Контрольные работа по "Естествознанию"

      - минералогия - наука о составе минералов горных пород;

      - кристаллография - наука о законах образования и строения кристаллических структур минералов;

      геохимия - наука, которая устанавливает закономерности распределения, сочетания и перемещения отдельных химических элементов в недрах Земли и на ее поверхности.

      Общими  геологическими дисциплинами являются:

      - динамическая геология, которая изучает процессы, изменяющие облик Земли под влиянием эндогенных и экзогенных сил;

      - геотектоника, изучающая горообразование, условия формирования и залегание пластов горных пород;

      - вулканология, сейсмология - науки, рассматривающие условия и процессы, вызывающие извержения вулканов и землетрясения;

      - геоморфология - занимающаяся вопросами образования и развития рельефа Земли;

      - гидрология и океанология - науки о поверхностных и подземных водах;

      - гляциология и криология - науки о геологической деятельности льда.

      Процессы почвообразования неразрывно связаны с геологической деятельностью ветра, воды, ледников, т. е. с важнейшими разделами динамической геологии. Между геологическими процессами и развитием живого мира и особенно растениями существует сложная взаимосвязь во времени и пространстве.

      Растения  в течение многих миллионов лет  постепенно изменяли состав атмосферы, в которой преобладали соединения аммиака, метана, углекислого газа, превратив ее в современную воздушную  оболочку земного шара с преобладанием  азота, кислорода, воды и углекислоты. Ранее существовавшие процессы восстановления сменились процессами окисления, гидролиза, гидратации с образованием новых минералов. В результате сплошного расселения растений на поверхности суши геологическая деятельность воздушных и водных потоков, производящих огромную разрушительную работу, сократилась.

        По мере развития и распространения растений (бактерии - низшие растения - высшие растения) усиливалось их взаимодействие с горными породами, что постепенно вызвало новый, не существовавший ранее процесс - почвообразование. Взаимодействие растений с водой, горной породой и атмосферой привело к формированию новой оболочки Земли, насыщенной живыми организмами, - биосферы.

      Неравномерность поступающего на поверхность суши тепла  и света, горный рельеф, положение океанов и морей предопределили общее зональное распространение различных групп и видов растений. Даже в пределах сравнительно небольших участков земной поверхности можно наблюдать, как елово-лиственные леса, растущие на холмах и грядах, образованных отложениями ледника, постепенно сменяются сосновыми, растущими на песчаных равнинах, сложенных отложениями ледниковых вод, а затем  луговой и болотной растительностью по берегам медленно текущих рек. Но везде под воздействием растений, животных и микроорганизмов формируется особое тело - почва, объединяющая живую и неживую природу и сохраняющая в себе черты и свойства, возникшие в результате биологических и геологических процессов. 

      45. Отличие человека от животных

      Множество наук с древних времен занимается изучением человека.

      Человек - это сложная целостная система, которая в свою очередь является компонентом более сложных систем - биологической и социальной. В данном случае речь пойдет о том аспекте, который связан с естественнонаучным познанием человека.

      Итак, с биологической точки зрения, человек - один из видов млекопитающих, относящихся к отряду приматов, подотряду высших. Однако и отличия от животных фундаментальны. К ним, прежде всего, относится разум. Самые высшие животные не обладают способностью к понятийному мышлению, т. е. к формированию отвлеченных, абстрактных представлений о предметах, в которых обобщены основные свойства конкретных вещей. Мышление животных, если о таковом можно говорить, всегда конкретно; мышление человека может быть абстрактным, отвлеченным, обобщающим понятийным, логичным. Благодаря способности к понятийному мышлению человек сознает, что он делает, и понимает мир. Вторым главным отличием является то, что человек обладает речью. У животных может быть очень развитая система общения с помощью сигналов, но только у человека есть вторая сигнальная система - общение с помощью слов. В естествознании предполагается, что речь произошла из звуков, произносимых при работе, которые потом становились общими в процессе совместного труда. Таким же путем в процессе общественного труда постепенно мог возникнуть разум. Способность к труду - еще одно фундаментальное отличие человека от животных. Только человек способен изготовлять, творить орудия труда. С этим связаны утверждения, что животные приспосабливаются к окружающей среде, а человек преобразует ее и что в конечном счете, труд создал человека. Со способностью к труду соотносятся еще два отличительных признака человека: прямохождение, которое освободило его руки и как следствие, развитие руки, особенно большого пальца на ней. Наконец, еще два характерных признака человека повлиявших на развитие культуры - использование огня и захоронение трупов.

      Таким образом, главные отличия человека от животных - понятийное мышление, речь, труд - стали теми путями, по которым шло обособление человека от природы. 

      49. Основные виды энергии и их использование

      Энергия - всеобщая основа природных явлений, базис культуры и всей деятельности человека. В то же время под энергией (греческое - действие, деятельность) понимается количественная оценка различных форм движения материи, которые могут превращаться одна в другую.

      Согласно  представлениям физической науки, энергия - это способность тела или системы  тел совершать работу. Существуют различные классификации видов и форм энергии. Человек в своей повседневной жизни наиболее часто встречается со следующими видами энергии: механическая, электрическая, электромагнитная, тепловая, химическая, атомная (внутриядерная). Последние три вида относятся к внутренней форме энергии, т.е. обусловлены потенциальной энергией взаимодействия частиц, составляющих тело, или кинетической энергией их беспорядочного движения.

      Если  энергия - результат изменения состояния  движения материальных точек или  тел, то она называется кинетической; к ней относят механическую энергию движения тел, тепловую энергию, обусловленную движением молекул.

      Если  энергия - результат изменения взаимного  расположения частей данной системы  или ее положения по отношению  к другим телам, то она называется потенциальной; к ней относят энергию масс, притягивающихся по закону всемирного тяготения, энергию положения однородных частиц, например, энергию упругого деформированного тела, химическую энергию.

      Энергию в естествознании в зависимости  от природы делят на следующие виды.

      Механическая  энергия - проявляется при взаимодействии, движении отдельных тел или частиц.

      К ней относят энергию движения или вращения тела, энергию деформации при сгибании, растяжении, закручивании, сжатии упругих тел (пружин). Эта энергия наиболее широко используется в различных машинах - транспортных и технологических.

      Тепловая  энергия - энергия неупорядоченного (хаотического) движения и взаимодействия молекул веществ.

      Тепловая  энергия, получаемая чаще всего при  сжигании различных видов топлива, широко применяется для отопления, проведения многочисленных технологических процессов (нагревания, плавления, сушки, выпаривания, перегонки и т.д.).

      Электрическая энергия - энергия движущихся по электрической  цепи электронов (электрического тока).

      Электрическая энергия применяется для получения  механической энергии с помощью  электродвигателей и осуществления  механических процессов обработки  материалов: дробления, измельчения, перемешивания; для проведения электрохимических  реакций; получения тепловой энергии в электронагревательных устройствах и печах; для непосредственной обработки материалов (электроэрозионная обработка).

      Химическая  энергия - это энергия, «запасенная» в атомах веществ, которая высвобождается или поглощается при химических реакциях между веществами.

      Химическая  энергия либо выделяется в виде тепловой при проведении экзотермических  реакций (например, горении топлива), либо преобразуется в электрическую  в гальванических элементах и  аккумуляторах. Эти источники энергии  характеризуются высоким КПД (до 98%), но низкой емкостью.

      Магнитная энергия - энергия постоянных магнитов, обладающих большим запасом энергии, но «отдающих» ее весьма неохотно. Однако электрический ток создает вокруг себя протяженные, сильные магнитные  поля, поэтому чаще всего говорят об электромагнитной энергии.

      Электрическая и магнитная энергии тесно  взаимосвязаны друг с другом, каждую из них можно рассматривать как  «оборотную» сторону другой. Электромагнитная энергия - это энергия электромагнитных волн, т.е. движущихся электрического и магнитного полей. Она включает видимый свет, инфракрасные, ультрафиолетовые, рентгеновские лучи и радиоволны.

      Таким образом, электромагнитная энергия - это  энергия излучения. Излучение переносит  энергию в форме энергии электромагнитной волны. Когда излучение поглощается, его энергия преобразуется в другие формы, чаще всего в теплоту.

      Ядерная энергия - энергия, локализованная в  ядрах атомов так называемых радиоактивных  веществ. Она высвобождается при  делении тяжелых ядер (ядерная  реакция) или синтезе легких ядер (термоядерная реакция).

      Бытует  и старое название данного вида энергии - атомная энергия, однако это название неточно отображает сущность явлений, приводящих к высвобождению колоссальных количеств энергии, чаще всего в  виде тепловой и механической.

      Гравитационная  энергия - энергия, обусловленная взаимодействием (тяготением) массивных тел, она особенно ощутима в космическом пространстве. В земных условиях, это, например, энергия, «запасенная» телом, поднятым на определенную высоту над поверхностью Земли - энергия силы тяжести.

      Таким образом, в зависимости от уровня проявления, можно выделить энергию  макромира - гравитационную, энергию  взаимодействия тел - механическую, энергию  молекулярных взаимодействий - тепловую, энергию атомных взаимодействий - химическую, энергию излучения - электромагнитную, энергию, заключенную в ядрах атомов - ядерную.

      При любых обсуждениях вопросов, связанных  с использованием энергии, необходимо отличать энергию упорядоченного движения, известную в технике под названием свободной энергии (механическая, химическая, электрическая, электромагнитная, ядерная) и энергию хаотического движения, т.е. теплоту.

      Любая из форм свободной энергии может  быть практически полностью использована. В то же время хаотическая энергия тепла при превращении в механическую энергию снова теряется в виде тепла. Мы не в силах полностью упорядочить случайное движение молекул, превратив его энергию в свободную. Более того, в настоящее время практически нет способа непосредственного превращения химической и ядерной энергии в электрическую и механическую, как наиболее используемые. Приходится внутреннюю энергию веществ превращать в тепловую, а затем в механическую или электрическую с большими неизбежными теплопотерями.

      Таким образом, все виды энергии после выполнения ими полезной работы превращаются в теплоту с более низкой температурой, которая практически непригодна для дальнейшего использования.

      Развитие  естествознания на протяжении жизни  человечества неопровержимо доказало, какие бы новые виды энергии ни открывались, вскоре обнаруживалось одно великое правило. Сумма всех видов энергии оставалась постоянной, что, в конечном счете, привело к утверждению: энергия никогда не создается из ничего и не уничтожается бесследно, она только переходит из одного вида в другой.

      В современной науке и практике эта схема настолько полезна, что способна предсказывать появление  новых видов энергии.

      Если  будет обнаружено изменение энергии, которая не входит в список известных  в настоящее время видов энергии, если выяснится, что энергия исчезает или появляется из ничего, то будет сначала «придуман», а затем найден новый вид энергии, который учтет это отклонение от постоянства энергии, т.е. закона сохранения энергии.