Тема 1. Естествознание как наука
Теоретический материал
По дисциплине «Концепция современного естествознания»
Тема 1. Естествознание как наука
В настоящее время имеются два определения естествознания.
1. Естествознание – наука о природе, как о единой целостности.
2. Естествознание – совокупность наук о природе, взятое как единое целое.
Первое определение говорит об одной единой науке о природе, подчеркивая единство природы, ее нерасчлененность. Второе говорит о естествознании как о совокупности, т.е. множестве наук, изучающих природу, хотя в нем и содержится фраза, что это множество следует рассматривать как единое целое.
К естественным наукам относят физику, химию, биологию, космологию, астрономию, географию, геологию и частично психологию. Кроме того, существует множество наук, возникших на стыке названных (астрофизика, физическая химия, биофизика и т.д).
Тема 3. Понятия «пространство», «время», «материя».
Фундаментальные взаимодействия.
В обыденном восприятии под пространством понимают некую протяженную пустоту, в которой могут находиться какие-либо предметы.
Пространство и время – всеобщие и необходимые объективные формы бытия материи. Материя объективно существует в форме вещества и поля, образует Вселенную, существующую независимо от того, ощущаем мы её или нет.
Мате́рия (от лат. materia – вещество) – объективная реальность, которая действует на наши органы чувств, производит ощущения, существуя независимо от них (объективно).
Основные представления о пространстве:
однородность – нет выделенных точек пространства, все точки равноправны (параллельный перенос не изменяет вид законов природы);
изотропность – одинаковость физических свойств во всех направлениях (в пространстве нет выделенных направлений, и поворот на любой угол сохраняет неизменными законы природы);
непрерывность – между двумя различными точками в пространстве, как близко бы они не находились, всегда есть третья;
трехмерность – каждая точка пространства однозначно определяется набором трех действительных чисел – координат;
Время, как и пространство, имеет объективный характер. Они неотделимы от материи, связаны с её движением и друг с другом.
Непрерывность времени означает, что между двумя моментами времени, как близко бы они не располагались, всегда можно выделить третий. (Сегодня нет достаточных оснований, чтобы говорить о дискретности времени.) Особым свойством времени является его однонаправленность или необратимость.
Количество теплоты, сообщенное газу, идет на увеличение внутренней энергии газа и совершение газом внешней работы
Второе начало термодинамики играет важнейшую роль в понимании процессов и явлений природы.
Второе начало термодинамики: При этом количество теплоты переносится от участков с большей температурой в направлении участков с меньшей температурой и никогда наоборот.. Теплопроводность приводит к все большему выравниванию температур до тех пор, пока распределение температуры во всех точках пространства рассматриваемой изолированной системы не станет одинаковым.
Классификация
1. По составу: бескислородные и кислородсодержащие.
2. По числу атомов водорода, способных замещаться на металл: одно-, двух-, трёхосновные...
| Бескислородные: | Название соли | |
| HCl - хлористоводородная (соляная) | одноосновная | хлорид |
| HBr - бромистоводородная | одноосновная | бромид |
| HI - йодистоводородная | одноосновная | йодид |
| HF - фтористоводородная (плавиковая) | одноосновная | фторид |
| H2S - сероводородная | двухосновная | сульфид |
| Кислородсодержащие: | ||
| HNO3 – азотная | одноосновная | нитрат |
| H2SO3 - сернистая | двухосновная | сульфит |
| H2SO4 – серная | двухосновная | сульфат |
| H2CO3 - угольная | двухосновная | карбонат |
| H2SiO3 - кремниевая | двухосновная | силикат |
| H3PO4 - ортофосфорная | трёхосновная | ортофосфат |
Соли – ионные соединения, в состав которых в качестве анионов входят кислотные остатки.
Соли принято подразделять по составу на кислые, средние и основные.
1. Средние соли– все атомы водорода в кислоте замещены металлом: Na2CO3, KNO3 и т.д.
2. Кислые соли – не все атомы водорода в кислоте замещены металлом. Разумеется, кислые соли могут образовывать только двух- или многоосновные кислоты. Одноосновные кислоты кислых солей давать не могут: NaHCO3, NaH2PO4 ит. д.
3. Двойные соли – атомы водорода двух- или многоосновной кислоты замещены не одним металлом, а двумя различными: NaKCO3, KAl(SO4)2 и т.д.
4. Соли основные можно рассматривать как продукты неполного, или частичного, замещения гидроксильных групп оснований кислотными остатками: Аl(OH)SO4, Zn(OH)Cl и т.д.
Тема 11. Специфика живого.
Признаки живых организмов:
1. Единство химического состава. Все живые организмы состоят из органических (белки, жиры, углеводы, нуклеиновые кислоты) и неорганических веществ (вода, минеральные соли). Органические вещества образуются только в живых организмах, а при их гибели они постепенно разрушаются (минерализуются) снова до неорганических веществ.
2. Питание. Пища необходима живым существам как источник энергии и веществ, необходимых для роста и других процессов жизнедеятельности. При автотрофном питании живые организмы из внешней среды поглощают неорганические вещества, из которых синтезируют собственные органические вещества (растения). При гетеротрофном питании (грибы, животные) в организм из внешней среды поступают органические вещества, образованные другими организмами. Они расщепляются, а затем из продуктов расщепления образуются собственные органические вещества. Паразиты используют органические вещества живых организмов, а сапрофиты - мертвых.
Для осуществления всех процессов жизнедеятельности необходима энергия. Фототрофные организмы используют энергию солнца (растения), а хемотрофные - энергию, образующуюся при расщеплении в их организме органических веществ.
Для расщепления веществ аэробным организмам (растения, грибы, большинство животных) необходим кислород, а анаэробные в нем не нуждаются (многие бактерии).
З. Выделение. Вещества не только поступают в организм, но и выделяются из него.
4. Раздражимость. Все живые существа реагируют на изменения внешней и внутренней среды, что помогает им выжить.
5. Рост. Живые существа растут изнутри в результате усвоения ими питательных веществ, а объекты неживой природы (например, кристаллы) присоединяют новое вещество к наружной поверхности.
6. Размножение. Продолжительность жизни каждого организма ограничена, но они воспроизводят себе подобных в результате размножения. При этом потомки сохраняют главные признаки родительских форм. Сохранение признаков обеспечивают нуклеиновые кислоты (у клеточных организмов ДНК), в которых закодирована наследственная информация. Размножение происходит несколькими способами: вегетативное - частями тела, бесполое - с помощью особых клеток - спор, половое, при котором образуются и сливаются специальные половые клетки - гаметы. При слиянии гамет образуется зигота. Половые клетки содержат одинарный (гаплоидный) набор ДНК. Зигота содержит двойное (диплоидное) количество ДНК. Гаметы образуются в особых половых (генеративных) органах.
Теоретический материал
По дисциплине «Концепция современного естествознания»
Тема 1. Естествознание как наука
В настоящее время имеются два определения естествознания.
1. Естествознание – наука о природе, как о единой целостности.
2. Естествознание – совокупность наук о природе, взятое как единое целое.
Первое определение говорит об одной единой науке о природе, подчеркивая единство природы, ее нерасчлененность. Второе говорит о естествознании как о совокупности, т.е. множестве наук, изучающих природу, хотя в нем и содержится фраза, что это множество следует рассматривать как единое целое.
К естественным наукам относят физику, химию, биологию, космологию, астрономию, географию, геологию и частично психологию. Кроме того, существует множество наук, возникших на стыке названных (астрофизика, физическая химия, биофизика и т.д).