखता है? सूचना विज्ञान और कंप्यूटर प्रौद्योगिकी में समस्याओं को हल करने के उदाहरणों के लिए क्रियाओं के स्पष्ट अनुक्रम की आवश्यकता होती है।

जब आदेश का उल्लंघन होता है, तो विभिन्न सिस्टम त्रुटियां होती हैं जो एल्गोरिथम को पूर्ण रूप से कार्य करने की अनुमति नहीं देती हैं। ऑब्जेक्ट-ओरिएंटेड प्रोग्रामिंग का उपयोग करके प्रोग्राम विकसित करना दो चरणों में होता है:

• विज़ुअल मोड में GUI बनाना;
• कोड विकास।

यह दृष्टिकोण प्रोग्रामिंग समस्याओं को हल करने के लिए एल्गोरिथम को बहुत सरल करता है।

मैन्युअल रूप से इस समय लेने वाली प्रक्रिया को प्रबंधित करना लगभग असंभव है।

निष्कर्ष

आविष्कारिक समस्याओं को हल करने के लिए मानक एल्गोरिथम नीचे प्रस्तुत किया गया है।

यह क्रियाओं का एक सटीक और समझने योग्य क्रम है। इसे बनाते समय, कार्य के प्रारंभिक डेटा, वर्णित वस्तु की प्रारंभिक स्थिति का स्वामी होना आवश्यक है।

एल्गोरिदम की समस्याओं को हल करने के चरणों को उजागर करने के लिए, कार्य के उद्देश्य को निर्धारित करना महत्वपूर्ण है, आदेशों की प्रणाली को उजागर करना जो निष्पादक द्वारा निष्पादित किया जाएगा।

बनाया एल्गोरिथ्म चाहिएगुणों का एक विशिष्ट सेट बनें:

• विसंगति (चरणों में विभाजन);
• अद्वितीयता (प्रत्येक क्रिया का एक समाधान होता है);
• वैचारिक;
• प्रदर्शन।

कई एल्गोरिथम बड़े पैमाने पर होते हैं, यानी उनका उपयोग कई समान कार्यों को हल करने के लिए किया जा सकता है।

एक प्रोग्रामिंग भाषा डेटा और एल्गोरिथम संरचनाओं को लिखने के लिए नियमों का एक विशेष सेट है। वर्तमान में, इसका उपयोग सभी वैज्ञानिक क्षेत्रों में किया जाता है। इसका महत्वपूर्ण पहलू गति है। यदि एल्गोरिथम धीमा है, तर्कसंगत और तेज प्रतिक्रिया की गारंटी नहीं देता है, तो इसे संशोधन के लिए वापस कर दिया जाता है।

कुछ कार्यों का निष्पादन समय न केवल इनपुट डेटा के आकार से, बल्कि अन्य कारकों द्वारा भी निर्धारित किया जाता है। उदाहरण के लिए, पूर्णांकों की एक महत्वपूर्ण संख्या को छाँटने के लिए एल्गोरिथ्म सरल और तेज़ है, बशर्ते कि एक प्रारंभिक छँटाई की गई हो।