- •3. Этапы развития науки (классический, неклассический, постнеклассический). Панорама современного Естествознания. Тенденции развития.
- •6. Наука как система и её основные компоненты. Общенаучные знания.
- •7. Методы современных естественных наук. Суть научного метода, его основные характеристики.
- •8. Формы познания. Структура и методы естественно-научного познания.
- •9. Структурные уровни организации материи. Микро-, макро-, мега- мир. Корпускулярная и континуальная концепции описания природы.
- •10. Структурные уровни макромира. Вещество и поле – виды материи.
- •11. Законы Ньютона. Закон всемирного тяготения.
- •12. Инерциальные и неинерциальные системы отсчета.
- •14. Основные идеи сто, ото. Связь гравитации с пространством–временем.
- •15. Квантово–полевая модель мира. Корпускулярно–волновой дуализм в современной физике. Гипотеза де Бройля.
- •16. Принципы относительности Галилея и Эйнштейна.
- •17. Принцип симметрии, дополнительности, неопределенности, суперпозиции, соответствия, тождественности.
- •18. Свойства пространства, времени и законы сохранения.
- •19. Статистические и термодинамические свойства макросистем. Соотношение статистических и динамических закономерностей в природе.
- •20. Структурные элементы микромира (атомы, ядра, элементарные частицы, молекулы, кварковая модель атома).
- •21. Развитие взглядов на природу света. Формула Планка. Фотон и его характеристики.
- •22. Элементарные частицы и их классификации.
- •24. Парадокс времени в физике. Необратимые процессы и стрела времени.
- •29. Сверхпроводимость; втсп, перспективы их использования.
- •30. Новые вещества (фуллерены, нанотрубки, металлический водород, трансурановые элементы и т.Д.).
- •31. Исследование по созданию разеров, гразеров и сверхмощных лазеров. Перспективы их использования.
- •32. Проблема управляемого термоядерного синтеза.
- •33. Перспективы развития компьютерных технологий.
- •34. История развития знаний о веществе. Фундаментальные законы о составе и свойствах вещества.
- •37. Запасы и потребление сырья. Металлы. Неметаллическое сырье. Природный газ. Углерод. Вторичное сырье. Нефть. Уголь. Биомасса. Древесина.
- •38. Новые химические элементы. Радиоактивные изотопы. Плазмохимические процессы. И прочее.
- •39. Зарождение живой материи. Основополагающие жизненные системы. Хиральность молекул живых организмов.
- •41. Структура и свойства белков. Биосинтез белков. Строение и разновидности клеток. Прокариоты и эукариоты. Деление клеток.
- •42. Современное представление о происхождении жизни. Химическая эволюция. Органогены. Биохимическая стадия развития жизни. Эволюция организмов. Многообразие форм жизни.
- •44. Геологические эры и эволюция жизни. Разновидности живых организмов. Особенности растительного и животного мира. Адаптация живых организмов. Взаимосвязь живых организмов.
- •47. Естественно-научное понимание энергии. Энергия – источник благосостояния. Способы преобразования энергии. Эффективность производства и потребления энергии.
- •48. Тепловые электростанции. Способы повышения эффективности энергосистемы. Парогазовые установки. Проблемы прямого преобразования энергии.
- •49. Водородные двигатели. Гидроэлектростанции. Приливные электростанции. Геотермальные источники энергии.
- •50. Перспективы развития гелиоэнергетики. Современная ветроэнергетика. Развитие атомной энергетики.
- •53. Глобальные катастрофы и эволюция жизни. Космическое и внутрипланетарное воздействие на биосферу. Преодоление экологической катастрофы.
- •54. Метрологические наблюдения. Климат в прошлом. Долгосрочные прогнозы. Равновесие климата.
- •55. Парниковый эффект и погода. Кислотные осадки. Разрушение озонового слоя и проблемы его сохранения. Водные ресурсы. Способы сохранения водных ресурсов.
- •57. Человек и природа.
37. Запасы и потребление сырья. Металлы. Неметаллическое сырье. Природный газ. Углерод. Вторичное сырье. Нефть. Уголь. Биомасса. Древесина.
Основная масса сырья для химической промышленности добывалась и добывается из недр земной коры. Доступная современным средствам массовой добычи толщина верхнего слоя земной коры составляет от 1 до 2 км. И в таком сравнительно тонком слое содержится не менее 20 000 блн т железа, 40 блн т меди, 48 блн т цинка, 7,2 блн т свинца и т. п. Почти 98,6 % поверхностного, физически доступного слоя земной коры составляет вещество, состоящее из всего лишь восьми химических элементов: кислород (47,0%), кремний (27,5%), алюминий (8,8%), железо (4,6%), кальций (3,6%), натрий (2,6%), калий (2,5%) и магний (2,1%).
Многие промышленно развитые страны вынуждены ввозить сырье. Запасы сырья, добываемых с помощью современных технических средств во всем мире, быстро исчерпываются. Решающую роль в сбережении природных ресурсов должны сыграть не только новые способы добычи, но и новейшие химические технологии, которые позволят применять более доступное и дешевое сырье с необычным элементным составом. Возрастающую потребность могут удовлетворить: разработка новых месторождений, в том числе и морских шельфов, и добыча сырья, содержащегося в морской воде; освоение бедных месторождений; утилизация отходов; замена дефицитного сырья.
Металлы: в недрах Земли содержится достаточно большое количество металлов, но их доля в тех соединениях, из которых они могут быть извлечены для промышленных целей, весьма ограничена. Самое необходимое, важное и широко потребляемое из всего металлического сырья – железо – четвертый по распространенности в земной коре элемент. Медь – второй по практической значимости металл. Запасы другого важнейшего легкого металла – магния – достаточно велики – около 2,1% массы земной коры. В обыденной жизни относительно редко встречаются такие металлы, как титан, неодим, литий, рубидий, европий, тантал и другие, но в природе они не так уж редки. Предполагается, что для добычи сырья некоторых металлов уже в ближайшем будущем существенно возрастет объем работ под водой – на морском шельфе.
Неметаллическое сырье: неметаллы – сера, фосфор, азот, кислород, хлор и др. – ценны в образуемых ими соединениях. Один из важнейших видов неметаллического сырья – азот (он входит в состав белков, широко применяется для производства удобрений и других промышленных продуктов). Не менее важным химическим сырьем является кислород (многие химические реакции – процессы окисления – протекают при прямом или косвенном участии этого элемента). С увеличением объема производства соляной кислоты и винилхлорида потребность в следующем неметаллическом сырье – хлоре – постоянно возрастает. Все большее практическое значение для развития общества приобретают искусственные строительные материалы: гипс, цемент, бетон и др. Для производства большинства химических продуктов требуется вода. Она служит растворителем, теплоносителем и исходным сырьем для получения кислорода и водорода.
Углерод: углерод по распространенности в природе занимает тринадцатое место. Быстрыми темпами растет потребление природного газа. На смену нефти и природному газу придет уголь, и лидирующее место займет химия угля. Вторичное сырье: Среди многообразия вторичного сырья металлы занимают первое место по потреблению. Весомый сырьевой потенциал представляют зола и шлаки, остающиеся после сжигания угля. В настоящее время выпускаются большие объемы пластмассовой продукции. Сбор и переработка вторичного сырья, конечно, требуют вполне определенных капиталовложений, но следует помнить, что применение некоторых видов вторичного сырья обходится все же дешевле, чем переработка первичного сырья. Нефть: потребность увеличивается => увеличивается и потребление. В результате переработке нефти (крекинг) получается более двух десятков основных соединений. Наиболее важные из них – олефины, диолефины (этилен, пропилен, бутадиен, изопрен), ароматические соединения (бензол, толуол, ксилол) и газовая смесь оксида углерода с водородом. Уголь: Мировые запасы доступного для разработки угля в 20–40 раз превосходят нефтяные ресурсы. Уголь – наиболее распространенное в природе минеральное топливо, роль которого в ближайшие десятилетия будет расти по мере истощения нефтяных и газовых месторождений. Природный газ: Один из важнейших источников энергоресурсов – природный газ – представляет собой смесь углеводородов с относительно небольшой молекулярной массой. Состав природного газа весьма разнообразен. Обычно он содержит 60–80% метана, остальное приходится на этан, пропан и бутан, соотношение которых может быть различным. Источники природного газа и нефти ограничены и быстро истощаются. Биомасса: Биомасса – один из потенциальных источников энергоресурсов. Из нее в результате жизнедеятельности анаэробных бактерий, называемой анаэробным дыханием, ежегодно в атмосферу выделяется 500–800 млн. т метана. Возможно, в скором будущем в результате специальных операций генной инженерии удастся выращивать растения, пополняющие продовольственные ресурсы и биомассу. Древесина: Лесные массивы – не только источник громадных природных энергоресурсов, но и один из основных поставщиков кислорода, необходимого для обеспечения жизнедеятельности чрезвычайно большого множества живых организмов. Использование: производство бумаги, дрова и тд.