Μία από τις επιστήμες που συνδυάζει το περιεχόμενο των φυσικών και κοινωνικών επιστημονικών κλάδων είναι γεροντολογία.Αυτή η επιστήμη μελετά τη γήρανση των ζωντανών οργανισμών, συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων.
Αφενός το αντικείμενο της μελέτης του είναι ευρύτερο από το αντικείμενο πολλών επιστημονικών κλάδων που μελετούν τον άνθρωπο και αφετέρου συμπίπτει με τα αντικείμενά τους.
Ταυτόχρονα, η γεροντολογία εστιάζει πρωτίστως στη διαδικασία γήρανσης των ζωντανών οργανισμών γενικά και των ανθρώπων ειδικότερα, που αποτελεί και το αντικείμενό της. Λαμβάνοντας υπόψη το αντικείμενο και το αντικείμενο μελέτης που μας επιτρέπει να δούμε τόσο τις γενικές όσο και τις ειδικές πτυχές των επιστημονικών κλάδων που μελετούν τον άνθρωπο.
Δεδομένου ότι το αντικείμενο μελέτης της γεροντολογίας είναι οι ζωντανοί οργανισμοί στη διαδικασία της γήρανσης, μπορούμε να πούμε ότι αυτή η επιστήμη είναι επιστήμη της φυσικής και της κοινωνικής επιστήμης. Στην πρώτη περίπτωση, το περιεχόμενό του καθορίζεται από τη βιολογική φύση των οργανισμών, στη δεύτερη - από τις βιοψυχοκοινωνικές ιδιότητες ενός ατόμου, οι οποίες βρίσκονται σε διαλεκτική ενότητα, αλληλεπίδραση και αλληλοδιείσδυση.
Ένας από τους θεμελιώδεις κλάδους της φυσικής επιστήμης που έχει άμεση σχέση με την κοινωνική εργασία (και επίσης, φυσικά, με τη γεροντολογία) είναι φάρμακο.Αυτός ο τομέας της επιστήμης (και ταυτόχρονα πρακτικής δραστηριότητας) στοχεύει στη διατήρηση και ενίσχυση της υγείας των ανθρώπων, στην πρόληψη και τη θεραπεία ασθενειών. Έχοντας ένα εκτεταμένο σύστημα κλάδων, η ιατρική στις επιστημονικές και πρακτικές της δραστηριότητες επιλύει τα προβλήματα διατήρησης της υγείας και θεραπείας των ηλικιωμένων. Η συμβολή της στον ιερό αυτό σκοπό είναι τεράστια, όπως αποδεικνύεται από την πρακτική εμπειρία της ανθρωπότητας.
Μάλλον πρέπει να σημειωθεί η ιδιαίτερη σημασία γηριατρικήως κλάδος της κλινικής ιατρικής που μελετά τα χαρακτηριστικά των ασθενειών σε ηλικιωμένους και γεροντικούς και αναπτύσσει μεθόδους θεραπείας και πρόληψής τους.
Τόσο η γεροντολογία όσο και η ιατρική βασίζονται στη γνώση βιολογίαως σύνολο επιστημών για τη ζωντανή φύση (μια τεράστια ποικιλία εξαφανισμένων και πλέον ζωντανών πλασμάτων που κατοικούν στη Γη), για τη δομή και τις λειτουργίες τους, την προέλευση, την κατανομή και την ανάπτυξή τους, τις συνδέσεις μεταξύ τους και με την άψυχη φύση. Τα βιολογικά δεδομένα είναι η φυσική επιστημονική βάση για την κατανόηση της φύσης και της θέσης του ανθρώπου σε αυτήν.
Το ερώτημα έχει αναμφισβήτητο ενδιαφέρον σχετικά με τη σχέση μεταξύ κοινωνικής εργασίας και αποκατάστασης,που διαδραματίζει ολοένα και σημαντικότερο ρόλο στη θεωρητική έρευνα και τις πρακτικές δραστηριότητες. Στην πιο γενική της μορφή, η επιστήμη αποκατάστασης μπορεί να οριστεί ως η μελέτη, η επιστήμη της αποκατάστασης ως μια αρκετά ευρύχωρη και πολύπλοκη διαδικασία.
Αποκατάσταση (από τα ύστερα λατινικά αποκατάσταση -αποκατάσταση) σημαίνει: πρώτον, αποκατάσταση καλού ονόματος, προηγούμενης φήμης. αποκατάσταση των προηγούμενων δικαιωμάτων, μεταξύ άλλων σε διοικητικές και δικαστικές διαδικασίες (για παράδειγμα, αποκατάσταση καταπιεσμένων)· Δεύτερον, η εφαρμογή εκπαιδευτικών μέτρων ή ποινών που δεν σχετίζονται με φυλάκιση σε κατηγορούμενους (κυρίως ανηλίκους) για τη διόρθωσή τους. τρίτον, ένα σύνολο ιατρικών, νομικών και άλλων μέτρων που στοχεύουν στην αποκατάσταση ή την αντιστάθμιση των εξασθενημένων σωματικών λειτουργιών και της ικανότητας εργασίας ασθενών και ατόμων με αναπηρία.
Δυστυχώς, εκπρόσωποι της βιομηχανίας και συγκεκριμένων επιστημονικών κλάδων δεν υποδεικνύουν (και λαμβάνουν υπόψη) πάντα τον τελευταίο τύπο αποκατάστασης. Ενώ η κοινωνική αποκατάσταση είναι υψίστης σημασίας στη ζωή των ανθρώπων (αποκατάσταση των βασικών κοινωνικών λειτουργιών ενός ατόμου, ενός δημόσιου ιδρύματος, μιας κοινωνικής ομάδας, ο κοινωνικός τους ρόλος ως υποκείμενα των κύριων σφαιρών της κοινωνικής ζωής). Ως προς το περιεχόμενο, η κοινωνική αποκατάσταση ουσιαστικά, σε συμπυκνωμένη μορφή, περιλαμβάνει όλες τις πτυχές της αποκατάστασης. Και σε αυτή την περίπτωση, μπορεί να θεωρηθεί ως κοινωνική αποκατάσταση με την ευρεία έννοια, δηλαδή να περιλαμβάνει όλους τους τύπους ανθρώπινης ζωής. Ορισμένοι ερευνητές διακρίνουν τη λεγόμενη επαγγελματική αποκατάσταση, η οποία περιλαμβάνεται στην κοινωνική αποκατάσταση. Πιο συγκεκριμένα, θα μπορούσε κανείς να ονομάσει αυτό το είδος κοινωνικής και εργασιακής αποκατάστασης.
Έτσι, η αποκατάσταση είναι ένας από τους σημαντικότερους τομείς και τεχνολογίες στην κοινωνική εργασία.
Για να διευκρινιστεί η σχέση μεταξύ κοινωνικής εργασίας και αποκατάστασης ως επιστημονικών πεδίων, είναι σημαντικό να κατανοήσουμε το αντικείμενο και το θέμα της τελευταίας.
Αντικείμενο αποκατάστασης είναι ορισμένες ομάδες του πληθυσμού, άτομα και στρώματα που πρέπει να αποκαταστήσουν τα δικαιώματα, τη φήμη, την κοινωνικοποίηση και επανακοινωνικοποίηση, την αποκατάσταση της υγείας γενικά ή τις εξασθενημένες ατομικές λειτουργίες του σώματος. Το αντικείμενο της επιστήμης αποκατάστασης είναι συγκεκριμένες πτυχές της αποκατάστασης αυτών των ομάδων, η μελέτη των προτύπων των διαδικασιών αποκατάστασης. Αυτή η κατανόηση του αντικειμένου και του θέματος της αποκατάστασης δείχνει τη στενή της σχέση με την κοινωνική εργασία τόσο ως επιστήμη όσο και ως συγκεκριμένο είδος πρακτικής δραστηριότητας.
Η κοινωνική εργασία είναι η μεθοδολογική βάση της επιστήμης αποκατάστασης. Εκτελεί τη λειτουργία της ανάπτυξης και της θεωρητικής συστηματοποίησης της γνώσης για την κοινωνική σφαίρα (μαζί με την κοινωνιολογία), την ανάλυση των υφιστάμενων μορφών και μεθόδων κοινωνικής εργασίας, την ανάπτυξη βέλτιστων τεχνολογιών για την επίλυση κοινωνικών προβλημάτων διαφόρων αντικειμένων (άτομα, οικογένειες, ομάδες, στρώματα, κοινότητες ανθρώπων ), η κοινωνική εργασία ως επιστήμη συμβάλλει -άμεσα ή έμμεσα- στην επίλυση θεμάτων που αποτελούν την ουσία και το περιεχόμενο της επιστήμης αποκατάστασης.
Η στενή σύνδεση μεταξύ της κοινωνικής εργασίας και των επιστημών αποκατάστασης ως επιστημών καθορίζεται επίσης από το γεγονός ότι είναι ουσιαστικά διεπιστημονικές και καθολικές ως προς το περιεχόμενο. Αυτή η σύνδεση, παρεμπιπτόντως, στο Κρατικό Πανεπιστήμιο Υπηρεσίας της Μόσχας καθορίστηκε επίσης οργανωτικά: στο πλαίσιο της Σχολής Κοινωνικής Εργασίας, άνοιξε ένα νέο τμήμα το 1999 - ιατρική και ψυχολογική αποκατάσταση. Η ιατρική και ψυχολογική αποκατάσταση ακόμη και τώρα (μετά τη μεταμόρφωση του τμήματος) παραμένει η σημαντικότερη δομική μονάδα του Τμήματος Ψυχολογίας.
Μιλώντας για τον μεθοδολογικό ρόλο της κοινωνικής εργασίας στη διαμόρφωση και λειτουργία της επιστήμης αποκατάστασης, θα πρέπει επίσης να ληφθεί υπόψη η επίδραση της γνώσης στον τομέα της επιστήμης αποκατάστασης στην κοινωνική εργασία. Αυτή η γνώση συμβάλλει όχι μόνο στη συγκεκριμενοποίηση του εννοιολογικού μηχανισμού της κοινωνικής εργασίας, αλλά και στον εμπλουτισμό της κατανόησης εκείνων των προτύπων που μελετούν και εντοπίζουν τα κοινωνιονομικά.
Σχετικά με τεχνικές επιστήμες, τότε η κοινωνική εργασία συνδέεται μαζί τους χάρη στη διαδικασία της πληροφορικής, επειδή η συλλογή, σύνθεση και ανάλυση πληροφοριών στον τομέα της κοινωνικής εργασίας πραγματοποιείται με χρήση τεχνολογίας υπολογιστών και η διάδοση, αφομοίωση και εφαρμογή γνώσεων και δεξιοτήτων - άλλα τεχνικά μέσα, οπτική προπαγάνδα, επίδειξη διαφόρων οργάνων και συσκευών, ειδικών ρούχων και υποδημάτων, κ.λπ., σχεδιασμένα για να διευκολύνουν την αυτοφροντίδα, την κίνηση στο δρόμο, την καθαριότητα κ.λπ. για ορισμένες κατηγορίες του πληθυσμού - συνταξιούχους, άτομα με αναπηρία κ.λπ. .
Οι τεχνικές επιστήμες είναι σημαντικές για τη δημιουργία της κατάλληλης υποδομής, η οποία παρέχει την ευκαιρία να αυξηθεί η αποτελεσματικότητα όλων των τύπων και τομέων κοινωνικής εργασίας, συμπεριλαμβανομένης της υποδομής διαφόρων τομέων της ζωής ως συγκεκριμένα αντικείμενα κοινωνικής εργασίας.
Χημεία – η επιστήμη των μετασχηματισμών ουσιών που σχετίζονται με αλλαγές στο ηλεκτρονικό περιβάλλον των ατομικών πυρήνων. Σε αυτόν τον ορισμό, είναι απαραίτητο να διευκρινιστούν περαιτέρω οι όροι «ουσία» και «επιστήμη».
Σύμφωνα με τη Χημική Εγκυκλοπαίδεια:
Ουσία - ένα είδος ύλης που έχει μάζα ηρεμίας. Αποτελείται από στοιχειώδη σωματίδια: ηλεκτρόνια, πρωτόνια, νετρόνια, μεσόνια κ.λπ. Η χημεία μελετά κυρίως την ύλη οργανωμένη σε άτομα, μόρια, ιόντα και ρίζες. Τέτοιες ουσίες συνήθως χωρίζονται σε απλές και σύνθετες (χημικές ενώσεις). Οι απλές ουσίες σχηματίζονται από άτομα μιας χημικής ουσίας. στοιχείο και επομένως είναι μια μορφή της ύπαρξής του σε ελεύθερη κατάσταση, για παράδειγμα, θείο, σίδηρος, όζον, διαμάντι. Οι σύνθετες ουσίες σχηματίζονται από διαφορετικά στοιχεία και μπορούν να έχουν σταθερή σύσταση.
Υπάρχουν πολλές διαφωνίες στην ερμηνεία του όρου «επιστήμη». Η δήλωση του Ρενέ Ντεκάρτ (1596-1650) είναι αρκετά εφαρμόσιμη εδώ: «Ορίστε την έννοια των λέξεων και θα απαλλάξετε την ανθρωπότητα από τα μισά λάθη της». Επιστήμηείναι συνηθισμένο να ονομάζουμε τη σφαίρα της ανθρώπινης δραστηριότητας, η λειτουργία της οποίας είναι η ανάπτυξη και η θεωρητική σχηματοποίηση της αντικειμενικής γνώσης για την πραγματικότητα. ένας κλάδος πολιτισμού που δεν υπήρχε σε όλες τις εποχές και όχι σε όλους τους λαούς. Ο Καναδός φιλόσοφος Γουίλιαμ Χάτσερ ορίζει τη σύγχρονη επιστήμη ως «έναν τρόπο γνώσης του πραγματικού κόσμου, συμπεριλαμβανομένης τόσο της πραγματικότητας που αισθάνονται οι ανθρώπινες αισθήσεις όσο και της αόρατης πραγματικότητας, ένας τρόπος γνώσης που βασίζεται στην κατασκευή ελεγχόμενων μοντέλων αυτής της πραγματικότητας». Αυτός ο ορισμός είναι κοντά στην κατανόηση της επιστήμης από τον ακαδημαϊκό V.I. Vernadsky, τον Άγγλο μαθηματικό A. Whitehead και άλλους διάσημους επιστήμονες.
Τα επιστημονικά μοντέλα του κόσμου συνήθως διακρίνουν τρία επίπεδα, τα οποία σε έναν συγκεκριμένο κλάδο μπορούν να παρουσιαστούν σε διαφορετικές αναλογίες:
* εμπειρικό υλικό (πειραματικά δεδομένα).
* εξιδανικευμένες εικόνες (φυσικά μοντέλα).
*μαθηματική περιγραφή (τύποι και εξισώσεις).
Η θεώρηση ενός οπτικού μοντέλου του κόσμου οδηγεί αναπόφευκτα στην κατά προσέγγιση φύση οποιουδήποτε μοντέλου. Ο A. Einstein (1879-1955) είπε: «Όσο οι μαθηματικοί νόμοι περιγράφουν την πραγματικότητα, είναι αβέβαιοι και όταν παύουν να είναι αβέβαιοι, χάνουν την επαφή με την πραγματικότητα».
Η χημεία είναι μια από τις φυσικές επιστήμες που μελετά τον κόσμο γύρω μας με όλο τον πλούτο των μορφών του και την ποικιλία των φαινομένων που συμβαίνουν σε αυτόν. Η ιδιαιτερότητα της γνώσης των φυσικών επιστημών μπορεί να προσδιοριστεί από τρία χαρακτηριστικά: αλήθεια, διυποκειμενικότητα και συστηματικότητα. Η αλήθεια των επιστημονικών αληθειών καθορίζεται από την αρχή του επαρκούς λόγου: κάθε αληθινή σκέψη πρέπει να δικαιολογείται από άλλες σκέψεις των οποίων η αλήθεια έχει αποδειχθεί. Διυποκειμενικότητα σημαίνει ότι κάθε ερευνητής πρέπει να έχει τα ίδια αποτελέσματα όταν μελετά το ίδιο αντικείμενο υπό τις ίδιες συνθήκες. Η συστηματική φύση της επιστημονικής γνώσης συνεπάγεται την αυστηρή επαγωγική-απαγωγική δομή της.
Η χημεία είναι η επιστήμη των μετασχηματισμών των ουσιών. Μελετά τη σύνθεση και τη δομή των ουσιών, την εξάρτηση των ιδιοτήτων των ουσιών από τη σύνθεση και τη δομή τους, τις συνθήκες και τους τρόπους μετατροπής ορισμένων ουσιών σε άλλες. Οι χημικές αλλαγές συνδέονται πάντα με φυσικές αλλαγές. Επομένως, η χημεία συνδέεται στενά με τη φυσική. Η χημεία σχετίζεται και με τη βιολογία, αφού οι βιολογικές διεργασίες συνοδεύονται από συνεχείς χημικούς μετασχηματισμούς.
Η βελτίωση των μεθόδων έρευνας, κυρίως των πειραματικών τεχνικών, οδήγησε στη διαίρεση της επιστήμης σε όλο και πιο στενές περιοχές. Ως αποτέλεσμα, η ποσότητα και η «ποιότητα», δηλ. η αξιοπιστία των πληροφοριών έχει αυξηθεί. Ωστόσο, η αδυναμία ενός ατόμου να έχει πλήρη γνώση ακόμη και για συναφή επιστημονικά πεδία δημιούργησε νέα προβλήματα. Ακριβώς όπως στη στρατιωτική στρατηγική τα πιο αδύναμα σημεία άμυνας και επίθεσης βρίσκονται στις διασταυρώσεις των μετώπων, στην επιστήμη οι λιγότερο ανεπτυγμένες περιοχές παραμένουν εκείνες που δεν μπορούν να ταξινομηθούν με σαφήνεια. Μεταξύ άλλων λόγων, μπορεί να σημειωθεί η δυσκολία απόκτησης του κατάλληλου επιπέδου προσόντων (ακαδημαϊκός τίτλος) για επιστήμονες που εργάζονται σε τομείς του «κόμβου των επιστημών». Εκεί όμως γίνονται και οι κύριες ανακαλύψεις της εποχής μας.
Στη σύγχρονη ζωή, ιδιαίτερα στις ανθρώπινες παραγωγικές δραστηριότητες, η χημεία παίζει εξαιρετικά σημαντικό ρόλο. Δεν υπάρχει σχεδόν καμία βιομηχανία που να μην περιλαμβάνει τη χρήση της χημείας. Η φύση μας δίνει μόνο πρώτες ύλες - ξύλο, μετάλλευμα, λάδι κ.λπ. Υποβάλλοντας φυσικά υλικά σε χημική επεξεργασία, λαμβάνουμε διάφορες ουσίες απαραίτητες για τη γεωργία, τη βιομηχανική παραγωγή, την ιατρική, την καθημερινή ζωή - λιπάσματα, μέταλλα, πλαστικά, βερνίκια, χρώματα, φαρμακευτικές ουσίες, σαπούνι κ.λπ. Για την επεξεργασία των φυσικών πρώτων υλών, είναι απαραίτητο να γνωρίζουμε τους νόμους του μετασχηματισμού των ουσιών και αυτή η γνώση παρέχεται από τη χημεία. Η ανάπτυξη της χημικής βιομηχανίας είναι μια από τις σημαντικότερες προϋποθέσεις για την τεχνική πρόοδο.
Χημικά συστήματα
Αντικείμενο σπουδών στη χημεία – χημικό σύστημα . Ένα χημικό σύστημα είναι μια συλλογή ουσιών που αλληλεπιδρούν και είναι διανοητικά ή πραγματικά απομονωμένα από το περιβάλλον. Τα παραδείγματα ενός συστήματος μπορεί να είναι εντελώς διαφορετικά αντικείμενα.
Ο απλούστερος φορέας χημικών ιδιοτήτων είναι ένα άτομο - ένα σύστημα που αποτελείται από έναν πυρήνα και ηλεκτρόνια που κινούνται γύρω του. Ως αποτέλεσμα της χημικής αλληλεπίδρασης των ατόμων, σχηματίζονται μόρια (ρίζες, ιόντα, ατομικοί κρύσταλλοι) - συστήματα που αποτελούνται από πολλούς πυρήνες, στο γενικό πεδίο των οποίων κινούνται τα ηλεκτρόνια. Τα μακροσυστήματα αποτελούνται από μια συλλογή μεγάλου αριθμού μορίων - διαλύματα διαφόρων αλάτων, ένα μείγμα αερίων πάνω από την επιφάνεια ενός καταλύτη σε μια χημική αντίδραση κ.λπ.
Ανάλογα με τη φύση της αλληλεπίδρασης του συστήματος με το περιβάλλον, διακρίνονται τα ανοιχτά, τα κλειστά και τα απομονωμένα συστήματα. Ανοικτό σύστημα είναι ένα σύστημα ικανό να ανταλλάσσει ενέργεια και μάζα με το περιβάλλον του. Για παράδειγμα, όταν αναμιγνύετε σόδα με διάλυμα υδροχλωρικού οξέος σε ανοιχτό δοχείο, εμφανίζεται η ακόλουθη αντίδραση:
Na 2 CO 3 + 2HCl → 2NaCl + CO 2 + H 2 O.
Η μάζα αυτού του συστήματος μειώνεται (το διοξείδιο του άνθρακα και εν μέρει οι υδρατμοί εξατμίζονται), μέρος της θερμότητας που απελευθερώνεται δαπανάται για τη θέρμανση του περιβάλλοντος αέρα.
Κλειστό είναι ένα σύστημα που μπορεί να ανταλλάξει ενέργεια μόνο με το περιβάλλον του. Το σύστημα που συζητήθηκε παραπάνω, που βρίσκεται σε ένα κλειστό δοχείο, θα ήταν ένα παράδειγμα κλειστού συστήματος. Σε αυτή την περίπτωση, η ανταλλαγή μάζας είναι αδύνατη και η μάζα του συστήματος παραμένει σταθερή, αλλά η θερμότητα της αντίδρασης μεταφέρεται στο περιβάλλον μέσω των τοιχωμάτων του δοκιμαστικού σωλήνα.
Απομονωμένος Ένα σύστημα είναι ένα σύστημα σταθερού όγκου στο οποίο ούτε μάζα ούτε ενέργεια ανταλλάσσονται με το περιβάλλον. Η έννοια ενός απομονωμένου συστήματος είναι αφηρημένη, γιατί Στην πράξη, ένα εντελώς απομονωμένο σύστημα δεν υπάρχει.
Ένα ξεχωριστό τμήμα του συστήματος, που περιορίζεται από άλλα από τουλάχιστον μία διεπαφή, καλείται φάση . Για παράδειγμα, ένα σύστημα που αποτελείται από νερό, πάγο και ατμό περιλαμβάνει τρεις φάσεις και δύο διεπαφές (Εικ. 1.1). Η φάση μπορεί να διαχωριστεί μηχανικά από άλλες φάσεις του συστήματος.Εικ. 1.1 – Πολυφασικό σύστημα.
Η φάση δεν έχει πάντα τις ίδιες φυσικές ιδιότητες και ομοιογενή χημική σύσταση σε όλη την έκταση. Ένα παράδειγμα είναι η ατμόσφαιρα της γης. Στα κατώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας η συγκέντρωση των αερίων είναι μεγαλύτερη και η θερμοκρασία του αέρα υψηλότερη, ενώ στα ανώτερα στρώματα ο αέρας σπανίζει και η θερμοκρασία μειώνεται. Εκείνοι. Σε αυτή την περίπτωση, δεν παρατηρείται η ομοιομορφία της χημικής σύνθεσης και των φυσικών ιδιοτήτων σε όλη τη φάση. Επίσης, μια φάση μπορεί να είναι ασυνεχής, για παράδειγμα, κομμάτια πάγου που επιπλέουν στην επιφάνεια νερού, ομίχλης, καπνού, αφρού - συστήματα δύο φάσεων στα οποία η μία φάση είναι ασυνεχής.
Ένα σύστημα που αποτελείται από ουσίες στην ίδια φάση ονομάζεται ομοιογενής . Ένα σύστημα που αποτελείται από ουσίες σε διαφορετικές φάσεις και έχει τουλάχιστον μία διεπαφή ονομάζεται ετερογενής .
Οι ουσίες που συνθέτουν ένα χημικό σύστημα είναι συστατικά. Συστατικό μπορούν να διαχωριστούν από το σύστημα και να υπάρχουν έξω από αυτό. Για παράδειγμα, είναι γνωστό ότι όταν το χλωριούχο νάτριο διαλύεται στο νερό, διασπάται σε ιόντα Na + και Cl-, αλλά αυτά τα ιόντα δεν μπορούν να θεωρηθούν συστατικά ενός συστήματος - ένα διάλυμα αλατιού στο νερό, επειδή δεν μπορούν να απομονωθούν από μια δεδομένη λύση και υπάρχουν χωριστά. Τα συστατικά θα είναι νερό και χλωριούχο νάτριο.
Η κατάσταση του συστήματος καθορίζεται από τις παραμέτρους του. Οι παράμετροι μπορούν να ρυθμιστούν τόσο σε μοριακό επίπεδο (συντεταγμένες, ορμή κάθε μορίου, γωνίες δεσμών κ.λπ.) όσο και σε μακρο επίπεδο (για παράδειγμα, πίεση, θερμοκρασία).
Η δομή του ατόμου.
Σχετική πληροφορία.
Ένα από τα πρότυπα ανάπτυξης της φυσικής επιστήμης είναι η αλληλεπίδραση των φυσικών επιστημών, η διασύνδεση όλων των κλάδων της φυσικής επιστήμης. Η επιστήμη, λοιπόν, είναι ένα ενιαίο σύνολο.
Οι κύριοι τρόποι αλληλεπίδρασης είναι οι εξής:
Η μελέτη ενός θέματος ταυτόχρονα από πολλές επιστήμες (για παράδειγμα, η μελέτη του ανθρώπου).
Η χρήση από μια επιστήμη της γνώσης που αποκτάται από άλλες επιστήμες, για παράδειγμα, τα επιτεύγματα της φυσικής σχετίζονται στενά με την ανάπτυξη της αστρονομίας, της χημείας, της ορυκτολογίας, των μαθηματικών και χρησιμοποιούν τη γνώση που αποκτάται από αυτές τις επιστήμες.
Χρησιμοποιώντας τις μεθόδους μιας επιστήμης για τη μελέτη αντικειμένων και διαδικασιών μιας άλλης. Μια καθαρά φυσική μέθοδος - η μέθοδος των "επισημασμένων ατόμων" - χρησιμοποιείται ευρέως στη βιολογία, τη βοτανική, την ιατρική κ.λπ. Το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο χρησιμοποιείται όχι μόνο στη φυσική: είναι επίσης απαραίτητο για τη μελέτη ιών. Το φαινόμενο του παραμαγνητικού συντονισμού χρησιμοποιείται σε πολλούς κλάδους της επιστήμης. Σε πολλά ζωντανά αντικείμενα, η φύση περιέχει καθαρά φυσικά εργαλεία· για παράδειγμα, ένας κροταλίας έχει ένα όργανο ικανό να αντιλαμβάνεται την υπέρυθρη ακτινοβολία και να ανιχνεύει αλλαγές θερμοκρασίας του χιλιοστού του βαθμού. η νυχτερίδα έχει έναν εντοπιστή υπερήχων, που της επιτρέπει να πλοηγείται στο διάστημα και να μην προσκρούει στα τοιχώματα των σπηλαίων όπου συνήθως ζει κ.λπ.
Αλληλεπίδραση μέσω τεχνολογίας και παραγωγής, που πραγματοποιείται όπου χρησιμοποιούνται δεδομένα από διάφορες επιστήμες, για παράδειγμα, στη μηχανική οργάνων, τη ναυπηγική, το διάστημα, τον αυτοματισμό, τη στρατιωτική βιομηχανία κ.λπ.
Αλληλεπίδραση μέσω της μελέτης των γενικών ιδιοτήτων διαφόρων τύπων ύλης, ένα χαρακτηριστικό παράδειγμα της οποίας είναι η κυβερνητική - η επιστήμη του ελέγχου σε πολύπλοκα δυναμικά συστήματα οποιασδήποτε φύσης (τεχνικά, βιολογικά, οικονομικά, κοινωνικά, διοικητικά κ.λπ.) που χρησιμοποιούν ανατροφοδότηση . Η διαδικασία διαχείρισης σε αυτά πραγματοποιείται σύμφωνα με την ανατεθείσα εργασία και λαμβάνει χώρα μέχρι να επιτευχθεί ο στόχος της διαχείρισης.
Στη διαδικασία ανάπτυξης της ανθρώπινης γνώσης, η επιστήμη διαφοροποιείται όλο και περισσότερο σε ξεχωριστούς κλάδους που μελετούν συγκεκριμένα ζητήματα της πολύπλευρης πραγματικότητας. Από την άλλη πλευρά, η επιστήμη αναπτύσσει μια ενοποιημένη εικόνα του κόσμου, αντανακλώντας τα γενικά πρότυπα ανάπτυξής του, η οποία οδηγεί σε μια ευρύτερη σύνθεση των επιστημών, δηλ. ολοένα και πιο εις βάθος γνώση της φύσης. Η ενότητα του κόσμου βασίζεται στην ενότητα των επιστημών, προς την οποία η ανάπτυξη της γνώσης κατευθύνεται τελικά σε κάθε μεμονωμένη στροφή της ανθρώπινης γνώσης. Η πορεία προς την ενότητα των επιστημών βρίσκεται μέσα από την ενοποίηση των επιμέρους κλάδων της, η οποία περιλαμβάνει την ενοποίηση διαφόρων θεωριών και μεθόδων έρευνας. Έτσι, στη διαδικασία ανάπτυξης των σύγχρονων επιστημών, οι διαδικασίες διαφοροποίησης συνυφαίνονται με τις διαδικασίες ολοκλήρωσης των επιστημών: η φυσική χωρίζεται σε μηχανική, και αυτή, με τη σειρά της, σε κινηματική, δυναμική και στατική. μοριακή, ατομική, πυρηνική φυσική, θερμοδυναμική, ηλεκτρισμός, μαγνητισμός, οπτική κ.λπ. Τα ιατρικά ιδρύματα εκπαιδεύουν γιατρούς διαφόρων ειδικοτήτων: θεραπευτές, χειρουργούς, ψυχιάτρους, καρδιολόγους, οφθαλμίατρους, ουρολόγους κ.λπ. – το φάσμα των ειδικοτήτων είναι πολύ ευρύ, αλλά κάθε πτυχιούχος ιατρικού ιδρύματος είναι γιατρός.
Η διαφοροποίηση της επιστημονικής γνώσης σε ξεχωριστούς τομείς μας ενθαρρύνει να εντοπίσουμε τις απαραίτητες συνδέσεις μεταξύ τους. Πολλές επιστήμες συνόρων αναδύονται, για παράδειγμα, στα σύνορα μεταξύ φυσικής και χημείας, έχουν προκύψει νέοι κλάδοι επιστήμης: φυσική χημεία και χημική φυσική (στη Μόσχα, υπό τη Ρωσική Ακαδημία Επιστημών (RAS), υπάρχουν ινστιτούτα φυσικής χημείας και χημική φυσική); στα σύνορα μεταξύ βιολογίας και χημείας - βιοχημεία. βιολογία και φυσική – βιοφυσική. Λόγω της ενότητας της επιστήμης, η ενσωμάτωση των αρχών σε έναν από τους τομείς της συνδέεται αναγκαστικά με την ενσωμάτωση σε έναν άλλο. Συνοψίζοντας τα παραπάνω, μπορούμε να δηλώσουμε το γεγονός ότι η διαφοροποίηση και η ολοκλήρωση της φυσικής επιστήμης είναι μια ελλιπής, ανοιχτή διαδικασία. Η φυσική επιστήμη δεν είναι ένα κλειστό σύστημα και το ζήτημα της ουσίας της φυσικής επιστήμης γίνεται πιο ξεκάθαρο με κάθε νέα ανακάλυψη.
Σύμφωνα με τη γενική θεωρία των συστημάτων (GTS), η πιο σημαντική ιδιότητα συστημάτων με πολύπλοκη δομή είναι η ιεραρχία τους (από το ελληνικό hierarchia - κλιμάκιο υποταγής), που χαρακτηρίζεται από την παρουσία υποταγής ή υποταγής των υποσυστημάτων ή των δομικών επιπέδων του. Υπάρχει επίσης ιεραρχία στις φυσικές επιστήμες. Επισημάνθηκε για πρώτη φορά από τον Γάλλο φυσικό Αντρέ Αμπερέ (1775-1836), ο οποίος προσπάθησε να βρει την αρχή της φυσικής ταξινόμησης όλων των γνωστών στην εποχή του φυσικών επιστημών. Τοποθέτησε τη φυσική στην πρώτη θέση ως πιο θεμελιώδη επιστήμη.
Οι ιδέες για την υποταγή των φυσικών επιστημών συζητούνται ευρέως σήμερα. Στην περίπτωση αυτή, υπάρχουν δύο κατευθύνσεις στην επιστήμη: αναγωγισμός(από τη λατινική αναγωγή - επιστροφή), σύμφωνα με την οποία ό,τι «υψηλότερο» ανάγεται σε απλούστερο – «κατώτερο», δηλ. όλα τα βιολογικά φαινόμενα στα χημικά, και τα χημικά στα φυσικά, και ολοκλήρωσης(είναι το αντίστροφο).
Η διαφορά μεταξύ αναγωγισμού και ολοκλήρωσης βρίσκεται μόνο στην κατεύθυνση της σκέψης του επιστήμονα. Επιπλέον, η ιεραρχία των βασικών φυσικών επιστημών έχει κυκλικά κλειστό χαρακτήρα. Κυκλικότητα– αυτή είναι μια ιδιότητα εγγενής στην ίδια τη Φύση. Ας δώσουμε παραδείγματα: ο κύκλος των ουσιών στη Φύση, η αλλαγή της ημέρας και της νύχτας, η αλλαγή των εποχών, ένα φυτό, όταν πεθαίνει, αφήνει σπόρους στη Γη, από τους οποίους εμφανίζεται στη συνέχεια νέα ζωή. Επομένως, η φυσική επιστήμη, που έχει ένα μόνο αντικείμενο μελέτης - τη Φύση, που έχει αυτή την ιδιότητα, την έχει και αυτή.
ΦΥΣΙΚΕΣ ΚΑΙ ΑΝΘΡΩΠΙΣΤΙΚΕΣ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΙ
Ο πολιτισμός είναι ένα από τα πιο σημαντικά χαρακτηριστικά της ανθρώπινης ζωής. Κάθε άτομο είναι ένα πολύπλοκο βιοκοινωνικό σύστημα που υπάρχει μέσω της αλληλεπίδρασης με το περιβάλλον. Οι απαραίτητες φυσικές συνδέσεις με το περιβάλλον καθορίζουν τις ανάγκες του, οι οποίες είναι σημαντικές για την ομαλή λειτουργία, τη ζωή και την ανάπτυξή του. Ένα άτομο ικανοποιεί τις περισσότερες από τις ανάγκες του μέσω της εργασίας.
Έτσι, το σύστημα του ανθρώπινου πολιτισμού μπορεί να γίνει κατανοητό ως ο κόσμος των πραγμάτων, τα αντικείμενα που δημιούργησε ο άνθρωπος (η δραστηριότητά του, η εργασία του) ως μέρος της ιστορικής του εξέλιξης. Αφήνοντας κατά μέρος το ζήτημα της πολυπλοκότητας και της ασάφειας της έννοιας του πολιτισμού, μπορούμε να σταθούμε σε έναν από τους απλούστερους ορισμούς της. Πολιτισμός είναι το σύνολο των υλικών και πνευματικών αξιών που δημιουργεί ο άνθρωπος, καθώς και η ίδια η ανθρώπινη ικανότητα να παράγει και να χρησιμοποιεί αυτές τις αξίες.
Όπως μπορούμε να δούμε, η έννοια του πολιτισμού είναι πολύ ευρεία. Στην πραγματικότητα, καλύπτει μια άπειρη ποικιλία πολύ διαφορετικών πραγμάτων και διαδικασιών που σχετίζονται με την ανθρώπινη δραστηριότητα και τα αποτελέσματά της.Το ποικίλο σύστημα του σύγχρονου πολιτισμού, ανάλογα με τους στόχους της δραστηριότητας, συνήθως χωρίζεται σε δύο μεγάλες και στενά συνδεδεμένες περιοχές - υλικό (φυσική επιστήμη) και πνευματικός (ανθρωπιστικός) πολιτισμός .
Η θεματική περιοχή του πρώτου είναι καθαρά φυσικά φαινόμενα και ιδιότητες, συνδέσεις και σχέσεις πραγμάτων, «εργάζονται» στον κόσμο του ανθρώπινου πολιτισμού με τη μορφή φυσικών επιστημών, τεχνικών εφευρέσεων και συσκευών, σχέσεις παραγωγής κ.λπ. Ο δεύτερος τύπος του πολιτισμού (ανθρωπιστικό) καλύπτει την περιοχή των φαινομένων στα οποία αντιπροσωπεύουν τις ιδιότητες, τις συνδέσεις και τις σχέσεις των ίδιων των ανθρώπων, κοινωνικών και πνευματικών (θρησκεία, ηθική, νόμος κ.λπ.).
Σελίδα 7
Τα φαινόμενα της ανθρώπινης συνείδησης και ψυχής (σκέψη, γνώση, αξιολόγηση, θέληση, συναισθήματα, εμπειρίες κ.λπ.) ανήκουν στον κόσμο του ιδανικού, πνευματικού. Η πνευματική συνείδηση είναι πολύ σημαντική, αλλά μόνο μία από τις ιδιότητες του πολύπλοκου συστήματος που είναι ένα άτομο. Ωστόσο, ένα άτομο πρέπει να υπάρχει υλικά για να εκδηλωθεί η ικανότητά του να παράγει ιδανικά, πνευματικά πράγματα. Η υλική ζωή των ανθρώπων είναι ένας τομέας ανθρώπινης δραστηριότητας που συνδέεται με την παραγωγή αντικειμένων, πράγματα που εξασφαλίζουν την ίδια την ύπαρξη, τη δραστηριότητα ζωής ενός ατόμου και ικανοποιούν τις ανάγκες του (τροφή, ρούχα, στέγαση κ.λπ.).
Κατά τη διάρκεια της ανθρώπινης ιστορίας, πολλές γενιές έχουν δημιουργήσει έναν κολοσσιαίο κόσμο υλικού πολιτισμού. Σπίτια, δρόμοι, εργοστάσια, εργοστάσια, μεταφορές, υποδομές επικοινωνίας, καθημερινά ιδρύματα, προμήθεια τροφίμων, ρουχισμού κ.λπ. - όλα αυτά είναι οι πιο σημαντικοί δείκτες της φύσης και του επιπέδου ανάπτυξης της κοινωνίας. Από τα υπολείμματα του υλικού πολιτισμού, οι αρχαιολόγοι είναι σε θέση να προσδιορίσουν με ακρίβεια τα στάδια της ιστορικής ανάπτυξης, τα χαρακτηριστικά των κοινωνιών, των κρατών, των λαών, των εθνοτήτων και των πολιτισμών.
Η πνευματική κουλτούρα συνδέεται με δραστηριότητες που στοχεύουν στην ικανοποίηση όχι των υλικών, αλλά των πνευματικών αναγκών του ατόμου, δηλαδή τις ανάγκες για ανάπτυξη, βελτίωση του εσωτερικού κόσμου ενός ατόμου, τη συνείδησή του, την ψυχολογία, τη σκέψη, τη γνώση, τα συναισθήματα, τις εμπειρίες κ.λπ. Η ύπαρξη πνευματικών αναγκών και διακρίνει τον άνθρωπο από το ζώο. Αυτές οι ανάγκες ικανοποιούνται κατά τη διάρκεια της όχι υλικής, αλλά πνευματικής παραγωγής, στη διαδικασία της πνευματικής δραστηριότητας.
Τα προϊόντα της πνευματικής παραγωγής είναι ιδέες, έννοιες, ιδέες, επιστημονικές υποθέσεις, θεωρίες, καλλιτεχνικές εικόνες, ηθικοί κανόνες και νομικοί νόμοι, θρησκευτικές απόψεις κ.λπ., που ενσωματώνονται στα ειδικά υλικά μέσα τους. Τέτοιοι φορείς είναι η γλώσσα, τα βιβλία, τα έργα τέχνης, τα γραφικά, τα σχέδια κ.λπ.
Η ανάλυση του συστήματος του πνευματικού πολιτισμού στο σύνολό του μας επιτρέπει να προσδιορίσουμε τα ακόλουθα κύρια συστατικά του: πολιτική συνείδηση, ηθική, τέχνη, θρησκεία, φιλοσοφία, νομική συνείδηση, επιστήμη. Κάθε ένα από αυτά τα συστατικά έχει ένα συγκεκριμένο θέμα, τον δικό του τρόπο προβληματισμού, εκτελεί συγκεκριμένες κοινωνικές λειτουργίες στη ζωή της κοινωνίας και περιέχει γνωστικές και αξιολογικές πτυχές - ένα σύστημα γνώσης και ένα σύστημα αξιολογήσεων.
Σελίδα 8
Η επιστήμη είναι ένα από τα πιο σημαντικά συστατικά του υλικού και πνευματικού πολιτισμού. Η ιδιαίτερη θέση της στον πνευματικό πολιτισμό καθορίζεται από τη σημασία της γνώσης στον τρόπο ύπαρξης του ανθρώπου στον κόσμο, στην πράξη, στον υλικό και αντικειμενικό μετασχηματισμό του κόσμου.
Η επιστήμη είναι ένα ιστορικά καθιερωμένο σύστημα γνώσης των αντικειμενικών νόμων του κόσμου. Η επιστημονική γνώση, που αποκτάται βάσει μεθόδων γνώσης που έχουν δοκιμαστεί στην πράξη, εκφράζεται με διάφορες μορφές: σε έννοιες, κατηγορίες, νόμους, υποθέσεις, θεωρίες, επιστημονική εικόνα του κόσμου κ.λπ. Καθιστά δυνατή την πρόβλεψη και τη μετατροπή της πραγματικότητας σε τα συμφέροντα της κοινωνίας και των ανθρώπων.
Η σύγχρονη επιστήμη είναι ένα περίπλοκο και ποικιλόμορφο σύστημα επιμέρους επιστημονικών κλάδων, από τους οποίους υπάρχουν αρκετές χιλιάδες και οι οποίοι μπορούν να συνδυαστούν σε δύο τομείς: θεμελιώδεις και εφαρμοσμένες επιστήμες.
Οι θεμελιώδεις επιστήμες έχουν στόχο την κατανόηση των αντικειμενικών νόμων του κόσμου που υπάρχουν ανεξάρτητα από τα ενδιαφέροντα και τις ανάγκες του ανθρώπου. Αυτές περιλαμβάνουν μαθηματικές επιστήμες, φυσικές επιστήμες (μηχανική, αστρονομία, φυσική, χημεία, γεωλογία, γεωγραφία κ.λπ.), ανθρωπιστικές επιστήμες (ψυχολογία, λογική, γλωσσολογία, φιλολογία κ.λπ.). Οι θεμελιώδεις επιστήμες ονομάζονται θεμελιώδεις επειδή τα συμπεράσματα, τα αποτελέσματα και οι θεωρίες τους καθορίζουν το περιεχόμενο της επιστημονικής εικόνας του κόσμου.
Οι εφαρμοσμένες επιστήμες στοχεύουν στην ανάπτυξη τρόπων εφαρμογής της γνώσης που αποκτάται από τις θεμελιώδεις επιστήμες σχετικά με τους αντικειμενικούς νόμους του κόσμου για την κάλυψη των αναγκών και των συμφερόντων των ανθρώπων. Οι εφαρμοσμένες επιστήμες περιλαμβάνουν την κυβερνητική, τις τεχνικές επιστήμες (εφαρμοσμένη μηχανική, τεχνολογία μηχανών και μηχανισμών, υλικά αντοχής, μεταλλουργία, εξόρυξη, ηλεκτρική μηχανική, πυρηνική ενέργεια, αστροναυτική κ.λπ.), γεωργικές, ιατρικές και παιδαγωγικές επιστήμες. Στις εφαρμοσμένες επιστήμες, οι θεμελιώδεις γνώσεις αποκτούν πρακτική σημασία και χρησιμοποιούνται για την ανάπτυξη των παραγωγικών δυνάμεων της κοινωνίας, τη βελτίωση της θεματικής περιοχής της ανθρώπινης ύπαρξης και του υλικού πολιτισμού.
Υπάρχουν ευρέως διαδεδομένες ιδέες για «δύο πολιτισμούς» στην επιστήμη — τις φυσικές και τις ανθρωπιστικές επιστήμες. Σύμφωνα με τον Άγγλο ιστορικό και συγγραφέα Τσαρλς Σνόου, υπάρχει τεράστιο χάσμα μεταξύ αυτών των πολιτισμών και οι επιστήμονες που μελετούν τις ανθρωπιστικές επιστήμες και τους ακριβείς κλάδους της γνώσης όλο και περισσότερο δεν καταλαβαίνουν ο ένας τον άλλον (διαμάχες μεταξύ «φυσικών» και «λυρικών»).
Υπάρχουν δύο πτυχές σε αυτό το πρόβλημα. Το πρώτο συνδέεται με τα πρότυπα αλληλεπίδρασης μεταξύ επιστήμης και τέχνης, το δεύτερο - με το πρόβλημα της ενότητας της επιστήμης.
Σελίδα 9
Στο σύστημα του πνευματικού πολιτισμού, η επιστήμη και η τέχνη δεν αποκλείουν, αλλά προϋποθέτουν και αλληλοσυμπληρώνονται όπου μιλάμε για τη διαμόρφωση μιας ολιστικής, αρμονικής προσωπικότητας, για την πληρότητα της ανθρώπινης κοσμοθεωρίας.
Η φυσική επιστήμη, αποτελώντας τη βάση κάθε γνώσης, επηρέαζε ανέκαθεν την ανάπτυξη των ανθρωπιστικών επιστημών (μέσω μεθοδολογίας, κοσμοθεωριών, εικόνων, ιδεών κ.λπ.). Χωρίς τη χρήση των μεθόδων των φυσικών επιστημών, τα εξαιρετικά επιτεύγματα της σύγχρονης επιστήμης σχετικά με την προέλευση του ανθρώπου και της κοινωνίας, την ιστορία, την ψυχολογία κ.λπ. θα ήταν αδιανόητα. δημιουργία της θεωρίας της αυτοοργάνωσης – συνεργειών.
Έτσι, δεν είναι η αντιπαράθεση διαφορετικών «πολιτισμών στην επιστήμη», αλλά η στενή ενότητα, η αλληλεπίδραση και η αλληλοδιείσδυσή τους που είναι μια φυσική τάση της σύγχρονης επιστημονικής γνώσης.
Η ποιότητα της εκπαίδευσης των μηχανικών εξαρτάται σημαντικά από το επίπεδο της εκπαίδευσής τους στον τομέα των θεμελιωδών επιστημών: μαθηματικά, φυσική και χημεία. Ο ρόλος και η θέση της χημείας στο σύστημα των επιστημονικών κλάδων καθορίζεται από το γεγονός ότι στον τομέα της υλικής παραγωγής ένα άτομο πρέπει πάντα να ασχολείται με την ύλη.
Στην καθημερινή ζωή, παρατηρούμε ότι οι ουσίες υφίστανται διάφορες αλλαγές: ένα ατσάλινο αντικείμενο σκουριάζει σε υγρό αέρα. τα ξύλα στη σόμπα καίγονται, αφήνοντας μόνο ένα μικρό σωρό στάχτης. Η βενζίνη καίγεται σε έναν κινητήρα αυτοκινήτου, απελευθερώνοντας περίπου διακόσιες διαφορετικές ουσίες στο περιβάλλον, συμπεριλαμβανομένων τοξικών και καρκινογόνων. τα πεσμένα φύλλα των δέντρων σταδιακά αποσυντίθενται, μετατρέπονται σε χούμο κ.λπ.
Γνώση των ιδιοτήτων μιας ουσίας, της δομής, της χημικής φύσης των σωματιδίων της, των μηχανισμών της αλληλεπίδρασής τους, των πιθανών τρόπων μετατροπής μιας ουσίας σε άλλη - αυτά τα προβλήματα αποτελούν το αντικείμενο της χημείας.
Η χημεία είναι η επιστήμη των ουσιών και οι νόμοι των μετασχηματισμών τους.
Ως ένας από τους κλάδους της φυσικής επιστήμης, η χημεία σχετίζεται με άλλες φυσικές επιστήμες. Οι χημικές αλλαγές συνοδεύονται πάντα από φυσικές αλλαγές. Η ευρεία χρήση μεθόδων φυσικής έρευνας και μαθηματικών συσκευών στη χημεία την έφερε πιο κοντά στη φυσική και τα μαθηματικά. Η χημεία σχετίζεται και με τη βιολογία, αφού οι βιολογικές διεργασίες συνοδεύονται από συνεχείς χημικούς μετασχηματισμούς. Για την επίλυση γεωλογικών προβλημάτων χρησιμοποιούνται χημικές μέθοδοι. Η σύνδεση μεταξύ των διαφόρων φυσικών επιστημών είναι πολύ στενή· νέες επιστήμες προκύπτουν στα σημεία τομής των επιστημών, για παράδειγμα, η πυρηνική χημεία, η βιοχημεία, η γεωχημεία, η κοσμοχημεία κ.λπ.
Η μελέτη μιας σειράς τεχνικών προβλημάτων με χημικές μεθόδους συνδέει τη χημεία με τη μηχανική, τις τεχνικές και ειδικούς κλάδους που είναι απαραίτητοι για τις πρακτικές δραστηριότητες ενός μηχανικού. Έτσι, η παραγωγή χάλυβα και άλλων κραμάτων, καθαρών μετάλλων και ημιαγωγών, η παραγωγή προϊόντων από αυτά και η περαιτέρω χρήση τους, η λειτουργία διαφόρων μηχανισμών στα αντίστοιχα αέρια και υγρά περιβάλλοντα - όλα αυτά απαιτούν ειδική χημική γνώση και ικανότητα εφαρμογής το στην πράξη.
Δεν υπάρχει σχεδόν καμία βιομηχανία που να μην περιλαμβάνει τη χρήση της χημείας. Η φύση μας δίνει πρώτες ύλες: ξύλο, μετάλλευμα, πετρέλαιο, αέριο κ.λπ. Υποβάλλοντας τα φυσικά υλικά σε χημική επεξεργασία, ένα άτομο λαμβάνει μια ποικιλία ουσιών που είναι απαραίτητες για τη γεωργία, τη βιομηχανία και την οικιακή χρήση: λιπάσματα, μέταλλα, πλαστικά, χρώματα, φάρμακα ουσίες, σαπούνι, σόδα κ.λπ. Η ανθρωπότητα χρειάζεται χημεία για να αποκτήσει όλα όσα χρειάζεται από φυσικές ουσίες - μέταλλα, τσιμέντο και σκυρόδεμα, κεραμικά, πορσελάνη και γυαλί, καουτσούκ, πλαστικά, τεχνητές ίνες, φαρμακευτικά προϊόντα. Για τη χημική επεξεργασία των φυσικών πρώτων υλών, είναι απαραίτητο να γνωρίζουμε τους γενικούς νόμους του μετασχηματισμού των ουσιών και αυτή η γνώση παρέχεται από τη χημεία.
Στις σύγχρονες συνθήκες, όταν έχει γίνει σαφές ότι τα αποθέματα πολλών φυσικών πόρων είναι περιορισμένα και δεν αποκαθίστανται, όταν η επιβάρυνση του περιβάλλοντος από τον άνθρωπο έχει γίνει τόσο μεγάλη και η ικανότητα της φύσης να αυτοκαθαρίζεται είναι περιορισμένη, μια σειρά από έρχονται στο προσκήνιο βασικά νέα προβλήματα, η λύση των οποίων είναι αδύνατη χωρίς χημική γνώση. Αυτά περιλαμβάνουν κυρίως θέματα προστασίας του περιβάλλοντος και συμμόρφωσης με τις περιβαλλοντικές απαιτήσεις σε νέες τεχνολογικές διαδικασίες, δημιουργία κλειστών κύκλων παραγωγής και τεχνολογιών χωρίς απόβλητα, θεωρητική αιτιολόγηση και ανάπτυξη τεχνολογιών εξοικονόμησης ενέργειας και πόρων. Η εφαρμογή των απαιτήσεων για προϊόντα υψηλής ποιότητας και η αντοχή τους είναι αδιανόητη χωρίς να γίνει κατανοητό ότι ο έλεγχος της χημικής σύνθεσης είναι το πιο σημαντικό στάδιο του τεχνολογικού κύκλου. Η καταπολέμηση της διάβρωσης των υλικών και των προϊόντων που κατασκευάζονται από αυτά και οι νέες μέθοδοι επιφανειακής επεξεργασίας απαιτούν από τον μηχανικό να έχει βαθιά κατανόηση της ουσίας των χημικών διεργασιών.
Τα παραπάνω προβλήματα μπορούν να επιλυθούν από πλήρως ικανούς μηχανικούς, οι οποίοι, μαζί με άλλες εργασίες, μπορούν να κατανοήσουν και να πλοηγηθούν ανεξάρτητα ζητήματα χημικών.
Βασικές έννοιες της χημείας
Αντικείμενο μελέτης στη χημεία είναι τα χημικά στοιχεία και οι ενώσεις τους.
Ένα χημικό στοιχείο είναι ένας τύπος ατόμων με το ίδιο πυρηνικό φορτίο. Ένα άτομο είναι το μικρότερο σωματίδιο ενός στοιχείου που έχει τις χημικές του ιδιότητες.
Ένα μόριο είναι το μικρότερο σωματίδιο μιας μεμονωμένης ουσίας που μπορεί να υπάρχει ανεξάρτητη, έχει τις βασικές χημικές της ιδιότητες και αποτελείται από πανομοιότυπα ή διαφορετικά άτομα.
Εάν τα μόρια αποτελούνται από πανομοιότυπα άτομα, τότε η ουσία ονομάζεται απλή ή στοιχειώδης, για παράδειγμα He, Ar, H 2, O 2, S 4. Μια απλή ουσία είναι μια μορφή ύπαρξης ενός χημικού στοιχείου σε ελεύθερη κατάσταση. Εάν ένα μόριο μιας ουσίας αποτελείται από διαφορετικά άτομα, τότε η ουσία ονομάζεται σύμπλοκο (ή χημική ένωση), για παράδειγμα CO, H 2 O, H 3 PO 4.
Οι χημικές ιδιότητες μιας ουσίας χαρακτηρίζουν την ικανότητά της να συμμετέχει σε χημικές αντιδράσεις, δηλαδή στις διαδικασίες μετατροπής ορισμένων ουσιών σε άλλες.
Οι μάζες των ατόμων και των μορίων είναι πολύ μικρές. Για παράδειγμα, οι μάζες των μεμονωμένων ατόμων είναι 10 -24 - 10 -22 g. Οι μάζες των ατόμων και των μορίων εκφράζονται είτε σε σχετικές μονάδες (μέσω της μάζας ενός συγκεκριμένου τύπου ατόμου) είτε σε μονάδες ατομικής μάζας (amu) .
1 amu είναι το 1/12 της μάζας ενός ατόμου του ισοτόπου άνθρακα C. 1π.μ.=1,66053*10 -24 γρ.
Η τιμή σχετικής ατομικής (A r) ή μοριακής μάζας (M r) δείχνει πόσες φορές η μάζα ενός ατόμου ή μορίου είναι μεγαλύτερη από το 1/12 της μάζας ενός ατόμου του ισοτόπου άνθρακα C (κλίμακα ατομικής μάζας άνθρακα). Τα A r και M r είναι αδιάστατα. Οι τιμές A r δίνονται στον περιοδικό πίνακα στοιχείων από το D.I. Ο Μεντελέεφ κάτω από το σύμβολο του στοιχείου. Αριθμητικά, το A r και το A (amu) συμπίπτουν. Γνωρίζοντας τη σχετική ατομική μάζα, μπορείτε εύκολα να βρείτε την ατομική μάζα που εκφράζεται σε γραμμάρια. Έτσι, η μάζα ενός ατόμου άνθρακα-12 σε g είναι ίση με: 12* 1,66053*10 -24 = 1,992636*10 -23 g . Η μάζα ενός μορίου είναι ίση με το άθροισμα των μαζών των ατόμων που αποτελούν τη σύνθεσή του.
Η ποσότητα της ουσίας (n;n) είναι ο αριθμός των δομικών μονάδων (άτομα, μόρια, ιόντα, ισοδύναμα, ηλεκτρόνια κ.λπ.) στο σύστημα. Η μονάδα μέτρησης για την ποσότητα μιας ουσίας είναι το mole. Mole είναι η ποσότητα μιας ουσίας που περιέχει τόσες συγκεκριμένες δομικές μονάδες όσα άτομα περιέχονται σε 12 g του ισοτόπου άνθρακα 12 C. Ο αριθμός των δομικών μονάδων που περιέχονται σε 1 mol οποιασδήποτε ουσίας σε οποιαδήποτε κατάσταση συσσωμάτωσης είναι η σταθερά του Avogadro: N A = 6,02 * 10 23 mol -1 .
Η ποσότητα μιας ουσίας (n) ισούται με τον λόγο του αριθμού των δομικών μονάδων (άτομα, μόρια, ιόντα, ισοδύναμα, ηλεκτρόνια κ.λπ.) στο σύστημα (Ν) προς τον αριθμό τους σε 1 mol της ουσίας (N A ):
Μοριακή μάζα (Μ) είναι η μάζα 1 mol μιας ουσίας, ίση με την αναλογία της μάζας της ουσίας (m) προς την ποσότητα της (n):
Η βασική μονάδα μοριακής μάζας είναι g/mol (kg/mol). Η μοριακή μάζα μιας ουσίας, εκφρασμένη σε γραμμάρια, είναι αριθμητικά ίση με τη σχετική μοριακή μάζα αυτής της ουσίας.
Μοριακός όγκος (V m) είναι ο όγκος που καταλαμβάνει 1 mole μιας αέριας ουσίας, ίσος με την αναλογία του όγκου μιας αέριας ουσίας (V) προς την ποσότητά της():
Στο αρ. (273,15 K και 101,325 kPa) για οποιαδήποτε ουσία σε αέρια κατάσταση V m = 22,4 l/mol.
Ένα ισοδύναμο (Ε) είναι ένα πραγματικό ή πλασματικό σωματίδιο μιας ουσίας που μπορεί να αντικαταστήσει, να προσθέσει, να απελευθερώσει ή να είναι με άλλο τρόπο ισοδύναμο με ένα ιόν υδρογόνου σε αντιδράσεις οξέος-βάσης ή ιοντοανταλλαγής ή ένα ηλεκτρόνιο σε αντιδράσεις οξειδοαναγωγής(OVR). Το ισοδύναμο είναι αδιάστατο, η σύνθεσή του εκφράζεται χρησιμοποιώντας σημεία και τύπους με τον ίδιο τρόπο όπως στην περίπτωση μορίων, ατόμων ή ιόντων.
Για να προσδιορίσουμε τους τύπους του ισοδύναμου μιας ουσίας και να γράψουμε σωστά τον χημικό τύπο της, πρέπει να προχωρήσουμε από τη συγκεκριμένη αντίδραση στην οποία εμπλέκεται η ουσία.
Ας δούμε μερικά παραδείγματα ορισμού ενός ισοδύναμου τύπου:
Α. 2NaOH+H 2 SO 4 = 2H 2 O + Na 2 SO 4.
Σύντομη ιοντική-μοριακή εξίσωση της διαδικασίας:
2OH - +2H + =2H2O.
Αυτή η αντίδραση ανταλλαγής ιόντων περιλαμβάνει δύο ιόντα υδρογόνου. Για ένα ιόν υδρογόνου υπάρχει:
NaOH+1/2H2SO4 =H2O+1/2Na2SO4,
εκείνοι. ένα ιόν υδρογόνου αντιστοιχεί σε: ένα μόριο NaOH, 1/2 μόριο H 2 SO 4, ένα μόριο H 2 O, 1/2 μόριο Na 2 SO 4, επομένως E(NaOH) = NaOH; E(H2SO4) = 1/2H2SO4; Ε(Η2Ο)=Η2Ο; E(Na 2 SO 4) = 1/2Na 2 SO 4.
Β. Zn+2HCl=ZnCl 2 +H 2
Ιόντων-ηλεκτρονικές εξισώσεις διεργασιών οξείδωσης και αναγωγής:
Αυτό το ORR περιλαμβάνει δύο ηλεκτρόνια. Για ένα ηλεκτρόνιο υπάρχει:
1/2Zn+HCl=1/2ZnCl 2 +1/2H2,
εκείνοι. ένα ηλεκτρόνιο αντιστοιχεί στο 1/2 ενός ατόμου Zn, ένα μόριο HCl, 1/2 μόριο ZnCl 2 και 1/2 μόριο H 2, επομένως E(Zn) = 1/2Zn. E(HCl) = HCl; E(ZnCl 2) = 1/2ZnCl 2; E(H 2) = 1/2H 2.
Ο αριθμός που δείχνει ποιο κλάσμα ενός πραγματικού σωματιδίου είναι ισοδύναμο με ένα ιόν υδρογόνου ή ένα ηλεκτρόνιο ονομάζεται συντελεστής ισοδυναμίας f e. Για παράδειγμα, στις αντιδράσεις που εξετάζουμε, f e (Zn) = 1/2, f e (NaOH) = 1.
Για αντιδράσεις οξειδοαναγωγής, χρησιμοποιείται η έννοια "ισοδύναμος αριθμός" (Z), ο οποίος είναι ίσος με τον αριθμό των ηλεκτρονίων που συνδέονται από ένα μόριο ενός οξειδωτικού παράγοντα ή που δωρίζονται από ένα μόριο ενός αναγωγικού παράγοντα.
Μοριακό ισοδύναμο είναι η ποσότητα μιας ουσίας που περιέχει 6,02*10 23 ισοδύναμα. Η μάζα ενός γραμμομοριακού ισοδυνάμου μιας ουσίας ονομάζεται μοριακή μάζα της ισοδύναμης ουσίας (M e),μετράται σε g/mol και υπολογίζεται χρησιμοποιώντας τους τύπους:
M e =m/n e; M e =f e *M,
όπου M είναι η μοριακή μάζα της ουσίας, g/mol. ν e – ποσότητα ισοδύναμου ουσίας, mol.
Για να υπολογίσετε το ισοδύναμο μοριακής μάζας μιας ουσίας, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τους ακόλουθους τύπους:
1. Για μια απλή ουσία:
M e = M A / B, f e = 1 / B,
όπου M A είναι η μοριακή μάζα των ατόμων μιας δεδομένης ουσίας. B είναι το σθένος του ατόμου, για παράδειγμα, M e (Al) = 27/3 = 9 g/mol.
2. Για μια σύνθετη ουσία:
M e =M/B*n, f e = 1/B*n,
όπου B είναι το σθένος της συναρτησιακής ομάδας. n είναι ο αριθμός των λειτουργικών ομάδων στον τύπο ενός μορίου ουσίας.
Για τα οξέα, η λειτουργική ομάδα είναι ένα ιόν υδρογόνου, για τις βάσεις - ένα ιόν υδροξυλίου, για τα άλατα - ένα ιόν μετάλλου, για τα οξείδια - ένα στοιχείο που σχηματίζει οξείδιο.
Μ ε οξύ = Μ οξύ / βασικότητα οξέος.
Η βασικότητα ενός οξέος καθορίζεται από τον αριθμό των πρωτονίων που αποδίδει ένα μόριο οξέος όταν αντιδρά με μια βάση..
Για παράδειγμα, Me (H2SO4) = 98/2 = 49 g/mol.
M e της βάσης = M της βάσης / οξύτητα της βάσης.
Η οξύτητα μιας βάσης καθορίζεται από τον αριθμό των πρωτονίων που προστίθενται στο μόριο βάσης όταν αυτό αλληλεπιδρά με το οξύ.
Για παράδειγμα, M e (NaOH) = 40/1 = 40 g/mol.
M e salt = M salt / (αριθμός ατόμων μετάλλου * μεταλλικό σθένος).
Για παράδειγμα, Me (Al2 (SO 4) 3) = 342/(2*3) = 57 g/mol.
M e oxide = M oxide / (αριθμός ατόμων του στοιχείου που σχηματίζει οξείδιο * σθένος του στοιχείου).
Για παράδειγμα, M e (Al 2 O 3) = 102/(2*3) = 17 g/mol.
Γενικά, το ισοδύναμο μοριακής μάζας μιας χημικής ένωσης είναι ίσο με το άθροισμα των ισοδυνάμων μοριακής μάζας των συστατικών της μερών.
3. Για έναν οξειδωτικό παράγοντα, έναν αναγωγικό παράγοντα:
όπου Z είναι ο ισοδύναμος αριθμός (Z=1/f e).
Όπως είναι γνωστό, ένα mole οποιουδήποτε αερίου υπό κανονικές συνθήκες (T=273,15 K, P=101,325 kPa ή 760 mmHg) καταλαμβάνει όγκο ίσο με 22,4 λίτρα. αυτός ο όγκος ονομάζεται μοριακός όγκος V m. Με βάση αυτή την τιμή, είναι δυνατός ο υπολογισμός του όγκου ενός γραμμομοριακού ισοδυνάμου αερίου (V e, l/mol) υπό κανονικές συνθήκες. Για παράδειγμα, για το υδρογόνο E(H 2) = 1/2H 2, ένα γραμμομοριακό ισοδύναμο υδρογόνου είναι δύο φορές μικρότερο από το mole των μορίων του και επομένως ο όγκος ενός γραμμομοριακού ισοδυνάμου υδρογόνου είναι επίσης δύο φορές μικρότερος από τον μοριακό του όγκο: 22,4 l/2 = 11, 2 l. Για οξυγόνο E(O 2) = 1/4 O 2, επομένως ο όγκος ενός mol ισοδύναμου οξυγόνου είναι τέσσερις φορές μικρότερος από τον μοριακό του όγκο: 22,4 l/4 = 5,6 l.
Γενικά: V e =f e *V m; V e = V/ .
Βασικοί νόμοι της χημείας
1. Νόμος διατήρησης μάζας ουσιών(M.V. Lomonosov; 1756):
η μάζα των ουσιών που εισέρχονται στην αντίδραση είναι ίση με τη μάζα των ουσιών που σχηματίζονται ως αποτέλεσμα της αντίδρασης.
2. Νόμος της σταθερότητας της σύνθεσης.
Έχει διαφορετικές συνθέσεις:
Η σύνθεση της μοριακής δομής των ενώσεων είναι σταθερή ανεξάρτητα από τη μέθοδο παρασκευής (μια πιο ακριβή σύγχρονη σύνθεση).
- οποιαδήποτε σύνθετη ουσία, ανεξάρτητα από τη μέθοδο παρασκευής της, έχει σταθερή ποιοτική και ποσοτική σύσταση;
Οι αναλογίες μεταξύ των μαζών των στοιχείων που συνθέτουν μια δεδομένη ένωση είναι σταθερές και δεν εξαρτώνται από τη μέθοδο λήψης αυτής της ένωσης.
3. Νόμος των Πολλαπλών(Dalton, 1803):
αν δύο στοιχεία σχηματίζουν πολλές χημικές ενώσεις μεταξύ τους, τότε οι μάζες ενός από τα στοιχεία που εμπίπτουν σε αυτές τις ενώσεις στην ίδια μάζα του άλλου σχετίζονται μεταξύ τους ως μικροί ακέραιοι.
Ο νόμος μαρτυρούσε ότι στοιχεία περιλαμβάνονται στις ενώσεις μόνο σε ορισμένες μερίδες και επιβεβαίωσε ατομικιστικές ιδέες. Η μικρότερη ποσότητα ενός στοιχείου που εισέρχεται σε μια ένωση είναι ένα άτομο. Κατά συνέπεια, μόνο ένας ακέραιος αριθμός ατόμων μπορεί να εισέλθει σε μια ένωση, και όχι ένα κλασματικό. Για παράδειγμα, οι αναλογίες μάζας C:O στα οξείδια CO 2 και CO είναι 12:32 και 12:16. Επομένως, η αναλογία μάζας του οξυγόνου που σχετίζεται με τη σταθερή μάζα του άνθρακα σε CO 2 και CO είναι 2:1.
4. Νόμος των ογκομετρικών σχέσεων(Ο νόμος του Gay-Lussac):
Οι όγκοι των αερίων που αντιδρούν σχετίζονται μεταξύ τους και με τους όγκους των αέριων προϊόντων της αντίδρασης που προκύπτουν ως μικροί ακέραιοι αριθμοί.
5.Ο νόμος του Avogadro( 1811) :
ίσοι όγκοι οποιωνδήποτε αερίων που λαμβάνονται στην ίδια θερμοκρασία και στην ίδια πίεση περιέχουν τον ίδιο αριθμό μορίων.Η σταθερά του Avogadro N A = 6,02*10 23 mol -1 – ο αριθμός των δομικών μονάδων σε ένα mol μιας ουσίας.
Συμπεράσματα από το νόμο του Avogadro:
ΕΝΑ) σε μια ορισμένη θερμοκρασία και πίεση, 1 mole οποιασδήποτε ουσίας σε αέρια κατάσταση καταλαμβάνει τον ίδιο όγκο.
β) στο αρ. (273,15 K και 101,325 kPa) ο μοριακός όγκος (V m) οποιουδήποτε αερίου είναι 22,4 L mol.
6. Εξίσωση κατάστασης ιδανικού αερίου - Mendeleev-Clapeyron:
όπου P – πίεση αερίου, Pa; V – όγκος αερίου, m3; m – μάζα ουσίας, g; M είναι η μοριακή του μάζα, g/mol. T – απόλυτη θερμοκρασία, K; R είναι η καθολική σταθερά αερίου ίση με 8,314 J/mol*K.
7. Νόμος των μερικών πιέσεων(νόμος Dalton):
Η πίεση ενός μείγματος αερίων που δεν αλληλεπιδρούν χημικά μεταξύ τους είναι ίση με το άθροισμα των μερικών πιέσεων των αερίων που αποτελούν το μείγμα.
8. Νόμος των ισοδυνάμων.
Έχει διάφορες συνθέσεις:
1) οι μάζες των ουσιών που συμμετέχουν στην αντίδραση είναι ανάλογες με τις ισοδύναμες μοριακές τους μάζες:
m 1 / m 2 = M E1 / M E2 = ...;
2) όλες οι ουσίες αντιδρούν μεταξύ τους σε ισοδύναμες ποσότητες,εκείνοι. ο αριθμός των γραμμομορίων ισοδύναμων ουσιών που συμμετέχουν στην αντίδραση είναι ίσος μεταξύ τους:
ν e1 =ν e2 = …;
m 1 / M E1 = m 2 / M E2 =…. .
3) για ουσίες που αντιδρούν σε διάλυμα, νόμος των ισοδυνάμωνγράφεται ως εξής:
S E 1 *V 1 =C E 2 *V 2,
όπου SE 1, SE 2 είναι κανονικές συγκεντρώσεις ή μοριακές συγκεντρώσεις του ισοδύναμου του πρώτου και του δεύτερου διαλύματος, mol/l. V 1 και V 2 – όγκοι διαλυμάτων που αντιδρούν, l.
