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).