Контрольная работа по "Концепции современного естесвознания"

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

1.  

Разделы физика: 

Макроскопическая  физика

1. Механика

1. Классическая механика

      1.2 Релятивистская механика

      1.3 Механика сплошных сред

            1.3.1 Гидродинамика

            1.3.2 Акустика

2. Термодинамика

3. Оптика

      3.1 Физическая оптика

      3.2 Кристаллооптика

      3.3 Молекулярная оптика

      3.4 Нелинейная оптика

4. Электродинамика

      4.1 Электродинамика сплошных сред

      4.2 Магнитогидродинамика

      4.3 Электрогидродинамика 

Микроскопическая  физика

1. Статистическая физика

       1.1 Статистическая механика

2. Физика конденсированных сред

       2.1 Физика твёрдого тела

       2.2 Физика жидкостей

       2.3 Физика атомов и молекул

       2.4 Физика наноструктур

3. Квантовая физика

       3.1 Квантовая механика

       3.2 Квантовая теория поля

       3.3 Квантовая электродинамика

       3.4 Квантовая хромодинамика

       3.5 Теория струн

4. Ядерная физика

       4.1 Физика гиперядер

5. Физика высоких энергий

6. Физика элементарных частиц 
 

Разделы химии: 

Современная химия  — настолько обширная область  естествознания, что многие её разделы  по существу представляют собой самостоятельные, хотя и тесно взаимосвязанные  научные дисциплины. 

По признаку изучаемых объектов (веществ) химию  принято делить на неорганическую и органическую. Объяснением сущности химических явлений и установлением их общих закономерностей на основе физических принципов и экспериментальных данных занимается физическая химия, включающая квантовую химию, электрохимию, химическую термодинамику, химическую кинетику. Самостоятельными разделами являются также аналитическая и коллоидная химия (см. ниже перечень разделов). 

Технологические основы современных производств  излагает химическая технология —  наука об экономичных методах  и средствах промышленной химической переработки готовых природных материалов и искусственного получения химических продуктов, не встречающихся в окружающей природе. 

Сочетание химии  с другими смежными естественными  науками представляют собой биохимия, биоорганическая химия, геохимия, радиационная химия, фотохимия и др. 

Общенаучные основы химических методов разрабатываются  в теории познания и методологии  науки.

Агрохимия

Аналитическая химия занимается изучением веществ с целью получить представление об их химическом составе и структуре, в рамках этой дисциплины ведётся разработка экспериментальных методов химического анализа.

Биоорганическая химия

Биохимия  изучает химические вещества, их превращения и явления, сопровождающие эти превращения в живых организмах. Тесно связана с органической химией, химией лекарственных средств, нейрохимией, молекулярной биологией и генетикой.

Вычислительная  химия

Геохимия  — наука о химическом составе Земли и планет (космохимия), законах распределения элементов и изотопов, процессах формирования горных пород, почв и природных вод.

Квантовая химия

Коллоидная  химия

Компьютерная  химия

Косметическая химия

Космохимия

Математическая  химия

Материаловедение

Металлоорганическая химия

Неорганическая  химия изучает свойства и реакции неорганических соединений. Чёткой границы между органической и неорганической химии нет, напротив, существуют дисциплины на стыке этих наук, например, металлоорганическая химия.

Органическая  химия выделяет в качестве предмета изучения вещества, построенные на основе углеродного скелета.

Нейрохимия своим предметом имеет изучение медиаторов, пептидов, белков, жиров, сахара и нуклеиновых кислот, их взаимодействия и роли, которую они играют в формировании, становлении и изменении нервной системы.

Нефтехимия

Общая химия

Препаративная химия

Радиохимия

Супрамолекулярная химия

Теоретическая химия

Фармацевтика

Физическая  химия изучает физический и фундаментальный базис химических систем и процессов. Важнейшие области исследования включают химическую термодинамику, кинетику, электрохимию, статистическую механику и спектроскопию. Физическая химия имеет много общего с молекулярной физикой. Физическая химия предполагает использование инфинитезимального метода. Физическая химия является отдельной дисциплиной от химической физики.

Фотохимия

Химия высокомолекулярных соединений

Химия одноуглеродных молекул

Химия полимеров

Химия почв

Теоретическая химия своей задачей ставит теоретическое обобщение и обоснование знаний химии через фундаментальные теоретические рассуждения (как правило, в области математики или физики).

Термохимия

Токсикологическая химия

Электрохимия

Экологическая химия; химия окружающей среды

Ядерная химия изучает ядерные реакции и химические последствия ядерных реакций. 

5. а) Дайте краткую  характеристику солнечной  системы. Заполните таблицу. 

 

б) В чем сущность закона Всемирного тяготения? Почему этот закон называется Всемирным? Определите скорость вращения планеты вокруг Солнца, считая, что она движется по окружности. 

Согласно этому  закону между любой парой тел  во Вселенной действует сила взаимного  притяжения. Как и все физические законы, он облечен в форму математического уравнения. Если M и m — массы двух тел, а D — расстояние между ними, тогда сила F взаимного гравитационного притяжения между ними равна:

F = GMm/D2 

где G — гравитационная константа, определяемая экспериментально. В единицах СИ ее значение составляет приблизительно 6,67 × 10–11. 

Относительно  этого закона нужно сделать несколько  важных замечаний. Во-первых, его действие в явной форме распространяется на все без исключения физические материальные тела во Вселенной 

Второй момент заключается в том, что сила притяжения Земли у ее поверхности в равной мере воздействует на все материальные тела, находящиеся в любой точке  земного шара. 

Средняя скорость движения по орбите: 29,765 км/с или 100 000 км/ч. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     6. Решите задачи:

 
     6.1. Тело  массой  2   кг,   двигаясь  со  скоростью   10   м/с   сталкивается   с неподвижным телом массой 3 кг. Считая удар центральным и неупругим, найти количество теплоты, выделившейся при ударе. 
 
 
 
 
 
 

 
     7. Решите задачи:

 
7.1. Кинетическая энергия электрона равна его энергии покоя.    Вычислить длину волны де Бройля для такого электрона. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

9. Какие типы химических  связей Вы знаете? Объясните на примере  молекул воды механизм образования ковалентной и водородной связей.

Изобразите: а) структуру молекулы воды; б) образование водородных связей в воде

Чем определяются уникальные свойства воды? Перечислите  эти свойства и  охарактеризуйте  их биологическую  роль.

 

Типы  химических связей:

- Ионная

- Ковалентная

- Металлическая

- Водородная связь

- Ван-дер-ваальсова (межмолекулярная) связь  

Структуру молекулы воды:

 
 
 

Образование водородных связей в воде: 

 

Физические  свойства воды: 

Вода обладает рядом необычных особенностей:

При таянии льда его плотность увеличивается (с 0,9 до 1 г/см³). Почти у всех остальных веществ при плавлении плотность уменьшается.

При нагревании от 0 °C до 4 °C (точнее, 3,98 °C) вода сжимается. Благодаря этому могут жить рыбы в замерзающих водоёмах: когда  температура падает ниже 4 °C, более  холодная вода как менее плотная остаётся на поверхности и замерзает, а подо льдом сохраняется положительная температура.

Высокая температура  и удельная теплота плавления (0 °C и 333,55 кДж/кг), температура кипения (100 °C) и удельная теплота парообразования (2250 КДж/кг [1]), по сравнению с соединениями водорода с похожим молекулярным весом.

Высокая теплоёмкость жидкой воды.

Высокая вязкость.

Высокое поверхностное  натяжение.

Отрицательный электрический потенциал поверхности  воды. 

Химические  свойства 

Вода является наиболее распространённым растворителем на Земле, во многом определяющим характер земной химии, как науки. Большая часть химии, при её зарождении как науки, начиналась именно как химия водных растворов веществ. Её иногда рассматривают, как амфолит — и кислоту и основание одновременно (катион H+ анион OH-). В отсутствие посторонних веществ в воде одинакова концентрация гидроксид-ионов и ионов водорода (или ионов гидроксония), pKa ≈ ок. 16. 

Сама по себе вода относительно инертна в обычных  условиях, но её сильно полярные молекулы сольватируют ионы и молекулы, образуют гидраты и кристаллогидраты. Сольволиз, и в частности гидролиз, происходит в живой и неживой природе, и широко используется в химической промышленности

 
12. Какие химические  элементы, являются  самыми главными для жизни и почему? Поясните. Напишите о значении для организмов каждого химического элемента.

  Кислород, (лат. Oxygenium), О, химический элемент VI группы периодической системы Менделеева; ат. н. 8, ат. м. 15,9994. В свободном виде встречается в виде двух модификаций - О₂ ("обычный" кислород) и О₃ (озон).

  О₂ - самый распространенный на Земле элемент; в виде соединений составляет около 1/2 массы земной коры; входит в состав воды (88,8 % по массе) и множество тканей живых организмов (ок. 70 % по массе).