Философия науки и техники / Limar - Filosofskiye problemi nauki i tekhniki 2011

в) кварк.

5.Какие частицы участвуют в сильных взаимодействиях: а) адроны;

б) лептоны; в) гравитоны.

6.Какая из частиц обладает нулевым значением спина?: а) фотон;

б) электрон; в) протон.

7.Кварки это частицы, из которых состоят все: а) адроны; б) электроны;

в) атомы.

8.Сильные взаимодействия в атомных ядрах это взаимодействия между:

а) протонами и нейтронами; б) бозонами и фотонами; в) протонами и кварками.

9.Автором планетарной модели атома был: а) Э.Резерфорд;

б) А.Эйнштейн; в) В.Гейзенберг.

10.Что называют аннигиляцией элементарных частиц?: а) взаимопревра-

щения элементарных частиц; б) исчезновение взаимодействующих частиц; в) превращение одних атомов в другие.

3.2.4.0. Тема 4. Термодинамическая концепция и специфика действия динамических и статистических закономерностей в природе

1.Фундаментальные физические величины и законы их сохранения.

2.Принцип возрастания энтропии. Законы термодинамики.

3.Открытые системы и процессы самоорганизации в них.

/1,с. 112 -122;3, с.88 – 100, 213 – 250; 4, с.77 – 79, 151152, 160 -162, 175 -177, 188 -191;6,с.227 – 232; 7, с.106 – 122;8, с.156 – 170;9, с.29 – 30; 10, с.46 – 51; 11;22; 23; 28;33; 36/

3.2.4.1.Темы докладов и рефератов и информационные источники

кним

1.Основные положения молекулярно-кинетической теории и законы их характеризующие./ 3, с.213 – 222;6, с.207 – 208;10,с.46 – 48; 11; 28; 33; 36/

2.Сущность первого начала термодинамики./ 3, с.225 – 239;8, с.168 -169; 9, с. 29 – 30; 10, с.48; 11; 15; 19; 22; 23; 28; 33; 36/ 3.В чем суть спора о «тепловой смерти Вселенной»?/ 3, с.239 – 245; 10, с.50; 11; 22; 23; 28; 32; 33; 34; 36/

4.Принцип возрастания энтропии./3, с.245 – 249; 4,с.160 – 162; 8, с.168 – 170;10, с.48 – 50; 11;19; 22; 28;33; 36/

5.Понятие времени в классической термодинамике./3, с. 94 – 100; 7, с.106 – 111; 11; 22; 23; 28; 33; 34; 36/ 6.Открытые системы и процессы самоорганизации в них./1, с.112 – 114;3,

с.245 – 259;4, с.188 – 191; 7, с.111 – 122; 8, с.170 – 172;11; 28; 36/

7.Законы сохранения и их методологическая роль./3, с.88 -94; 4, с.77 – 79, 151 –152; 8, с.157 – 167;10, с.46 – 47; 11; 19; 22; 23; 28; 33; 34; 36/

8. Динамические и статистические закономерности в природе./ 3, с.213 – 217;4, с.175 – 177; 8, с.167 – 168; 11; 19; 22; 23; 28; 32; 33; 34; 36/

3.2.4.2.Глоссарий

Абсолютно черное тело-тело, полностью поглощающее падающее на него излучение; интенсивность излучения единицы его поверхности является универсальной функцией только частоты света и температуры тела.

Больцмана принцип – соотношение между энтропией S и термодинамической вероятностью W, на основании которого было дано статистическое истолкование второго начала термодинамики dS > 0, S = k ln W (k

– постоянная Больцмана).

Больцмана статистика – статистический метод описания идеального газа в состоянии термодинамического равновесия для частиц, движущихся по законам классической механики.

Вариантность – число степеней свободы термодинамической системы, т.е. число независимых параметров, полностью определяющих состояние системы.

Вероятность термодинамическая – число, пропорциональное количеству физически различных микросостояний, которыми может быть осуществлено данное макроскопическое состояние системы.

Вечный двигатель – воображаемая тепловая машина, которая в результате совершения кругового процесса полностью преобразует получаемую теплоту в работу.

Конвекция – перенос массы, теплоты, зарядов при перемещении сплошной среды (газа, жидкости); свободная. вынужденная. Критическая точка – изображение на диаграммах состояния вещества на границе равновесия фаз. Например, выше критической температуры может существовать только одна фаза – пар, а ниже – две фазы: пар и жидкость.

Максвелла распределение - распределение частиц газа по скоростям в условиях термодинамического равновесия.

Стохастический – случайный, вероятностный.

Термодинамика – раздел физики, изучающий общие свойства макросистем, находящихся в состоянии термодинамического равновесия, и процессы перехода между этими состояниями.

Фазовые переходы – фазовые превращения, при которых скачком меняются параметры системы (теплоемкость, сжимаемость, коэффициент теплового расширения), тогда как остаются постоянными энтропия, плотность и термодинамические потенциалы.

Энергия – количественная мера различных форм движения материи. Энтропия (обычно записывается знаком S) – функция состояния системы, изменение которой dS в равновесных системах определяется отно-

шением количества теплоты, сообщаемого системе или отведенного от нее, к термодинамической температуре системы. В статистической физике – мера вероятности пребывания системы в данном состоянии ( Больцмана принцип).

3.2.4.3.Тесты текущего контроля

1.Энтропия и вероятность: а) независимые друг от друга; б) пропорци-

ональны; в) обратно пропорциональны.

2.Мерой хаоса является: а) энергия; б) температура; в) энтропия

3. При нагревании тела его энтропия: а) уменьшается; б) увеличивается;

в) остается постоянной.

4 Мерой порядка в системе является: а) температура; б) энергия; в)

негэнтропия.

5.Все виды энергии деградируют, превращаясь в энергию: а) тепловую;

б) кинетическую; в) потенциальную.

6.Расположите виды энергии по возрастанию их энтропии: ( ); ( ); ( )

а) электроэнергия б) тепловая энергия; в) ядерная энергия.

7.Предсказания на основе динамических законов носит характер:

а) вероятностный; б) достоверный; в) ложный.

8. Статистические закономерности наиболее распространены в: а) мик-

ромире; б) мегамире; в) макромире.

9.В квантовой механике большинство законов имеют характер:

а) статистический; б) динамический; в) неопределенный.

10. В термодинамике состояние системы определяется: а) вероятност-

ными распределениями; б) однозначно; в) значениями величин. 11.Энтропия:a) незамкнутой системы может как возрастать, так и

убывать; б)незамкнутой системы может только возрастать;

в)замкнутой	системы	может	только	убывать
г) замкнутой системы может как возрастать, так и убывать.

12.Энтропия не может служить: a) индикатором направления времени;

б)мерой беспорядка и бесструктурности; в) мерой количества теплоты в системе; г) мерой не качественности энергии системы.

13.Энтропия может служить мерой: a) количества теплоты в системе

б) не качественности энергии системы; в)замкнутости системы; г) количества движения в системе.

14. Согласно второму закону термодинамики с течением времени: a) в не замкнутой системе любое тело нагревается; б) в замкнутой системе упорядоченные структуры разрушаются; в) в незамкнутой системе упорядоченные структуры возникают; г) в замкнутой системе любое тело остывает.

15.Качество любой формы энергии определяется:a) легкостью превраще-

ния других форм энергии в данную форму; б)температурой системы, которая обладает этой энергией; в) степенью замкнутости системы, обладающей данной энергией; г) легкостью ее превращения в другие формы энергии.

16.Самая низкокачественная форма энергии:a) химическая ;б) механиче-

ская; в) тепловая при низкой температуре; г) тепловая при высокой температуре.

17.Энтропия – физическая величина, поскольку: a) ее можно наблюдать

и фотографировать; б) она характеризует превращения энергии; в) она имеет смысл только для физических систем; г) ее можно измерять и вычислять.

18.Не входит в число возможных формулировок второго закона термо-

динамики утверждение, что с течением времени: a) теплота самопроизвольно переходит только от горячего тела к холодному; б)энергия замкнутой системы не изменяется; c) структуры в замкнутой системе разрушаются; г) энтропия замкнутой системы возрастает.

19.Укажите правильное утверждение: a) закон возрастания беспорядка

надежно подтвержден опытом, значит, противоречащая ему эволюционая теория неверна; б) эволюционная теория лежит в основе биологии, лидирующей в современном естествознании, а противоречащий ей закон возастания энтропии отвергнут; в) факт биологической эволюции противоречит второму закону термодинамики, а это значит, что живые организмы не подчиняются обычным физическим законам; г) закон роста энтропии применим лишь к замкнутым системам, и не противоречит выводам биологии, имеющей дело с открытыми системами.

20. Укажите правильное утверждение: a) выброс энергии с Земли в кос-

мическое пространство всегда был гораздо меньше, чем поступление ее от Солнца плюс производство на Земле; б) Земля выбрасывает в космическое пространство гораздо больше энергии, чем получает от Солнца; в) Земля выбрасывает в космическое пространство гораздо больше энтропии, чем получает от Солнца; г) выброс энтропии с Земли в космическое пространство всегда был гораздо меньше, чем поступление ее от Солнца плюс производство на Земле

3.2.5.0. Тема5 . Концептуальные уровни в познании вещества и химические системы

1.Состав и структура вещества и химические системы. Закон постоянства состава Дальтона.

2. Химические процессы, самоорганизация и эволюция химических систем.

/1, с. 123 – 131;2, с.344 – 406;3, с.171 – 189, 489 – 493;4, с.67 – 68, 81 – 82, 204 – 227;6, с.204 – 208;7, с. 150 – 162;8, с.173 – 181;9, с.41 – 43;10, с.52 – 60; 11;22; 23; 26; 36/

3.2.5.1. Темы докладов и рефератов и информационные источники к ним

1.Что изучает химия?/1, с.123 – 125; 2, с.344 – 372; 3, с.175 – 180; 4, с.204 – 207;7, с.150 – 152; 8, с.173 – 175;10, с.52; 11; 26; 36/

2.Понятия «химический элемент» и «изотоп»./2, с.372 – 377; 3, с.177 – 180; 4, с.207 – 211; 7, с.152 – 155; 8, с. 175 – 177; 10, с.54 – 55;11; 36/ 3.Теория химической связи./ 1, с.126;2, с.386 – 388; 3, с.180 – 184; 4, с.214

– 220;10, с.53 -58;11; 36/ 4.Основные типы химической связи./2,с.377 – 388;4, с.217 – 220;7, с.155 – 157; 10, с.56; 11; 36/

5.Органический синтез и его технологические возможности./1, с.128 – 129; 2, с.378 – 390; 9, с. 41 – 43; 10, с.56 -57;11;22; 23; 26; 36/

6.Интеллектуальные материалы и нанотехнологии./2, с.384 -386; 10, с.58

– 59;11; 22; 23; 26; 36/ 7.Основные идеи эволюционной химии./2, с.398 – 406; 3, с. 489 – 493; 7,

с.157 – 160; 9, с.41 – 43; 11;22; 23; 26; 36/ 8.В чем суть упорядоченных процессов в химических реакциях?/2, с. 390

– 398; 3, с.385 – 390; 8, с.177 – 181; 11; 26; 36/

9.Как развивалась структурная химия?/2, с.386 – 388; 3, с.180 – 184; 9, с.41 – 43;11;22; 23; 26; 36/

3.2.5.2.Глоссарий

Автокаталитические реакции – реакции, в которых один из продуктов служит катализатором превращения исходных веществ. По мере накопления продуктакатализатора скорость реакции нарастает до максимума и вновь уменьшается по мере расходования исходного вещества.

Аминокислоты - класс органических соединений, содержащих карбоксильные и аминогруппы; обладают свойствами как кислот, так и оснований. Около 20 аминокислот служат мономерными звеньями, из которых построены все растительные и животные белки, причем порядок построения задается генетическим кодом.

Антибиотики – вещества биологического происхождения, подавляющие рост бактерий, вирусов, простейших.

Атомный номер – порядковый номер химического элемента в периодической системе элементов Д.И.Менделеева.

Белки – органические вещества, имеющие сложные молекулы, состоящие восновном из углерода, воорода, кислорода и азота и построенные из остатков 20аминокислот, соединенных пептидными связями в длинные цепи. Играют важейшую роль во всех живых организмах, участвуя в построении клеток и тканей, являясь ферментами, гормонами, защитными веществами и т.д.

Биополимеры – природные высокомолекулярные соединения: белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды и их производные. Валентность – мера способности атома химического элемента к образованию определенного числа химических связей с другими атомами Водородная связь – вид химической связи типа А-Н…В, в которой атом водорода, соединенный ковалентной связью с электроотрицательным ионом А (О,N,S и др) образует дополнительную связь с атомом В (О,N,S), которая имеет направленную вдоль линии этой связи неподеленную электронную пару. Водородная связь приводит к ассоциации молекул в комплексы, что определяет свойства воды, молекулярных кристаллов, нуклеиновых кислот, белков и др.

Галогены – химические элементы Фтор, хлор, йод, астат, при соединении с металлами образуют соли, отсюда их название (греч.hals – соль + genes – рождающий).

Гидроксильная группа – группа ОН, входящая в состав молекул соединений.

Гидролиз – обменная реакция между веществом и водой; лежит в основе многих природных и технологических процессов.

Глюкоза – самый распространенный в природе углевод из группы моносахаридов, входящий в состав сахарозы и лактозы и образующий крахмал, гликоген, целлюлозу. Ключевой продукт обмена веществ, источник энергии, продукт биосинтеза.

ДНК – дизоксирибонуклеиновая кислота – сложное органическое вещество, играет важнейшую биологическую роль, сохраняя и передавая по наследству индивидуальные признаки и свойства организма. Молекула ДНК, состоящая из двух длинных, скрученных между собой нитей, при определенных условиях может дублировать себя путем разъединения нитей и воссоздания недостающей части (процесс редупликации).

Жиры – органические соединения, относятся к липидам.

Изотопы – атомы одного и того же химического элемента, имеющие разные атомные массы, обладающие одинаковыми химическими свойствами, но отличающиеся по физическим свойствам.

Ионная связь – вид химической связи атомов в молекуле, когда один атом отдает другому один или несколько электронов так, что каждый атом становится обладателем стабильного набора электронов.

Катализ – возбуждение или ускорение химических реакций посредством

добавления особых веществ – катализаторов, которые в реакции не расходуются и не входят в состав конечных продуктов.

Липиды – природные органические соединения, состоящие из жирных кислот и спирта; содержатся во всех живых клетках, участвуют в передаче нервных импульсов, создании водоотталкивающих и теплоизолирующих свойств, образуют энергетический резерв организма.

Макромолекулы – молекулы полимеров, содержат от сотен до миллионов атомов, соединенных химическими связями.

Молекула – наименьшая частица вещества, сохраняющая его свойства. Мономеры – вещества, состоящие из молекул, способных реагировать с образованием полимеров.

Нуклеиновые кислоты – ДНК и РНК – высокомолекулярные органические соединения, образованные остатками нуклеотидов.Необходимая составная часть всех живых организмов, играющая ведущую роль в биосинтезе белка и передаче наследственной информации.

Пептиды - органические вещества, состоящие из остатков аминокислот, соединенных пептидной связью, у которых на одном конце цепи аминогруппа, а на другом – карбоксильная группа.

Синтез – в химии – получение сложных соединений из более простых. Ферменты – биологические катализаторы, присутствующие во всех живых клетках; осуществляют превращения веществ в организме, направляя и регулируя обмен веществ.

Цепные реакции - сложные реакции, в которых промежуточные активные продукты могут вызывать большое число превращений (цепь) исходного вещества. В реакциях горения, полимеризации – это свободные радикалы, в ядерных реакциях – нейтроны.

3.2.5.3. Тесты текущего контроля

1.Какая формулировка периодического закона химических элементов отвечает в наибольшей степени современному уровню научного знания?:

а) свойства элементов находятся в периодической зависимости от числа протонов в ядре, т.е. от заряда ядра; б) свойства элементов находятся в периодической зависимости от их атомных весов; в) свойства элементов зависят от числа электронов на внешней оболочке?

2.Что называют химическим элементом: а) атомы, обладающие одинако-

выми химическими свойствами; б) атомы, имеющие одинаковое число протонов в ядрах, т.е. одинаковый заряд; в) атомы, имеющие одинаковое число нейтронов в ядрах?

3.Как называют реакции, протекающие с поглощением тепла:

а) экзотермические; б) нейтрализации; в) эндотермические?

4.Какая химическая связь образуется за счет полного перехода электронов одного атома на орбитали другого: а) ковалентная; б) ионная;

в) водородная?

5.Как называют реакции, протекающие с выделением энергии: а) соеди-

нения; б) экзотермические; в) эндотермические?

6 Кто ввел современные обозначения химических элементов:

а) Д.Дальтон; б) И.Я.Берцелиус; в) М.В.Ломоносов?

7.Сходство химических элементов обусловлено: а) одинаковым атом-

ным весом; б) одинаковым зарядом; в) одинаковой валентностью.

8.Автором закона кратных отношений является: а) Дж. Дальтон; б) К.

Бертоле; в) Д.И.Менделеев.

9.Принцип запрета Паули не распространяется на: а) бозоны; б) мезоны;

в) протоны.

10.Теория химического строения органических соединений разработана:

а) Н.Д. Зелинским; б) Д.И.Менделеевым; в) А.М.Бутлеровым.

3.2.6.0.Тема 6. Мировоззренческий смысл космологической

концепции

1.Космологические модели Вселенной и основные этапы ее эволюции.

2. Основные гипотезы происхождения Солнечной системы и этапы эволюции Земли.

/1,с. 65 – 91;2, с.237 – 289, 313 - 341;3, с.120 – 124,307 – 378;4, с.59 – 61, 103 –105,191 – 204;6,с.304 -356;7, с.122 – 133;9,с.18 - 26;10, с.26 – 36;11;22; 23; 25;28; 36/

3.2.6.1. Темы докладов и рефератов и информационные источники к ним

1.В чем суть гипотезы «Большого Взрыва»/1, 65 – 71; 2, с.263 – 273; 3, с.340 – 345; 4, с.197 – 200;6, с.336 – 343; 9, с.24 – 26; 10, с.33 – 36; 11; 22; 23; 25; 28; 36/

2.На какую физическую теорию опирается современная космология?/ 2, с.247 – 255; 6, с.304 – 306;7, с.123 – 126; 9, с.18 - 26; 10, с.30 -32; 11;22; 23; 25; 28; 36/

3.Эффект Доплера, его физический и космологический смысл./2, с.249 – 250; 3, с.120 – 124; 7, с.123 - 124;11; 22; 23; 25; 28; 36/

4.Этапы эволюции звезд и галактик./1, с.71 – 79; 2, с.273 – 278; 3, с.312 – 327; 4, с.197 – 204; 6, с.314 – 321; 7, с.126 – 133; 9, с.24 - 26; 10, с.33 – 36; 11;22; 23; 25;28; 36/

5.Суть парадоксов в космологии./ 2, с.244 – 247; 3, с.307 – 312; 4, с.193 – 194; 9, с.18 – 26; 10, с.30 – 32; 11; 22; 23; 25; 28; 36/

6.Солнечная система и ее происхождение / 1, с.79 – 81; 2, с.278 – 278,

313– 322; 3,с.323 – 327;6,с.306 – 311; 9, с.22 – 26; 10, с.32 – 36; 11;22; 23; 25;28; 36/

7.Эволюция и строение Земли./1, с.83 – 91; 2, с.322 – 341; 3, с.363 – 378;6,с.311 – 321; 9, с.18 – 26; 10, с. 32 33; 11;22; 23; 25; 36/ 8. Становление и развитие космологии и космогонии / 2, с. 238 – 263; 3,с.

345 – 363; 4, с.59 – 61, 103 – 105, 191 – 193;7, с.133 – 135; 9, с.18 – 26; 10, с.26 - 33; 11; 22; 23; 25;28; 36/

3.2.6.2. Глоссарий

Апогей – точка орбиты летательного аппарата или Луны, наиболее удаленная от Земли; точка наименьшего удаления – перигей.

Архей – самая древняя эра в геохронологической шкале. Верхний рубеж

– 2,6 млрд. лет назад.

Астеносфера – слой пониженной твердости и вязкости в верхней мантии Земли, подстилающей литосферу ( верхняя граница – на глубине около 100 км. под материками и 50 км. под океаном; нижняя – на глубине 350 км.), играет важную роль в происхождении многих эндогенных процессов в земной коре и землетрясений.

Барстеры – вспыхивающие галактические источники рентгеновского излучения с интервалом повторения вспышек от нескольких минут до нескольких часов.

Белые карлики – очень плотные звезды с массами не более 1,4 солнечной, радиусом в 100 раз меньшим и низкой светимостью (порядка 0,0001 солнечной). Таковых в Галактике почти 10%.

Верхняя мантия – оболочка Земли, подстилающая земную кору между ее нижней границей и мантией до глубин порядка 900 км.; в ней развиваются процессы, с которыми связаны тектонические, магматические и метаморфические явления в земной коре.

Галактика – наша Галактика – Млечный Путь, звездная система (типичная спиральная галактика), включающая в себя 2.10/11 звезд, в том числе Солнце со всеми планетами и межзвездное вещество.

Гелиоцентрическая система мира – представление о строении Солнечной системы: Солнце – центр, вокруг которого обращаются планеты. Геоид – фигура нашей планеты Земля, ограниченная поверхностью Мирового океана, эллипсоид вращения.

Геосферы – концентрические оболочки Земли, составляющие ( при движении к ее центру) магнитосферу, атмосферу, гидросферу, литосферу, мантию и ядро Земли.

Геоцентрическая система мира – представление о строении Солнечной системы, где центр мироздания – Земля, вокруг которой вращаются Солнце, Луна и все другие небесные тела.

Глобальный эволюционизм – представление о всеобщем характере эволюции во Вселенной, подтвержденное теориями в разных областях естествознания.

Глобулы – небольшие газово-пылевые облака шаровидной формы, наблюдаемые как темные пятна на фоне светлых туманностей Млечного Пути.

Гондвана – гипотетический материк Южного полушария, существовавший якобы с начала палеозойской эры и погрузившейся большей своей частью в Индийский океан в триасе и юре.

Двойные звезды – система из двух звезд, вращающихся вокруг общего центра масс под действием гравитации.

Дозвездное вещество – вещество, из которого формировались звезды. Согласно модели горячей Вселенной, состояло из водорода и гелия. Дрейф континентов – медленное перемещение континентов или крупных плит, на которые по гипотезе глобальной тектоники, разбита литосфера Земли.

Звездная величина - мера блеска небесного светила, изменение которой на единицу соответствует изменению блеска в 2,5 раза.

Звездная эволюция - изменение со временем физико-химического состояния звезд.

Звездные скопления – группы звезд, связанных тяготением и имеющие общее происхождение и близкий химический состав. Бывают шаровые и рассеянные.

Землетрясение – подземные толчки и колебания земной поверхности, возникающие при внезапных смещениях и разрывах в земной коре или мантии и передающиеся на большие расстояния. Энергетическая шкала

– магнитуда по шкале Рихтера, интенсивность – сейсмические баллы. Земля – третья от Солнца планета, находящаяся на расстоянии 149,6 млн. км. И движущаяся вокруг светила по эллиптической орбите со скоростью 29,765 км/ сек.; земной год длится 365,24 средних суток, период вращения 23ч.56 мин 4 с. Экваториальный радиус 6378,160 км., полярный - 6356,777 км; гравитационное поле Земли определяет почти сферическую форму и существование атмосферы. Спутник Луна обращается вокруг Земли за 27,3 суток на расстоянии 384 400 км.

Зодиак - совокупность созвездий, расположенных вдоль эклиптики – большого круга небесной сферы, по которому Солнце совершает свой видимый путь в течение года.

Ионосфера – ионизированная часть верхней атмосферы Земли, расположенная на высоте более 50 км. Это природное образование разреженной слабоионизированной плазмы, находящейся в магнитном поле Земли и подвергающейся действию солнечной радиации и космического излуче-