- •1) Концепции естествознания – основа научного миропонимания. Связь естествознания с экономикой, управлением, нашей специальностью.
- •2) Гуманитарные, фундаментальные и прикладные науки. Естествознание и псевдонаучные тенденции. Религия и наука. Естествознание и культура.
- •3)Понятие научной истины. Критерии и границы адекватности истины. Особенности процесса отображения в сознании наблюдателя.
- •4) Научные революции. Особенность современной научно-технической революции.
- •Первая научная революция XVII века
- •Вторая научная революция конца XVIII века — 1-я половина XIX века
- •5)Методы научного познания действительности. Соотношение рационального и иррационального мышления.
- •Виды научного метода Теоретический научный метод Теории
- •Гипотезы
- •Научные законы
- •Научное моделирование
- •Эмпирический научный метод Эксперименты
- •Научные исследования
- •Наблюдения
- •Измерения
- •6) Дифференциация и интеграция научного знания. Диалектика свойств системы и ее частей. Естествознание и философия.
- •7) Развитие понятий: материя, движение, пространство и время. Структурные уровни организации материи.
- •8) Соотношение закономерности и случайности в окружающем мире. Принцип причинности и лапласовский детерминизм.
- •9) Роль математики в естествознании. Моделирование явлений природы. Системные принципы.
- •10)Измерения – основа естественнонаучного познания. Система единиц измерения. Виды измерений и погрешностей. Обработка результатов измерений.
- •Традиционные системы мер Единицы измерения, сгруппированные по физическим величинам
- •11)Фундаментальные взаимодействия , их роль в природных процессах. Универсальные физические постоянные. Что такое Поле. Близкодействие и дальнодействие. Биополе.
- •12)Св-ва вещества. Концепция атомизма. Понятие системы . Структурные уровни организации материи в микро,макро и мегамире.
- •13)Этапы развития физики и осн.Достижения каждого этапа.
- •14)Понятие классической механики – масса, вес, сила, энергия и импульс. Законы Ньютона. Закон всемирного тяготенпя. Космические скорости.
- •15)Принцип относительности инвариантной симметрии. Законы сохранения механики.
- •16)Развитие представлений о свете. Проявление двойственной системы света
- •17)Общая и специальная теории относительности. Постулаты специальной теории относительности. Единое пространство-время.Эквивалентность массы и энергии.
- •18)Развитие представлений о природе тепловых явлений. Агрегатные состояния вещества. Понятие температуры макросистем.
- •19) Термодинамический и молекулярно-кинетический подходы в тепловых явлениях.
- •20)Циклические процессы
- •21)Первое начало термодинамики . Особые св-ва тепловой энергии. Коэффициент полезного действия тепловых машин (цикл Карно) Тепловые двигатели.
- •22)Второе начало термодинамики. Необратимость реальных процессов. Концепция энтропии и законы ее изменения.
- •23)Колебательные и волновые процессы. Взаимодействие волн. Резонанс.
- •24)Сущность электромагнитной индукции Максвелла. Понятие электрического заряда, тока проводимости и тока совмещения.
- •26) Концепции атомного уровня материи. Развитие моделей атома. Характерные размеры и массы атома и его составляющих.
- •27)Строение атомных ядер. Ускорители частиц. Св-ва ядерных сил. Дефект массы и энергия связей.
- •28)Общие сведения о характеристиках элементарных частиц. Тождественность и корпускулярно- волновой дуализм микрочастиц.
- •29)Вероятностный характер микропроцессов. Соотношение неопределенностей и принцип дополнительности в квантовой механике.
- •30)Представление о физическом вакууме в квантовой теории. Виртуальные частицы. Перспективы развития науки о микромире.
- •31)Радиоактивность и ее разновидности. Понятие критической массы. Принципы получения атомной и термоядерной энергии.
- •32)Влияние радиоактивных излучений на биосферу. Параметры излучений. Дозы. Способы защиты. Проблемы утилизации радиоактивных отходов.
- •33)Развитие взглядов на эволюцию Вселенной. Концепция большого взрыва. Реликтовое излучение и первичный нуклеосинтез.
- •34)Масштабы, структура и возраст Вселенной. Закон Хаббла. Эволюция звезд. Синтез химических элементов.
- •35)Происхождение и состав Солнечной системы. Строение и эволюция Земли.
- •36) Энергетика. Концепции использования традиционных и альтернативных источников энергии. Создание отечествен. Энергетики
- •37) Концепции устойчивого развития общества
- •38)Естествознание и современные технологии, обеспечение их безопасности.
- •39)Проблемы создания единой научной картины мира
22)Второе начало термодинамики. Необратимость реальных процессов. Концепция энтропии и законы ее изменения.
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.