pora.zavantag.com Процесс научного познания. Гипотеза и теория
страница 1 страница 2 страница 3

Билет 1

Процесс научного познания. Гипотеза и теория.

Научное познание – активное целенаправленное отражение действительности в сознании человека. Это процесс проникновения разума в сущность явлений. НП – не догматический, а диалектический процесс. Пределов научного познания нет. Основа естественнонаучного познания – практика. Она бывает 2 видов – материально-производственная деятельность людей и эксперимент. Практика не дает науке оторваться от реального мира. Задача познания – постижение истины. Истина – адекватное и объективное отражение объективной действительности, т.е. такое отражение, которое существует вне сознания человека. Истина – не догма, она постоянно развивается. Абсолютная истина – полное знание – недостижимо. Критерием истины в естествознании является эксперимент, опыт, практика. Основная задача ест – постижение истины. Истина – это правильное отражение объективной действительности в сознании чел-ка, отражение ее такой, какой она существует сама по себе, независимо от сознания. Истина – это не сама действительность, а объективное содержание результатов познания. Абсолютная истина – полное, исчерпывающее познание мира в целом.

Гипотеза – вид умозаключения, пытающегося проникнуть в сущность еще недостаточно изученной области наук.Гипотеза требует проверки и доказательства, после чего она приобретает характер теории.

Теория – система обобщенного знания, объяснения тех или иных сторон окружающего мира.

Напр., утверждение об атомном строении материи было долгое время гипотезой. Подтвержденная опытом, эта гипотеза превратилась в достоверное знание – теорию атомного строения материи.

Билет 2

Роль эксперимента. Экспериментальные ошибки.


Эксперимент и теория - современные средства естественно - научных исследований. Эксперимент – метод или прием исследования, с помощью которого объект или воспроизводится искусственно или ставится в заранее определенные условия. Эксперимент осуществляется с помощью наблюдений и измерений. Наблюдения заключаются в сборе и анализе фактов без каких-либо специальных приспособлений. Измерения, напротив, требуют наличия технической базы, так как приходится сравнивать объект с эталоном. Измерение - операция сравнения определяемой величины исследуемого объекта с соответствующей величиной эталона. Прямые измерения. Определяемая величина сравнивается с единицей измерения непосредственно с помощью измерительного прибора ( измерение длины рулеткой, промежутков времени секундомером). Косвенные измерения. Определяемая величина вычисляется по формуле, включающей результат прямых измерений ( определение площади треугольника по измеренным 2 сторонам).
Ошибки измерений

Никакое измерение не может быть выполнено абсолютно точно. При измерении какой-либо величины любым способом абсолютное значение ее недостижимо, что означает, что результат содержит некоторую погрешность – ошибку измерения. Точность взрастает по мере увеличения чувствительности измерительного прибора.

Систематические ошибки обусл. факторами, действ. одинаково при многократном повторении измерений. Возникают при неисправности измерительных приборов., неточности метода измерений и при использ. для расчета неточных данных.

Случайные ошибки вызыв факторами, действующими нединаковым, непредсказуемым образом в каждом отдельном измерении (изменение напряжения в сети при электрических измерениях, неоднородность в-ва при измерении плотности). Случайные ошибки подчиняются законам теории вероятности, установленным для случайных явлений.

Приборные ошибки обусл конструктивными особенностями измерит приборов. Прибор ошибку иногда наз точностью измерительного прибора
Билет 3

Принцип фальсифицируемости и его значение для развития науки.

Цель и задача науки – отбросить ложь, метод науки есть метод проб и ошибок ( в поисках критического опыта), а критерием демаркации в отношении теории является ее фальсифицируемость. То есть чтобы теория была научной, она должна предусмотреть такой опыт, результат которого мог бы ее опровергнуть. Никакая индукция, никакое накопление подтверждающих теорию опытов ценными не являются, поскольку не приближают к недостижимой истине. Опровержение теории часто рассматривается как неудача ученого или созданной им научной теории. Но это индуктивисткий предрассудок. Опровержение не только успех того, кто опроверг, но и того, кто создал теорию и предложил тем самым опровергающий эксперимент. Показал, стало быть, как не надо представлять себе устройство мира. Ученый только и должен стремиться опровергнуть существующую теорию. Недостатком является, конечно. Метод проб и ошибок, который признается единственно научным,т.к. является ограниченным.

Билет4


Парадигма – образец и процесс мышления.

В науке парадигма – общее направление научной мысли.

Это вектор, в котором развиваются мысли.

Парадигма – способность исследователей длительное время работать в неких заданный рамках, очерчиваемых фундаментальными науч открытиями.

Парадигма создает видение мира

Научная революция – это процесс смены парадигмы.

Основные принципы современного парадигма

1 Принцип глобального революционизма. Принципиальное единство мира. (Всел-ная образов в результ взрыва)

2 Принцип самоорганизации. Всякая метерия обладает тенденцией к самоусложнен.

3 Принцип системности. Законы, по кот работ сист мира одинаковы.

4 Принцип историчности. Любая картина мира не завершена.
Билет 5

I. Античная картина мира VI-IV вв. до н. э.

Основа ант. карт. мира была заложена в трудах Птолемея (написал геоцентрич картину мира). Для парадигмы хар-на фамилия Аристот(родонач-к всех наук) Он разд науч знания на естеств, филос. и матем-ку. А был научным авторитетом.

Механистич-кая картина мира XVI-XVII вв Основной представ И. Ньютон. Сбор законов Н.-механика. Появл-ся математ описание природы. Активное отношение к природе. Все в природе можно объяснить с помощью зак Н. у всякого явл есть причины и следствия и при этом они строго определ.Датарминизм Лапласа – все всегда можно предсказать, но на самом деле это не так. Сущ принципиально непредсказ проц (радиация, мутация)

3 Научная революция I половины XX в.
Основы первой научной картины мира сложились в результате синтеза следующих отраслей познания – математики, философии, астрономии, механики. Основу естественно - научных воззрений Аристотеля составляет его учение о материи и форме. Мир состоит из вещей, каждая отдельная вещь является соединением материи и формы. Сама по себе материя_ хаотическое , бесформенное начало, для того, что бы стать вещью материя должна принять форму. Первоматерия лишена всякой формы, свойств, качеств, соединяясь с простейшими формами, она образует первые элементы из которых состоят все вещи. Простейшие формы – теплое, холодное, сухое, влажное. Соединяясь с первоматерией они образуют четыре основных первоэлемента – огонь, воду, воздух и землю. В космологии Аристотель установил следующие положения: Земля является центром Вселенной, неподвижна и имеет сферическую форму. Вокруг Земли распределена вода. ЗАТЕМ ВОЗДУХ, ПОТОМ ОГОНЬ, ПРИЧЕМ ПОСЛЕДНИЙ РАСПРОСТРАНЯЕТСЯ ДО ОРБИТЫ Луны – первого небесного тела. Выше Луны – надлунный ,божественный мир, который принципиально отличается от мира подлунного, в нем действуют иные закономерности. В эторм мире все тела состоят из эфира , который неизменен, не превращается в другие элементы. Небесные тела вращаются вокруг Земли по круговым орбитам, прикреплены к материальным, сделанным из эфира вращающимся сферам. Существуют сферы Луны, Меркурия, Венеры, солнца, Марса, Юпитера и сферы неподвижных звезд. За последней находится перводвигатель – Бог, который и придает движение сферам. Космос вечен и конечен, он никогда не рождался и никогда не погибнет. Движение небесных тел – вращательное равномерное круговое, оно является наиболее совершенным.

Птоломей изучал подвижные небесные светила. Он создал геоцентрическую систему, в которой предполагал, что вокруг неподвижной Земли находится окружность с центром, несколько смещенным относительно центра Земли. По этим окружностям движутся планеты., причем условия движения верхних и нижних от Солнца планет существенно различны, Солнце играет определяющую роль в движении планет.


Билет 6 Механистическая картина мира - картина мира, занимавшая господствующее положение в умах и настроениях в 16-18 вв., что было обусловлено особым положением механики как науки. Ее разделяли многие философы и естествоиспытатели: Ньютон, Лаплас, Гоббс, Декарт и др. В основе механистического мировоззрения - представление о мире как гигантском, механизме, законы функционирования которого адекватно описываются законами механики.

К совершенству стремились в XVII-XIX веках именно частные науки, которые только-только начинали обретать статус самостоятельности и науки. Это был период прорыва их к новым горизонтам истин. Классическая механика выработала иные представления о мире, материи, пространстве и времени, движении и развитии, отмеченные от прежних и создала новые категории мышления - вещь, свойство, отношение, элемент, часть, целое, причина, следствие, система - сквозь призму которых сама стала смотреть на мир,

описывать и объяснять его. Новые представления об устройстве мира привели к созданию и Новой Картины мира - механистической, в основе которой лежали представления о вселенной как замкнутой системе, уподобляемой механическим часам, которые состоят из незаменимых, подчиненных друг другу элементов, ход которых строго подчиняется законам классической механики. Законам механики подчиняются все и вся, входящие в состав вселенной, а, следовательно, законам этим приписываются универсальность. Как и в механических часах, в которых ход одного элемента строго подчинен ходу другого, так и во вселенной, согласно механистической картине мира, все процессы и явления строго причинно связаны между собой нет места случайности и все предопределено. В механистической картине мира задаются мировоззренческие ориентации и методологические принципы познания. Механицизм, детерминизм, редукционизм образуют систему принципов, регулирующих исследовательскую деятельность человека. Открывая законы, описывающие природные явления и процессы,

человек противопоставляет себя природе, возвышает себя до уровня хозяина природы. Так человек ставит свою деятельность на научную основу, ибо он, исходя из механистической картины мира, уверился в возможность с помощью научного мышления выявить универсальные законы функционирования мира. Эта деятельность оформляется в рационалистическую. Безусловно, предполагается, что такая деятельность целиком должна основываться на целевых установках, принципах, нормах, методах познания объекта. Поступки (научные) и действия исследователя, основанные на предписаниях методического характера обретают черты устойчивого образа деятельности. В рассматриваемый период исследовательская деятельность в астрономии, механике, физике была достаточно рационализирована, а сами эти науки занимали лидирующее место в естествознании.

Физика как наиболее разработанная область естествоиспытания, задавала фон для развития других отраслей науки. Последние же тяготели к рационально- методологическим принципам и понятиям физики, механики. Как это на самом деле происходило можно проследить на историко-научном материале биологии. XVII- нач. XIX вв. - то период господства механической картины мира. Законы механики рассматриваются как универсальные и единые для всех отраслей естествознания. Эмпирические факты биологии, являющиеся фиксацией наблюдаемых в периоде единичных явлений, редуцируются к механическим закономерностям, Иными словами, способ формирования фактов в биологии строится на механистических представлениях о мире. Например, такие факты, как: "Птица, которую потребность влечет к воде, чтобы найти здесь себе жизненное пропитание, раздвигает пальцы на ногах, готовясь грести и плыть по водной поверхности"; "Кожа, соединяющая пальцы при основании, привыкает растягиваться благодаря этим беспрестанно повторяющимся раздвиганиям пальцев. Так, со временем образовались те широкие перепонки между пальцами уток, грей, какие видим сейчас", целиком детерминированы идеями механистического детерминизма. Это однозначно видно из интерпретации указанных фактов. "Частое пользование органом, обратившееся в привычку, увеличивает способность того органа, развивает его самого и сообщает ему размеры и силу действия"; "Неупотребление органа, сделавшееся постоянным вследствие усвоенных привычек, постепенно ослабляет этот орган и, в конце концов, приводит его к исчезновению и даже к полному уничтожению". Механистический подход к системе адаптации "животный организм-окружающая среда" дает соответствующий эмпирический материал.

Билет 7 Законы Ньютона и детерминизм Лапласа

В 1667 г. Ньютон сформулировал три закона динамики, со­ставляющие основной раздел классической механики. Законы Ньютона играют исключительную роль в механике и являются (как и большинство физических законов) обобщением результа­тов огромного человеческого опыта.

Первый закон Ньютона: всякая материальная точка (тело) со­храняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движе­ния до тех пор, пока воздействие со стороны других тел не заста­вит ее изменить это состояние.

Стремление тела сохранить состояние покоя или равномер­ного прямолинейного движения называется инертностью, или инерцией. Поэтому первый закон Ньютона называют также зако­ном инерции. Для количественной формулировки второго закона динами­ки вводятся понятия ускорения а, массы тела т и силы F. Ускорением характеризуется быстрота изменения скорости движения тела. Масса тела — физическая величина - одна из основных характеристик материи, определяющая ее инерцион­ные (инертная масса) и гравитационные (тяжелая или гравитационная масса) свойства. Сила — это векторная величина, мер механического воздействия на тело со стороны других тел или полей, в результате которого тело приобретает ускорение или изменяет свою форму и размеры.

Второй закон Ньютона: ускорение, приобретаемое материальной точкой (телом), пропорционально вызывающей его силе и обратно пропорционально массе материальной точки (тела): а=F/m

Второй закон Ньютона справедлив только в инерциальных системах отсчета. Взаимодействие между материальными точками (телами) оп­ределяется Третьим законом Ньютона: всякое действие матери­альных точек (тел) друг на друга носит характер взаимодействия; силы, с которыми действуют друг на друга материальные точки, всегда равны по модулю, противоположно направлены и действуют вдоль прямой, соединяющей эти точки:

F12=-F21


где F12 — сила, действующая на первую материальную точку со стороны второй; F21— сила, действующая на вторую материаль­ную точку со стороны первой. Эти силы приложены к разным материальным точкам (телам), всегда действуют парами и явля­ются силами одной природы.
Лапласовский детерминизм.

Возникло философское учение — механистический детерминизм, классическим представителем которого был Пьер Симон Лаплас (1749—1827), французский математик, физик и философ. Лапласовский детерминизм выражает идею абсолютного детерминизма — уверенность в том, что все происходящее имеет причину в человеческом понятии и есть непознанная разумом необходимость. Дальнейшее развитие физ показало, что в природе могут происходить процессы, причину кот трудно определить. Например, процесс радиоактивного распада происходит случайно. Подобные процессы происходят объективно случайно, а не потому, что мы не можем указать их причину из-за недостатка наших знаний. И наука при этом не перестала развиваться, а обогатилась новыми законами, принципами и концепциями, кот показывают ограниченность классического принципа лапласовского детерминизма.


Билет 8 Современная ( эволюционная ) картина мира отражает появление междисциплинарных подходов, а также технические возможности описания состояний и движений сложных систем, позволившие рассматривать единообразно явления живой и неживой природы. Современная научная картина включает естественно-научное и гуманитарное знание . Синергетический подход ориентируется на исследование процессов изменения и развития, принцип самоорганизации позволил изучать процессы возникновения и формирования новых, более сложно организованных систем.

Эволюционное развитие представлений о Картине Мира.

В каждый период развития человечества формируется научная Картина Мира (КМ), которая отражает объективный мир с той точностью и вероятностью, которую позволяют достижения науки и практики к этому периоду. Научная КМ уточняется и развивается на протяжении многих веков. С течением времени представления людей о природе все более отражают реальное состояние окружающего мира.

До нас из глубины веков дошли описания КМ, которые были приняты в 600-500гг до н.э. Так родоначальник древнегреч. философии Фалес полагал родоначальником Вселенной и всего сущего на земле воду, а мир считал одушевленным и полным богов. После Фалеса был Анаксимандр – греч. философ, считавший, что общим для всего сущего на Земле явл. апейрон – некое бесконечное и неопределенное начало. Все состоит из апейрона и из него же и возникает. Ученик Анаксимандра, Анаксимен, сводил все формы существования материи к воздуху. Он считал, что все тела возникают из воздуха через его разрежение и сгущение, а затем снова превращ. в воздух. Все небесн. тела движутся вокруг Земли, солнце – земля, раскалившаяся от быстрого движения. Ученик Анаксим., Анаксагор, предложил решение проблемы качественного превращения. Гераклит считал, что роль единицы субстанции играет огонь, который вечно движется и развивается, а источником движения является борьба противоположностей. Эмпедокл считал основой мироздания 4 стихии: землю, воду, воздух, огонь – но все процессы в природе объяснял 2-мя началами: любовью и ненавистью. Демокрит различал 2 субстанции: атомы и пустоту. Атомы могут иметь самую разнообразную форму – в этом он видел разнообразие явлений. Согласно Дем. Земля неподвижна, а вокруг нее движутся небесные тела. Аристотель создал новую КМ, которая господствовала в науке 2тыс. лет. Он считал, что мир состоит из 5 стихий: земли, воздуха, огня, воды и эфира. Материя бесконечно делима. В небесном мире все тела состоят из эфира, эфир вечен, он не меняется и не превращается в другие элементы. Вселенная конечна, а вне ее пределов находится только высшее существо, которое безлично. Все небесные тела прикреплены к сферам и движутся не сами тела, а эти сферы.

Первый сокрушит. удар по системе мира Арист. нанес Николай Коперник в 1543г. В системе мира Коп. Земля вращается вокруг своей оси и вместе с другими планетами она вращ. вокруг Солнца. Земля перестала быть центром мироздания, а стала обычной планетой Солнечной системы. Следующий шаг в утверждении системы Коперника сделал Галилео Галилей в 1610г. Он показал, что вокруг Земли вращается луна, что есть звезды, Млечный путь, отдельные большие планеты. З-ны, по которым движутся эти планеты были открыты Иоганном Кеплером. С Кеплера и Галилея началось развитие механистической картины мира, котор. впоследствии усовершенствовал Ньютон. Он предложил математическое док-во гипотезы Коперника и обосновал з-ны Кеплера. Он объяснял все небесн. движения на основании тяготения к Солнцу. КМ, господствовавшая в XVIIIв была неизменной, однажды созданной природой и Ньютон не мог вырваться из этого мировоззрения, но согласно з-нам тяготения мир состоит из движущихся тел и пустоты, а пространство – только вместилище тел, а время – длительность процесса.
Билет 9

`материя

вещество физический вакуум


физическое поле

Материя и движение. Одна из важнейших задач естествознания — создание есте­ственно-научной картины мира в виде целостной упо­рядоченной системы. Для решения данной задачи ис­пользуются общие и абстрактные понятия: материя, движение, время и пространство.


Материя — это все то, что прямо или косвенно действует на органы чувств человека и другие объек­ты. Окружающий нас мир, все существующее вокруг нас и обнаруживаемое непосредственно либо косвен­но посредством наших ощущений представляет собой материю, которая тождественна реальности. Неотъем­лемое свойство материи —движение. Без движения нет материи, и наоборот. Движение материи — любые изменения, происходящие с материальными объекта­ми в результате их взаимодействий.

Вещество — основной вид материи, обладающей массой. К вещественным объектам относятся элемен­тарные частицы, атомы, молекулы и многочисленные образованные из них материальные объекты.

Физическое поле — особый вид материи, обеспечи­вающий физическое взаимодействие материальных объектов и их систем. К физическим полям относятся электромагнитное и гравитационное поля, поле ядерных сил, а также волновые (квантовые) поля, соответствую­щие различным частицам (например, электрон-позит-ронное поле). Источником физических полей являются частицы (например, для электромагнитного поля — за­ряженные частицы). Созданные частицами физические поля переносят с конечной скоростью взаимодействие между ними. В квантовой теории взаимодействие обус­ловливается обменом квантами поля между частицами.

Физический вакуум — низшее энергетическое со­стояние квантового поля. Этот термин введен в кванто­вой теории поля для объяснения некоторых микропро­цессов. Среднее число частиц — квантов поля — в ва­кууме равно нулю, однако в нем могут рождаться виртуальные частицы —частицы в промежуточных состояниях, существующие короткое время. Виртуаль­ные частицы влияют на физические процессы. В физи­ческом вакууме могут рождаться пары частица-античастица разных типов.

физический вакуум – отсутствие поля и вещ-ва.
Билет 10

Именно взаимодействие — основная при­чина движения материи, поэтому взаимодействие, как и движение, универсально, т. е. присуще всем материаль­ным объектам вне зависимости от их природы проис­хождения и системной организаций.

Гравитационное взаимодействие- проявляется во взаимном притяжении любых материальных объектов, имеющих массу.

Закон всемирного тяготения. F= G m1 m2

R2
2.Электромагнитное взаимодействие обусловлено электрическими зарядами и передается посредством электрического и магнитного полей. Электрическое поле возникает при наличии электрических зарядов, а магнитное — при их движении. Изменяющееся магнит­ное поле порождает переменное электрическое поле, которое, в свою очередь, является источником пере­менного магнитного поля.

Благодаря электромагнитному взаимодействию су­ществуют атомы и молекулы, происходят химические превращения вещества.

Сильное взаимодействие обеспечивает связь нуклонов в ядре. Оно определяется ядерными силами, об­ладающими зарядовой независимостью, коротко действием, насыщением и другими свойствами. Сильное взаимодействие отвечает за стабильность атомных ядер. Чем сильнее взаимодействие нуклонов в ядре, тем стабильнее ядро, тем больше его удельная энергия связи.

В слабом взаимодействии участвуют все элемен­тарные частицы, кроме фотона. Оно обусловливает большинство распадов элементарных частиц, взаимо­действие нейтрино с веществом и другие процессы. Слабое взаимодействие проявляется главным образом в процессах бета-распада атомных ядер многих изотопов, свободных нейтронов и т. д. Принято считать, что переносчиками слабого взаимодействия являются ви­оны — частицы с массой примерно в 100 раз большей массы протонов и нейтронов.

Пример: водородная бомба -слаб взаи-ие.
БИЛЕТ 11


Микромир - мир микроскопических частиц, для кот характерны пре­имущественно квантовые свойства. Поведение и свойства физиче­ских тел, состоящих из микрочастиц и составляющих макромир, описываются классической физикой.

Мегамир –мир звёзд, галактик и Вселенной, расположенный за пределами Земли.

Структурные уровни организации материи.

Под структурой материи обычно понимается ее строение в микромире, существование в виде молекул, атомов, элементарных частиц и т. д. Но если рассматривать материю в целом, во всех доступных и потенциально возможных формах ее существования, то понятие стр-ры материи будет охватывать также различные макроскопические тела, все космические сис-мы мегамира, причем в любых, сколь угодно больших пр-венно - временных масштабах. С этой точки зрения стр-ра материи проявляется в ее существовании в виде бесконеч­ного многообразия целостных систем, тесно связанных между собой в закономерном движении и взаимодействии, в упорядо­ченном строении каждой сис-мы. Эта стр-ра неисчерпаема и бесконечна в количественном и качественном отношениях.Проявлениями стр-ной бесконечности материи высту­пают: неисчерпаемость объектов и процессов микромира, беско­нечность пр-ва и времени, бесконечность изменений и развития материи


В доступных пр-венно - временных масштабах струк­турность материи проявляется в ее системной организации, су­ществовании в виде множества иерархически взаимосвязанных систем, начиная от элементарных частиц и кончая Метагалакти­кой. Последнюю иногда отождествляют со всей Вселенной, но для этого нет никаких оснований, ибо Вселенная в целом, по­нимаемая в предельно широком смысле этого слова, тождест­венна всему материальному миру и движущейся материи, кот может включать в себя бесконечное множество Метагалак­тик или других космических систем. Понятие же Вселенной, используемое в различных космологических моделях, обозначает наблюдаемую Вселенную (Метагалактику) либо же различные аспекты последней, как они представляются через содержание принятых моделей.

Макромир-это Мир маленьких размеров, Ньютон описывает макроявления.

Билет 12


Все живые организмы, населяющие нашу планету, существуют не сами по себе, они зависят от окружающей среды и испытывают на себе ее воздействия. Это точно согласованный комплекс множества факторов окружающей среды, и приспособление к ним живых организмов обуславливает возможность существования всевозможных форм организмов и самого различного образования их жизни.

Экология (от греческого oikos - жилище, местообитание) - наука, изучающая взаимосвязи живых организмов в природе: организацию и функционирование популяций, биогеоценозов и биосферы в целом; законы “здорового” состояния как нормы и основы существования жизни.

Живая природа представляет собой сложно организованную, иерархичную систему. Выделяют несколько уровней организации живой материи.

1.Молекулярный. Любая живая система проявляется на уровне взаимодействия биологических макромолекул: нуклеиновых кислот, полисахаридов, а также других важных органических веществ.

2. Клеточный. Клетка - структурная и функциональная единица размножения и развития всех живых организмов, обитающих на Земле. Неклеточных форм жизни нет, а существование вирусов лишь подтверждает это правило, т.к. они могут проявлять свойства живых систем только в клетках.

3.Организменный. Организм представляет собой целостную одноклеточную или многоклеточную живую систему, способную к самостоятельному существованию. Многоклеточный организм образован совокупностью тканей и органов, специализированных для выполнения различных функций.

4.Популяционно-видовой. Под видом понимают совокупность особей, сходных по структурно-функциональной организации, имеющих одинаковый кариотип и единое происхождение и занимающих определенный ареал обитания, свободно скрещивающихся между собой и дающих плодовитое потомство, характеризующихся сходным поведением и определенными взаимоотношениями с другими видами и факторами неживой природы.

Совокупность организмов одного и того же вида, объединенная общим местом обитания, создает популяцию как систему надорганизменного порядка. В этой системе осуществляются простейшие, элементарные эволюционные преобразования.

5.Биогеоценотический. Биогеоценоз - сообщество, совокупность организмов разных видов и различной сложности организации со всеми факторами конкретной среды их обитания - компонентами атмосферы, гидросферы и литосферы.

6.Биосферный. Биосфера - самый высокий уровень организации жизни на нашей планете. В ней выделяют живое вещество - совокупность всех живых организмов, неживое или косное вещество и биокосное вещество (почва).

БИЛЕТ 13

Первое начало (закон) термодинамики.

Понятие термодинамического равновесия и темп-ры.

Темп-ра – физическая величина, характеризующая состояние термодинамического равновесия макроскопической сис-мы. В соответствии с решением XI Генеральной конференции по мерам и весам (1960г.) в настоящее время рекомендовано применять только две температурные шкалы – термодинамическую и Международную практическую, градуированные соответственно в кельвинах и градусах Цельсия. Анализ показывает, что 0К (абсолютный нуль) недостижим, хотя приближение к нему сколь угодно близко возможно.

Любое изменение в термодинамической системе, связанное с изменением хотя бы одного его термодинамического параметра, называется термодинамическим процессом. Макроскопическая сис-ма находится в термодинамическом равновесии, если её состояние с течением времени не меняется (предполагается, что внешние условия рассматриваемой сис-мы при этом не изменяются).

Абсолютная темп-ра – Т(k) = t© + 273 Состояние термодинамического равновесия – это состояние, в которое приходит макросис-ма при изолировании данной сис-мы от других систем (существуют открытые и изолированные сис-мы). Получить изолированную сис-му очень сложно. Понятие темп-ры можно применять к изолированным сис-мам или к сис-мам, находящимся в стационарном состоянии. (Градисит темп-ры – перепад темп-ры.)

Термодинамическое равновесие – состояние сис-мы, в кот тела покоятся друг относительно друга, обладая одинаковыми темп-рами и давлением. Достигнув этого состояния, сис-ма сама по себе из него не выходит. Значит все термодинамические процессы, приближающиеся к тепловому равновесию, необратимы.

Теплота, внутренняя энергия и работа. Первое начало (закон) термодинамики.

Внутренняя энергия – энергия теплового (поступательного, вращательного и колебательного) движения молекул и потенциальной энергией их взаимодействия.

Возможны два способа изменения внутренней энергии термодинамической сис-мы при её взаимодействии с внешними телами: путём совершения работы и путём теплообмена.

Когда сис-мы взаимодействуют между собой они обмениваются энергией.

Работа связана с перемещением, теплообмен связан с теплотой.

Известно, что в процессе превращения энергии выполняется закон сохранения энергии. Поскольку тепловое движение тоже механическое (только не направленное, а хаотическое), то при всех превращениях должен выполняться закон сохранения энергии не только внешних, но и внутренних движений. В этом заключается качественная формулировка закона сохранения энергии для термодинамической сис-мы – первое начало термодинамики. Количественная его формулировка: количество теплоты Q, сообщенное телу, идет на увеличение его внутренней энергии U и на совершение теплом работы А, т.е.

Q,= U + А.

Q – теплота полученная макросистемой от других систем.

U – изменение внутренней энергии макросис-мы.

А – работа, которую совершила макросис-ма над другими сис-мами.

Если отдает тепло – «- Q», если получает - « + Q».

Если совершает работу – «-А», если над системой – «+А».

Из первого начала термодинамики следует важный вывод: невозможен вечный двигатель первого рода, т.е. такой двигатель, кот совершал бы работу «из ничего», без внешнего источника энергии. При наличии внешнего источника часть энергии неизбежно переходит в энергию теплового, хаотического движения молекул, что и является причиной невозможности полного превращения энергии внешнего источника в полезную работу.

Многочисленные опыты показывают, что все тепловые процессы необратимы в отличие от механического движения.

Если реализуется какой-либо термодинамический процесс, то обратный процесс, при котором проходятся те же тепловые состояния, но только в обратном направлении, практически невозможен. Другими словами, термодинамические процессы необратимы.

БИЛЕТ 14

Второе начало (закон) термодинамики. Концепция энтропии и закон её возрастания.



Необратимость - свойство реальных процессов. Статистический характер энтропии.

В системе тел, находящихся в термодинамическом равновесии, без внешнего вмешательства невозможны никакие реальные процессы. Следовательно, с помощью тел, находящихся в термодинамическом равновесии, невозможно совершить никакой работы, так работа связана с механическим движением, т.е. с переходом тепловой энергии в кинетическую. Это утверждение составляет сущность второго начала термодинамики. (Тепло не может переходить от менее нагретого тела к более нагретому. Тепло передается в одном направлении Тепловые процессы всегда стремятся к равновесию.) Окружающая нас среда обладает значительными запасами тепловой энергии. Двигатель, работающий только за счет энергии находящихся в тепловом равновесии тел, был бы для практики вечным двигателем. Второе начало термодинамики исключает возможность создания такого вечного двигателя второго рода. Необратимость тепловых процессов имеет вероятностный характер. Количественной характеристикой теплового состояния тела является число микроскопических способов, которыми это со­стояние может быть осуществлено. Это число называется статистическим весом состояния; обозначим его буквой Г. Тело, пре­доставленное самому себе, стремится перейти в состояние с большим статистическим весом. Принято пользоваться не самим числом Г, а его логарифмом, кот еще умножается на посто­янную Больцмана k. Определенную таким образом величину S = k lnГ называют энтропией тела. Нетрудно убедиться в том, что энтропия сложной сис-мы равна сумме энтропии ее частей. Энтропия – мера беспорядка сис-мы. Энтропия – части тепловой энергии к абсолютной темп-ре, которую нельзя превратить в работу: S =Q / Т. Закон, определяющий направление тепловых процессов, можно сформулировать как закон возрастания энтропии: для всех происходящих в замкнутой системе тепловых процес­сов энтропия сис-мы возрастает, максимально возможное значе­ние энтропии замкнутой сис-мы достигается в тепловом равно­весии: S  0. Данное утверждение принято считать количественной формулировкой второго закона термодинамики, открытого Р.Ю.Клаузиусом. Идеальному случаю — полностью обратимому процессу замкнутой сис-мы — соответствует неизменяющаяся энтропия. Все естественные процессы происходят так, что вероятность со­стояния возрастает, что означает переход от порядка к хаосу. Значит, энтропия характеризует меру хаоса, кот для всех естественных процессов возрастает. В этой связи закон о невозможности вечного двигателя второго рода, закон о стремлении тел к равновесному состоянию получают свое объяснение. При соприкосновении тел процесс теплопередачи происходит самопроизвольно от горячего тела к холодному до тех пор, пока оба тела не будут иметь одинаковые темп-ры. Процессы теплопередачи самопроизвольно осуществляют только в одном направлении, поэтому их называют необратимыми процессами. Всегда осуществляется теплопередача тепла от горячего тела к холодному, потому что равномерное распределение быстрых и медленных молекул в двух сопрягающихся телах является более вероятным, чем такое распределение, при котором в одном теле будут только «быстрые» молекулы, а в другом — только «медленные». Сис-мы, состоящие из большого числа частиц, будучи предоставленные самим себе, само произвольно переходят из состояний менее вероятных в состояния более вероятные.

Необратимость тепловых процессов имеет вероятностный характер. Самопроизвольный переход тела из равновесного со­стояния в неравновесное не невозможен, а лишь подавляюще маловероятен. В конечном результате необратимость тепловых процессов обусловливается колоссальностью числа молекул, из кот состоит тело. Молекулы газа стремятся к наиболее вероятному состоянию, т. е. состоянию с беспорядочным распределением молекул, при котором примерно одинаковое число молекул движется вверх и вниз, вправо и влево, при котором в кажд объеме находится примерно одинаковое число молекул, одинаковая доля быстрых и медленных молекул в верхней и нижней частях какого-либо сосуда. Любое отклонение от такого беспорядка, хаоса, т. е. от равномерного и беспорядочного перемешивания молекул по местам и скоростям, связано с уменьшением вероятности, или представляет собой менее вероятное событие. Напротив, явле­ния, связанные с перемешиванием, с созданием хаоса из порядка, увеличивают вероятность состояния. Только при внешнем воздействии возможно рождение порядка из хаоса, при котором порядок вытесняет хаос. В качестве примеров, демонстрирую­щих порядок, можно привести созданные природой минералы, построенные человеком большие и малые сооружения или про­сто радующие глаз своеобразные фигуры.

Билет 15

Открытые и закрытые системы в науке.

В последние десятилетия утверждается мнение: материи изначальна прсуща тенденция не только к разрушению упорядоченности и возврату к исходному хаосу, но и к образованию сложных упорядоченных систем разного уровня. Разрушительную тенденцию материи наиболее полно отражают статика и термодинамика, описывающие свойства изолированных - закрытых – систем. Закрытыми являются системы, не обменивающиеся ни энкергией, ни веществом с окружающей средой. Необратимые процессы, проходящие в закрытых системах, рано или позднл приводят к ее самому простому состоянию – термодинамическому равновесию, эквивалентному хаосу ,- состоянию без какой-либо упорядочности.


страница 1 страница 2 страница 3
скачать файл

Смотрите также:
Процесс научного познания. Гипотеза и теория
667.46kb. 3 стр.

Предметом философии науки и техники является анализ теоретико-познавательных и методологических основ современного научного и технического познания
230.07kb. 2 стр.

Индуиский Словарь а абхава
5033.75kb. 28 стр.

© pora.zavantag.com, 2019