En av de vetenskaper som kombinerar innehållet i natur- och samhällsvetenskapliga discipliner är gerontologi. Denna vetenskap studerar åldrandet av levande organismer, inklusive människor.
Å ena sidan är föremålet för dess studie bredare än föremålet för många vetenskapliga discipliner som studerar människan, och å andra sidan sammanfaller det med deras föremål.
Samtidigt fokuserar gerontologin främst på åldrandeprocessen för levande organismer i allmänhet och människor i synnerhet, vilket är dess ämne. Det är hänsynen till studieobjektet och studieämnet som gör det möjligt att se både det allmänna och det specifika av vetenskapliga discipliner som studerar en person.
Eftersom föremålet för studien av gerontologi är levande organismer som håller på att åldras, kan vi säga att denna vetenskap är både en naturvetenskaplig och samhällsvetenskaplig disciplin. I det första fallet bestäms dess innehåll av organismernas biologiska natur, i det andra - av en persons biopsykosociala egenskaper, som är i dialektisk enhet, interaktion och interpenetration.
En av de grundläggande naturvetenskapliga disciplinerna som har en direkt koppling till socialt arbete (och naturligtvis med gerontologi) är medicinen. Detta område av vetenskap (och samtidigt praktisk verksamhet) syftar till att bevara och stärka människors hälsa, förebygga och behandla sjukdomar. Med ett omfattande system av grenar löser medicinen i sin vetenskapliga och praktiska verksamhet problemen med att upprätthålla hälsan och behandla äldre. Dess bidrag till denna heliga sak är enormt, vilket bevisas av mänsklighetens praktiska erfarenhet.
Det bör också noteras att den särskilda betydelsen geriatri som en gren av klinisk medicin som studerar egenskaperna hos sjukdomar hos äldre och senila och utvecklar metoder för behandling och förebyggande av dessa.
Både gerontologi och medicin bygger på kunskap biologi som en uppsättning vetenskaper om levande natur (en enorm variation av utdöda levande varelser som nu bor på jorden), om deras struktur och funktioner, ursprung, distribution och utveckling, relationer med varandra och med den livlösa naturen. Biologins data är den naturvetenskapliga grunden för kunskapen om naturen och människans plats i den.
Av otvivelaktigt intresse är frågan om förhållandet mellan socialt arbete och rehabilitering, som spelar en allt större roll i teoretisk forskning och praktisk verksamhet. I sin mest allmänna form kan rehabiliteringsologi definieras som en doktrin, vetenskapen om rehabilitering som en ganska omfattande och komplex process.
Rehabilitering (från senlatin rehabilitering -återställande) betyder: för det första, återställandet av ett gott namn, tidigare rykte; återställande av tidigare rättigheter, inklusive genom administrativa och rättsliga förfaranden (till exempel rehabilitering av de förtryckta); för det andra att de tilltalade (främst till minderåriga) ansöker om åtgärder av pedagogisk karaktär eller påföljder som inte har samband med frihetsberövande, för att rätta till dem. för det tredje en uppsättning medicinska, juridiska och andra åtgärder som syftar till att återställa eller kompensera för nedsatt kroppsfunktion och arbetsförmåga hos patienter och funktionshindrade.
Tyvärr anger representanter för branschspecifika, specifika vetenskapliga discipliner inte alltid (och tar hänsyn till) den senare typen av rehabilitering. Även om social rehabilitering är av största vikt i människors liv (återställande av individens grundläggande sociala funktioner, social institution, social grupp, deras sociala roll som subjekt i samhällets huvudsfärer). Innehållsmässigt omfattar social rehabilitering, i huvudsak i koncentrerad form, alla aspekter av rehabilitering. Och i det här fallet kan det betraktas som social rehabilitering i vid mening, det vill säga inklusive alla typer av människors livsaktiviteter. Vissa forskare pekar ut den så kallade yrkesinriktade rehabiliteringen, som ingår i social rehabilitering. Mer exakt skulle denna typ av social och arbetskraftsrehabilitering kunna kallas.
Således är rehabilitering ett av de viktigaste områdena, teknologier inom socialt arbete.
För att tydliggöra förhållandet mellan socialt arbete och rehabilitering som vetenskapliga områden är det viktigt att förstå det senares objekt och ämne.
Objektet för rehabilitering är vissa grupper av befolkningen, individer och skikt som behöver återställa sina rättigheter, rykte, socialisering och resocialisering, återställa hälsa i allmänhet eller försämrade individuella funktioner i kroppen. Ämnet för rehabiliteringsstudier är de specifika aspekterna av rehabiliteringen av dessa grupper, studiet av mönster för rehabiliteringsprocesser. En sådan förståelse av rehabilitologins objekt och ämne visar dess nära samband med socialt arbete, både som vetenskap och som en specifik typ av praktisk verksamhet.
Socialt arbete är den metodologiska basen för rehabilitering. Utföra funktionen att utveckla och teoretiskt systematisera kunskap om den sociala sfären (tillsammans med sociologi), analysera befintliga former och metoder för socialt arbete, utveckla optimala teknologier för att lösa sociala problem för olika objekt (individer, familjer, grupper, skikt, gemenskaper av människor). ), bidrar socialt arbete som vetenskap till - direkt eller indirekt - lösningen av frågor som är rehabiliteringens kärna, innehåll.
Det nära sambandet mellan socialt arbete och rehabilitering som vetenskaper bestäms också av att de i huvudsak är tvärvetenskapliga, universella till sitt innehåll. Denna koppling, förresten, vid Moskva State University of Service var också organisatoriskt betingad: inom ramen för fakulteten för socialt arbete 1999 öppnades en ny avdelning - medicinsk och psykologisk rehabilitering. Mediko-psykologisk rehabilitering och nu (efter omvandlingen av institutionen) förblir den viktigaste strukturella enheten vid institutionen för psykologi.
På tal om socialt arbetes metodologiska roll för rehabiliteringens utformning och funktion, bör man också ta hänsyn till kunskapens inflytande inom rehabiliteringsområdet på socialt arbete. Denna kunskap bidrar inte bara till konkretiseringen av socialt arbetes begreppsapparat, utan också till att berika förståelsen av de mönster som socionomer studerar och avslöjar.
Rörande tekniska vetenskaper, då förknippas socialt arbete med dem genom informatiseringsprocessen, eftersom insamling, generalisering och analys av information inom området socialt arbete utförs med hjälp av datorteknik, och spridning, assimilering och tillämpning av kunskap och färdigheter - andra tekniska medel, visuell agitation, demonstration av olika anordningar och anordningar, speciella kläder och skor, etc., utformade för att underlätta självbetjäning, rörelse längs gatan, hushållning etc. för vissa kategorier av befolkningen - pensionärer, funktionshindrade , etc.
Tekniska vetenskaper är viktiga för att skapa en lämplig infrastruktur som ger möjlighet att förbättra effektiviteten av alla typer och områden av socialt arbete, inklusive infrastrukturen för olika livssfärer som specifika objekt för socialt arbete.
Kemi - Vetenskapen om omvandlingar av ämnen i samband med en förändring i atomkärnors elektroniska miljö. I denna definition är det nödvändigt att ytterligare förtydliga termerna "substans" och "vetenskap".
Enligt Chemical Encyclopedia:
Ämne En typ av materia som har en vilomassa. Den består av elementarpartiklar: elektroner, protoner, neutroner, mesoner, etc. Kemistudier huvudsakligen materia organiserad i atomer, molekyler, joner och radikaler. Sådana ämnen delas vanligtvis in i enkla och komplexa (kemiska föreningar). Enkla ämnen bildas av atomer av en kemikalie. element och därför är en form av dess existens i fritt tillstånd, till exempel svavel, järn, ozon, diamant. Komplexa ämnen bildas av olika grundämnen och kan ha en konstant sammansättning.
Det finns många skillnader i tolkningen av begreppet "vetenskap". René Descartes (1596-1650) uttalande är ganska tillämpligt här: "Definiera betydelsen av ord, och du kommer att rädda mänskligheten från hälften av dess vanföreställningar." Vetenskap det är vanligt att kalla sfären för mänsklig aktivitet, vars funktion är utveckling och teoretisk schematisering av objektiv kunskap om verkligheten; en kulturgren som inte fanns vid alla tidpunkter och inte bland alla folk. Den kanadensiske filosofen William Hatcher definierar modern vetenskap som "ett sätt att känna till den verkliga världen, inklusive både den verklighet som de mänskliga sinnena känner och den osynliga verkligheten, ett sätt att veta baserat på att bygga testbara modeller av denna verklighet." En sådan definition ligger nära förståelsen av vetenskap av akademiker V.I. Vernadsky, den engelske matematikern A. Whitehead och andra kända vetenskapsmän.
I vetenskapliga modeller av världen särskiljs vanligtvis tre nivåer, som i en viss disciplin kan representeras i ett annat förhållande:
* empiriskt material (experimentella data);
* idealiserade bilder (fysiska modeller);
*matematisk beskrivning (formler och ekvationer).
Visuell modell övervägande av världen leder oundvikligen till approximation av vilken modell som helst. A. Einstein (1879-1955) sa "Så länge som matematiska lagar beskriver verkligheten är de obestämda, och när de upphör att vara obestämda tappar de kontakten med verkligheten."
Kemi är en av de naturvetenskaper som studerar världen omkring oss med alla dess former och mångfalden av fenomen som förekommer i den. Det specifika med naturvetenskaplig kunskap kan definieras av tre egenskaper: sanning, intersubjektivitet och konsistens. Sanningen om vetenskapliga sanningar bestäms av principen om tillräckligt förnuft: varje sann tanke måste rättfärdigas av andra tankar, vars sanning har bevisats. Intersubjektivitet innebär att varje forskare ska få samma resultat när man studerar samma objekt under samma förhållanden. Den vetenskapliga kunskapens systematiska karaktär antyder dess strikta induktiv-deduktiva struktur.
Kemi är vetenskapen om omvandling av ämnen. Den studerar ämnens sammansättning och struktur, ämnens egenskapers beroende av deras sammansättning och struktur, villkoren och sätten att omvandla ett ämne till ett annat. Kemiska förändringar är alltid förknippade med fysiska förändringar. Därför är kemi nära relaterad till fysik. Kemi är också relaterat till biologi, eftersom biologiska processer åtföljs av kontinuerliga kemiska omvandlingar.
Förbättringen av forskningsmetoder, främst experimentell teknik, ledde till att vetenskapen delades upp i allt snävare områden. Som ett resultat kommer kvantiteten och "kvaliteten", d.v.s. informationens tillförlitlighet har ökat. Men omöjligheten för en person att ha fullständig kunskap även för närliggande vetenskapliga områden har skapat nya problem. Precis som inom militärstrategin de svagaste punkterna för försvar och offensiv befinner sig i gränslandet mellan fronter, förblir inom vetenskapen de minst utvecklade områdena de som inte entydigt kan klassificeras. Bland andra skäl kan man också notera svårigheten att erhålla lämplig kvalifikationsnivå (akademisk examen) för forskare som arbetar inom områdena "vetenskapernas knutpunkt". Men vår tids främsta upptäckter görs också där.
I det moderna livet, särskilt i mänsklig produktion, spelar kemi en extremt viktig roll. Det finns nästan ingen industri som inte är relaterad till användningen av kemi. Naturen ger oss bara råvaror - trä, malm, olja etc. Genom att utsätta naturmaterial för kemisk bearbetning får de olika ämnen som behövs för jordbruk, industriproduktion, medicin, vardagsliv - gödningsmedel, metaller, plaster, fernissor, färger, medicin ämnen, tvål etc. För bearbetning av naturliga råvaror är det nödvändigt att känna till lagarna för omvandling av ämnen, och denna kunskap tillhandahålls av kemi. Utvecklingen av den kemiska industrin är en av de viktigaste förutsättningarna för tekniska framsteg.
Kemiska system
Studieobjekt i kemi - kemiska systemet . Ett kemiskt system är en samling ämnen som interagerar och är mentalt eller faktiskt isolerade från miljön. Helt olika objekt kan fungera som exempel på ett system.
Den enklaste bäraren av kemiska egenskaper är en atom - ett system som består av en kärna och elektroner som rör sig runt den. Som ett resultat av den kemiska interaktionen mellan atomer bildas molekyler (radikaler, joner, atomkristaller) - system som består av flera kärnor, i det allmänna fältet för vilka elektroner rör sig. Makrosystem består av en kombination av ett stort antal molekyler - lösningar av olika salter, en blandning av gaser ovanför ytan av en katalysator i en kemisk reaktion, etc.
Beroende på typen av interaktion mellan systemet och omgivningen, särskiljs öppna, slutna och isolerade system. öppna system Ett system kallas ett system som kan utbyta energi och massa med omgivningen. Till exempel, när läsk blandas i ett öppet kärl med en lösning av saltsyra, fortsätter reaktionen:
Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + CO2 + H2O.
Massan av detta system minskar (koldioxid och delvis vattenånga avgår), en del av den frigjorda värmen går åt till att värma omgivande luft.
Stängd Ett system kallas ett system som bara kan utbyta energi med miljön. Det ovan diskuterade systemet, placerat i ett slutet kärl, kommer att vara ett exempel på ett slutet system. I detta fall är massutbyte omöjligt och systemets massa förblir konstant, men reaktionsvärmen genom provrörets väggar överförs till omgivningen.
Isolerat Ett system är ett system med konstant volym där det inte sker något utbyte av massa eller energi med omgivningen. Konceptet med ett isolerat system är abstrakt, eftersom I praktiken existerar inte ett helt isolerat system.
En separat del av systemet, begränsad från andra av minst ett gränssnitt, anropas fas . Till exempel inkluderar ett system bestående av vatten, is och ånga tre faser och två gränssnitt (Fig. 1.1). Fasen kan separeras mekaniskt från de andra faserna i systemet.Fig.1.1 - Flerfassystem.
Inte alltid fasen genom samma fysikaliska egenskaper och enhetlig kemisk sammansättning. Ett exempel är jordens atmosfär. I de lägre skikten av atmosfären är koncentrationen av gaser högre, och lufttemperaturen är högre, medan i de övre skikten försållas luften och temperaturen sjunker. De där. homogeniteten hos den kemiska sammansättningen och fysikaliska egenskaper under hela fasen observeras inte i detta fall. Fasen kan också vara diskontinuerlig, till exempel isbitar som flyter på vattenytan, dimma, rök, skum - tvåfassystem där en fas är diskontinuerlig.
Ett system som består av ämnen i samma fas kallas homogen . Ett system som består av ämnen i olika faser och som har minst ett gränssnitt kallas heterogen .
De ämnen som utgör ett kemiskt system är komponenterna. Komponent kan isoleras från systemet och existera utanför det. Till exempel är det känt att när natriumklorid löses i vatten sönderdelas den till Na + och Cl - joner, men dessa joner kan inte betraktas som komponenter i systemet - en saltlösning i vatten, eftersom de kan inte isoleras från en given lösning och existerar separat. Ingredienserna är vatten och natriumklorid.
Systemets tillstånd bestäms av dess parametrar. Parametrar kan ställas in både på molekylär nivå (koordinater, rörelsemängd för var och en av molekylerna, bindningsvinklar, etc.) och på makronivå (till exempel tryck, temperatur).
Atomens struktur.
Liknande information.
En av regelbundenheterna i naturvetenskapens utveckling är naturvetenskapernas samverkan, sammankopplingen av alla naturvetenskapliga grenar. Vetenskapen är alltså en enda enhet.
De viktigaste sätten för interaktion är följande:
Studiet av ett ämne samtidigt av flera vetenskaper (till exempel studiet av människan);
Användningen av en vetenskap av kunskap som erhållits av andra vetenskaper, till exempel fysikprestationer är nära besläktade med utvecklingen av astronomi, kemi, mineralogi, matematik och använda kunskapen som uppnåtts av dessa vetenskaper;
Att använda en vetenskaps metoder för att studera objekt och processer i en annan. En rent fysisk metod - metoden för "taggade atomer" - används flitigt inom biologi, botanik, medicin etc. Elektronmikroskopet används inte bara inom fysiken: det är också nödvändigt för studier av virus. Fenomenet paramagnetisk resonans finner tillämpning inom många vetenskapsgrenar. I många levande föremål har naturen rent fysiska verktyg, till exempel har en skallerorm ett organ som kan uppfatta infraröd strålning och fånga temperaturförändringar med en tusendels grad; fladdermusen har en ultraljudslokaliserare som gör att den kan navigera i rymden och inte stöta in i väggarna i grottorna där den vanligtvis bor, etc.;
Interaktion genom teknik och produktion, utförd där data från flera vetenskaper används, till exempel inom instrumenttillverkning, skeppsbyggnad, rymd, automation, militärindustri etc.;
Interaktion genom studiet av de allmänna egenskaperna hos olika typer av materia, ett levande exempel på det är cybernetik - vetenskapen om kontroll i komplexa dynamiska system av alla slag (tekniska, biologiska, ekonomiska, sociala, administrativa, etc.) som använder feedback . Ledningsprocessen i dem genomförs i enlighet med uppgiften och fortsätter tills förvaltningsmålet är uppnått.
I processen för utveckling av mänsklig kunskap differentieras vetenskapen alltmer i separata grenar som studerar särskilda frågor om mångfacetterad verklighet. Å andra sidan utvecklar vetenskapen en enhetlig bild av världen, som återspeglar de allmänna mönstren för dess utveckling, vilket leder till en bredare syntes av vetenskaper, d.v.s. allt djupare förståelse för naturen. Världens enhet ligger till grund för vetenskapernas enhet, mot vilken kunskapsutvecklingen ytterst riktas mot varje enskild spole av mänsklig kunskap. Vägen till vetenskapernas enhet ligger genom integreringen av dess individuella grenar, vilket innebär integration av olika teorier och forskningsmetoder. Sålunda, i den moderna vetenskapens utvecklingsprocess, är differentieringsprocesserna sammanflätade med vetenskapernas integrationsprocesser: fysiken är uppdelad i mekanik, och det i sin tur i kinematik, dynamik och statik; molekylär, atomär, kärnfysik, termodynamik, elektricitet, magnetism, optik, etc.; medicinska institut utbildar läkare av olika specialiteter: terapeuter, kirurger, psykiatriker, kardiologer, ögonläkare, urologer, etc. – Utbudet av specialiseringar är mycket brett, men alla utexaminerade från ett medicinskt institut är läkare.
Differentieringen av vetenskaplig kunskap i separata områden uppmuntrar identifieringen av de nödvändiga kopplingarna mellan dem. Många gränsvetenskaper växer fram, till exempel har nya vetenskapsgrenar dykt upp på gränsen mellan fysik och kemi: fysikalisk kemi och kemisk fysik (det finns institut för fysikalisk kemi och kemisk fysik vid Ryska vetenskapsakademin (RAS) i Moskva) ; på gränsen mellan biologi och kemi - biokemi; biologi och fysik - biofysik. I kraft av vetenskapens enhet är integreringen av principer inom ett av dess områden nödvändigtvis sammankopplad med integrationen inom ett annat. Sammanfattningsvis kan vi konstatera att differentieringen och integrationen av naturvetenskap är en ofullständig, öppen process. Naturvetenskap är inte ett slutet system, och frågan om naturvetenskapens väsen blir tydligare för varje ny upptäckt.
Enligt General Systems Theory (GTS) är den viktigaste egenskapen hos system med en komplex struktur deras hierarki (från den grekiska hierarkin - underordningsstege), kännetecknad av närvaron av underordning eller underordning av dess undersystem eller strukturella nivåer. Hierarki finns också inom naturvetenskapen. För första gången påpekades det av den franske fysikern André Ampère (1775-1836), som försökte hitta principen om naturlig klassificering av alla de naturvetenskaper som var kända på sin tid. Han placerade fysiken på första plats som en mer grundläggande vetenskap.
Idéer om naturvetenskapernas underordning diskuteras flitigt idag. Samtidigt finns det två områden inom vetenskapen: reduktionism(från den latinska reduktionen - retur), enligt vilken allt "högre" reduceras till ett enklare - "lägre", d.v.s. alla biologiska fenomen till kemiska, och kemiska till fysikaliska, och integratism(allt är tvärtom).
Skillnaden mellan reduktionism och integratism ligger endast i rörelseriktningen för vetenskapsmannens tanke. Dessutom har de huvudsakliga naturvetenskapernas hierarki en cykliskt sluten karaktär. cyklikalitetär en egenskap som är inneboende i naturen själv. Låt oss ge exempel: kretsloppet av ämnen i naturen, växlingen av dag och natt, växling av årstid, en döende växt lämnar frön på jorden, varifrån ett nytt liv sedan uppstår. Därför har naturvetenskapen, som har ett enda studieobjekt - Naturen, som har denna egenskap, det också.
NATURVETENSKAP OCH HUMANITÄR KULTUR
Kultur är en av de viktigaste egenskaperna hos mänskligt liv. Varje individ är ett komplext biosocialt system som existerar genom interaktion med omgivningen. De nödvändiga naturliga förbindelserna med omgivningen bestämmer dess behov, som är viktiga för dess normala funktion, liv och utveckling. De flesta mänskliga behov tillgodoses genom arbete.
Således kan den mänskliga kulturens system förstås som tingens värld, föremål skapade av människan (hennes verksamhet, arbete) under hennes historiska utveckling. Om vi bortser från frågan om kulturbegreppets komplexitet och tvetydighet kan vi uppehålla oss vid en av dess enklaste definitioner. Kultur är en uppsättning materiella och andliga värden skapade av människan, såväl som själva människans förmåga att producera och använda dessa värden.
Som vi kan se är kulturbegreppet väldigt brett. Det täcker i själva verket ett oändligt antal av de mest skilda saker och processer som är förknippade med mänsklig aktivitet och dess resultat. Den moderna kulturens mångfaldiga system, beroende på verksamhetens mål, brukar delas in i två stora och närbesläktade områden - materiell (vetenskaplig) och andlig (humanitär) kultur. .
Ämnesområdet för den första är rena naturfenomen och egenskaper, kopplingar och relationer mellan saker som "fungerar" i den mänskliga kulturens värld i form av naturvetenskap, tekniska uppfinningar och anordningar, industriella relationer, etc. Den andra typen kultur (humanitär) täcker området för fenomen, där de representerar egenskaperna, förbindelserna och relationerna mellan människorna själva, både sociala och andliga (religion, moral, lag, etc.).
Sida 7
Fenomenet mänskligt medvetande, psyke (tänkande, kunskap, värdering, vilja, känslor, upplevelser etc.) tillhör den ideala, andliga världen. Medvetande, andligt är mycket viktigt, men bara en av egenskaperna hos ett komplext system, som är en person. Men en person måste existera materiellt för att visa sin förmåga att producera idealiska, andliga ting. Människors materiella liv är ett område av mänsklig aktivitet, som är förknippat med produktion av föremål, saker som säkerställer själva existensen, livet för en person och tillfredsställer hans behov (mat, kläder, bostad, etc.).
Under mänsklighetens historia har en kolossal värld av materiell kultur skapats av många generationer. Hus, gator, växter, fabriker, transporter, kommunikationsinfrastruktur, hushållsinstitutioner, utbudet av mat, kläder etc. - allt detta är de viktigaste indikatorerna på samhällets karaktär och utvecklingsnivå. Baserat på resterna av den materiella kulturen lyckas arkeologer ganska exakt bestämma stadierna av historisk utveckling, egenskaperna hos samhällen, stater, folk, etniska grupper och civilisationer.
Andlig kultur är förknippad med aktiviteter som syftar till att tillfredsställa inte de materiella utan individens andliga behov, det vill säga behoven av utveckling, förbättring av en persons inre värld, hans medvetande, psykologi, tänkande, kunskap, känslor, upplevelser. , etc. Förekomsten av andliga behov och skiljer människan från djur. Dessa behov tillfredsställs under loppet av inte materiell, utan andlig produktion, i processen av andlig aktivitet.
Produkterna av andlig produktion är idéer, begrepp, idéer, vetenskapliga hypoteser, teorier, konstnärliga bilder, moraliska normer och juridiska lagar, religiösa övertygelser etc., som förkroppsligas i sina speciella materiella bärare. Sådana bärare är språk, böcker, konstverk, grafik, teckningar etc.
Analys av systemet för andlig kultur som helhet gör det möjligt att peka ut följande huvudkomponenter: politiskt medvetande, moral, konst, religion, filosofi, juridisk medvetenhet och vetenskap. Var och en av dessa komponenter har ett specifikt ämne, sitt eget sätt att reflektera, utför specifika sociala funktioner i samhällets liv, innehåller kognitiva och utvärderande ögonblick - ett kunskapssystem och ett system av bedömningar.
Sida åtta
Vetenskap är en av de viktigaste komponenterna i materiell och andlig kultur. Dess speciella plats i andlig kultur bestäms av värdet av kunskap i sättet att vara en person i världen, i praktiken, materiell och objektiv omvandling av världen.
Vetenskap är ett historiskt etablerat system för kunskap om världens objektiva lagar. Vetenskaplig kunskap som erhållits på grundval av kognitionsmetoder prövade genom praktiken uttrycks i olika former: i begrepp, kategorier, lagar, hypoteser, teorier, en vetenskaplig bild av världen, etc. Det gör det möjligt att förutsäga och transformera verkligheten i intresset. samhället och människan.
Modern vetenskap är ett komplext och mångsidigt system av enskilda vetenskapliga discipliner, av vilka det finns flera tusen och som kan kombineras i två områden: grundläggande och tillämpad vetenskap.
Grundläggande vetenskaper syftar till kunskapen om världens objektiva lagar som existerar oavsett människans intressen och behov. Dessa inkluderar matematiska vetenskaper, naturvetenskap (mekanik, astronomi, fysik, kemi, geologi, geografi, etc.), humanitära (psykologi, logik, lingvistik, filologi, etc.). Grundläggande vetenskaper kallas grundläggande eftersom deras slutsatser, resultat, teorier bestämmer innehållet i den vetenskapliga bilden av världen.
Tillämpade vetenskaper syftar till att utveckla sätt att tillämpa den kunskap som de grundläggande vetenskaperna erhåller om världens objektiva lagar för att möta människors behov och intressen. Tillämpad vetenskap inkluderar cybernetik, teknisk vetenskap (tillämpad mekanik, teknik för maskiner och mekanismer, materialstyrka, metallurgi, gruvdrift, elektroteknik, kärnenergi, astronautik, etc.), jordbruks-, medicin- och pedagogiska vetenskaper. Inom tillämpad vetenskap får grundläggande kunskap praktisk betydelse, används för att utveckla samhällets produktivkrafter, förbättra ämnesområdet för den mänskliga existensen och materiell kultur.
Begreppet "två kulturer" är utbrett inom vetenskapen - naturvetenskapen och humaniora. Enligt den engelske historikern och författaren C. Snow finns det en enorm klyfta mellan dessa kulturer, och forskare som studerar de humanitära och exakta kunskapsgrenarna förstår inte varandra mer och mer (tvister mellan "fysiker" och "lyriker").
Det finns två aspekter på detta problem. Den första är kopplad till mönstren för interaktion mellan vetenskap och konst, den andra - med problemet med vetenskapens enhet.
Sida 9
I den andliga kulturens system utesluter inte vetenskap och konst, utan förutsätter och kompletterar varandra när det gäller bildandet av en holistisk, harmonisk personlighet, den mänskliga världsbildens fullständighet.
Naturvetenskapen, som är grunden för all kunskap, har alltid påverkat utvecklingen av humaniora (genom metodik, världsbildsidéer, bilder, idéer, etc.). Utan tillämpningen av naturvetenskapernas metoder skulle den moderna vetenskapens enastående landvinningar om människans och samhällets ursprung, historia, psykologi etc. vara otänkbara Nya möjligheter till ömsesidig berikning av naturvetenskap och humanitär kunskap öppnar sig med skapandet av teorin om självorganisering - synergetik.
Således är inte konfrontationen mellan olika "kulturer inom vetenskapen", utan deras nära enhet, interaktion, interpenetration en naturlig trend för modern vetenskaplig kunskap.
Kvaliteten på utbildningen av ingenjörer beror i huvudsak på nivån på deras utbildning inom området grundläggande vetenskaper: matematik, fysik och kemi. Kemins roll och plats i det naturvetenskapliga systemet bestäms av det faktum att inom området för materialproduktion måste en person alltid ta itu med materia.
I vardagen observerar vi att ämnen genomgår olika förändringar: ett stålföremål i fuktig luft blir täckt av rost; ved i ugnen brinner ut och lämnar bara en liten hög med aska; bensin i en bilmotor brinner ut, medan cirka tvåhundra olika ämnen, inklusive giftiga och cancerframkallande, kommer ut i miljön; nedfallna löv på träd förfaller gradvis, förvandlas till humus, etc.
Kunskap om egenskaperna hos ett ämne, dess struktur, den kemiska naturen hos dess partiklar, mekanismerna för deras interaktion, de möjliga sätten att omvandla ett ämne till ett annat - dessa problem utgör ämnet för kemi.
Kemi är vetenskapen om ämnen och lagarna för deras omvandlingar.
Som en av naturvetenskapens grenar är kemi relaterad till andra naturvetenskaper. Kemiska förändringar åtföljs alltid av fysiska förändringar. Den utbredda användningen av fysikaliska forskningsmetoder och matematiska apparater inom kemin förde det närmare fysik och matematik. Kemi är också relaterat till biologi, eftersom biologiska processer åtföljs av kontinuerliga kemiska omvandlingar. Kemiska metoder används för att lösa geologiska problem. Sambandet mellan olika naturvetenskaper är mycket nära, nya vetenskaper uppstår i skärningspunkten mellan vetenskaper, till exempel kärnkemi, biokemi, geokemi, kosmokemi m.m.
Studiet av ett antal tekniska problem med kemiska metoder förbinder kemi med ingenjörsvetenskap och speciella discipliner som är nödvändiga för en ingenjörs praktiska verksamhet. Sålunda, produktion av stål och andra legeringar, rena metaller och halvledare, produktion av produkter från dem och deras vidare användning, driften av olika mekanismer i motsvarande gas- och flytande media - allt detta kräver specifik kemisk kunskap och förmåga att tillämpa dem i praktiken.
Det finns nästan ingen industri som inte är relaterad till användningen av kemi. Naturen ger oss råvaror: trä, malm, olja, gas etc. Genom att utsätta naturmaterial för kemisk bearbetning får en person en mängd olika ämnen som är nödvändiga för jordbruk, industri och hushållsbruk: gödningsmedel, metaller, plaster, färger, läkemedel ämnen, tvål, läsk etc. Kemi behövs av mänskligheten för att få allt som behövs från naturliga ämnen - metaller, cement och betong, keramik, porslin och glas, gummi, plast, konstgjorda fibrer, läkemedel. För kemisk bearbetning av naturliga råvaror är det nödvändigt att känna till de allmänna lagarna för omvandling av ämnen, och denna kunskap tillhandahålls av kemi.
Under moderna förhållanden, när det har blivit tydligt att reserverna av många naturresurser är begränsade och inte kan återställas, när trycket på miljön från människans sida har blivit så stort, och naturens förmåga att självrena är begränsad. , kommer ett antal i grunden nya problem fram, vars lösning är omöjlig utan kemisk kunskap. Dessa omfattar i första hand frågor om miljöskydd och efterlevnad av miljökrav i nya tekniska processer, skapandet av slutna produktionscykler och avfallsfria tekniker, teoretisk motivering och utveckling av energi- och resursbesparande teknik. Implementeringen av kraven på högkvalitativa produkter och deras hållbarhet är otänkbar utan att förstå att kontrollen av den kemiska sammansättningen är det viktigaste steget i den tekniska cykeln. Kampen mot korrosion av material, produkter från dem, nya metoder för ytbehandling kräver en ingenjör att ha en djup förståelse för essensen av kemiska processer.
Ovanstående problem kan lösas av heltäckande kompetenta ingenjörer som tillsammans med andra uppgifter kan förstå och självständigt navigera i kemikaliefrågor.
Grundläggande begrepp inom kemi
Studieobjektet i kemi är de kemiska grundämnena och deras föreningar.
Ett kemiskt element är en typ av atom med samma kärnladdning. En atom är den minsta partikeln av ett grundämne som har sina kemiska egenskaper.
En molekyl är den minsta partikeln av ett enskilt ämne som kan existera oberoende, har sina grundläggande kemiska egenskaper och består av samma eller olika atomer.
Om molekyler består av identiska atomer, så kallas ämnet enkel eller elementär. t.ex. He, Ar, H2, O2, S4. Ett enkelt ämne är en form av existens av ett kemiskt element i ett fritt tillstånd. Om en molekyl av ett ämne består av olika atomer, så kallas ämnet ett komplex (eller kemisk förening) t.ex. CO, H2O, H3P04.
De kemiska egenskaperna hos ett ämne kännetecknar dess förmåga att delta i kemiska reaktioner, det vill säga i processerna för omvandling av ett ämne till ett annat.
Massorna av atomer och molekyler är mycket små. Till exempel är massorna av individuella atomer 10 -24 - 10 -22 g. Massorna av atomer, molekyler uttrycks antingen i relativa enheter (genom massan av en viss typ av atom), eller i atommassaenheter (amu) ).
1amu är 1/12 av massan av en atom i kolisotopen C. 1a.u.m.=1,66053*10 -24 g.
Värdet på den relativa atomen (A r) eller molekylmassan (M r) visar hur många gånger massan av en atom eller molekyl är större än 1/12 av massan av en atom i kolisotopen C (kolskala av atomär massor). A r och M r är dimensionslösa. Värdena på A r ges i det periodiska systemet av element av D.I. Mendeleev under elementsymbolen. Numeriskt sammanfaller A r och A (a.m.u.). Genom att känna till den relativa atommassan är det lätt att hitta en atoms massa, uttryckt i gram. Så massan av en kol-12-atom i g är: 12 * 1,66053 * 10 -24 \u003d 1,992636 * 10 -23 g . Massan av en molekyl är lika med summan av massorna av atomerna i dess sammansättning.
Mängden materia (n; n) är antalet strukturella enheter (atomer, molekyler, joner, ekvivalenter, elektroner etc.) i systemet. Enheten för att mäta mängden av ett ämne är mullvad. Mol - mängden av ett ämne som innehåller lika många specifika strukturella enheter som det finns atomer i 12 g av kolisotopen 12 C. Antalet strukturella enheter som finns i 1 mol av något ämne i något aggregationstillstånd är Avogadros konstant: N A \u003d 6,02 * 10 23 mol -1 .
Mängden ämne (n) är lika med förhållandet mellan antalet strukturella enheter (atomer, molekyler, joner, ekvivalenter, elektroner, etc.) i systemet (N) och deras antal i 1 mol av ämnet (NA) :
Molmassa (M) är massan av 1 mol av ett ämne, lika med förhållandet mellan massan av ämnet (m) och dess kvantitet (n):
Grundenheten för molmassa är g/mol (kg/mol). Molmassan av ett ämne, uttryckt i gram, är numeriskt lika med den relativa molekylvikten för det ämnet.
Molvolym (V m) är volymen som upptas av 1 mol av ett gasformigt ämne, lika med förhållandet mellan volymen av ett gasformigt ämne (V) och dess kvantitet ():
Vid n.o. (273,15 K och 101,325 kPa) för något ämne i gasform V m = 22,4 l / mol.
Ekvivalent (E) är en verklig eller villkorad partikel av ett ämne som kan ersätta, fästa, frigöra eller på annat sätt vara ekvivalent (ekvivalent) med en vätejon i syra-bas- eller jonbytesreaktioner eller med en elektron i redoxreaktioner(OVR). Motsvarigheten är dimensionslös, dess sammansättning uttrycks med hjälp av tecken och formler på samma sätt som i fallet med molekyler, atomer eller joner.
För att bestämma formlerna för motsvarigheten till ett ämne och korrekt skriva ner dess kemiska formel måste man utgå från den specifika reaktionen som detta ämne deltar i.
Betrakta några exempel på hur man definierar en likvärdig formel:
A. 2NaOH + H2SO4 \u003d 2H2O + Na2SO4.
Kort jon-molekylär ekvation av processen:
2OH - + 2H + \u003d 2H2O.
Denna jonbytesreaktion involverar två vätejoner. En vätejon står för:
NaOH + 1 / 2H 2 SO 4 \u003d H 2 O + 1 / 2 Na 2 SO 4,
de där. en vätejon motsvarar: en NaOH-molekyl, 1/2 H2SO4-molekyl, en H2O-molekyl, 1/2 Na2SO4-molekyl, därför E (NaOH) \u003d NaOH; E (H2SO4) \u003d 1/2H2SO4; E (H2O) \u003d H2O; E (Na 2 SO 4) \u003d 1 / 2Na 2 SO 4.
B. Zn + 2HCl \u003d ZnCl2 + H 2
Jonelektroniska oxidationsekvationer, reduktionsprocesser:
Två elektroner är involverade i denna OVR. En elektron står för:
1/2Zn+HCl=1/2ZnCl2+1/2H2,
de där. en elektron motsvarar 1/2 Zn-atom, en HCl-molekyl, 1/2 ZnCl2-molekyl och 1/2 H2-molekyl, därför E(Zn) = 1/2Zn; E(HCl) = HCl; E (ZnCl2) \u003d 1/2ZnCl2; E (H 2) \u003d 1 / 2H 2.
Siffran som anger vilken del av en verklig partikel som motsvarar en vätejon eller en elektron kallas ekvivalensfaktorn f e. Till exempel, i de övervägda reaktionerna f e (Zn)=1/2, f e (NaOH)=1.
För redoxreaktioner används begreppet "ekvivalent antal" (Z), vilket är lika med antalet elektroner fästa av en molekyl av oxidationsmedlet eller donerat av en molekyl av reduktionsmedlet.
Molekvivalent - mängden av ett ämne som innehåller 6,02 * 10 23 ekvivalenter. Massan av en mol av ekvivalenten av ett ämne kallas molmassan av ekvivalenten av ett ämne (M e), mätt i g / mol och beräknat med formlerna:
M e \u003d m / n e; M e \u003d f e * M,
där M är ämnets molmassa, g/mol; ν e - mängden ekvivalent av ett ämne, mol.
Följande formler kan användas för att beräkna molmassaekvivalenten för ett ämne:
1. För ett enkelt ämne:
M e \u003d M A/B, f e \u003d 1/B,
där MA är molmassan av atomer av ett givet ämne; B är atomens valens, till exempel M e (Al) \u003d 27/3 \u003d 9 g / mol.
2. För en komplex substans:
M e \u003d M / B * n, f e \u003d 1 / B * n,
där B är valensen för den funktionella gruppen; n är antalet funktionella grupper i formeln för en ämnesmolekyl.
För syror är den funktionella gruppen vätejonen, för baser hydroxyljonen, för salter metalljonen, för oxider det oxidbildande elementet.
M e syra \u003d M syra / syrans basicitet.
Basiciteten av en syra bestäms av antalet protoner som en syramolekyl donerar när den reagerar med en bas..
Till exempel, M e (H 2 SO 4) \u003d 98/2 \u003d 49 g / mol.
M e bas \u003d M bas / surhet av basen.
Surheten hos en bas bestäms av antalet protoner som är fästa vid basmolekylen när den interagerar med en syra.
Till exempel, Me (NaOH)=40/1=40 g/mol.
M e salt \u003d M salt / (antal metallatomer * metallvalens).
Till exempel, M e (Al 2 (SO 4) 3) \u003d 342 / (2 * 3) \u003d 57 g / mol.
M e oxid \u003d M oxid / (antal atomer i det oxidbildande elementet * valens av elementet).
Till exempel, M e (Al 2 O 3) \u003d 102 / (2 * 3) \u003d 17 g / mol.
I allmänhet är molmassan av ekvivalenten av en kemisk förening lika med summan av molmassorna av ekvivalenterna av dess beståndsdelar.
3. För ett oxidationsmedel, reduktionsmedel:
där Z är ett ekvivalent tal (Z=1/f e).
Som du vet upptar en mol av vilken gas som helst under normala förhållanden (T = 273,15 K, P = 101,325 kPa eller 760 mm Hg) en volym lika med 22,4 liter; denna volym kallas molvolymen V m. Baserat på detta värde kan du beräkna volymen av en mol gasekvivalent (V e, l / mol) under normala förhållanden. Till exempel, för väte E (H 2) \u003d 1 / 2H 2, är en mol väteekvivalent hälften av dess mol molekyler och därför är volymen av en mol väteekvivalent också två gånger mindre än dess molära volym: 22,4 l / 2 \u003d 11, 2 l. För syre E (O 2) \u003d 1/4 O 2, är därför volymen av en mol syreekvivalent fyra gånger mindre än dess molära volym: 22,4 l / 4 \u003d 5,6 l.
I allmänhet: V e \u003d f e * V m; V e \u003d V /.
Grundläggande kemilagar
1. Lagen om bevarande av massa av ämnen(M.V. Lomonosov; 1756):
massan av de ämnen som kom in i reaktionen är lika med massan av de ämnen som bildas som ett resultat av reaktionen.
2. Lagen om kompositionens beständighet.
Den har olika formuleringar:
Sammansättningen av föreningarna i molekylstrukturen är konstant oavsett beredningsmetod (mer exakt modern formulering);
- vilken komplex substans som helst, oavsett metod för dess framställning, har en konstant kvalitativ och kvantitativ sammansättning;
Förhållandena mellan massorna av de grundämnen som utgör en given förening är konstanta och beror inte på metoden för att erhålla denna förening.
3. Lagen om multipla förhållanden(Dalton, 1803):
om två grundämnen bildar flera kemiska föreningar med varandra, så är massorna av ett av grundämnena per samma massa av det andra i dessa föreningar relaterade till varandra som små heltal.
Lagen vittnade om att grundämnena ingår i föreningarna endast i vissa delar, bekräftade atomistiska idéer. Den minsta mängden av ett grundämne som kommer in i en förening är en atom. Därför kan endast ett heltal av atomer, och inte en bråkdel, ingå i en förening. Till exempel är massförhållandena för C:O i oxider av CO 2 och CO 12:32 och 12:16. Därför är massförhållandet av syre associerat med den konstanta massan av kol i CO 2 och CO 2:1.
4. Lagen om volymetriska relationer(Gay-Lussacs lag):
volymerna av reagerande gaser är relaterade till varandra och till volymerna av gasformiga reaktionsprodukter som bildas som små heltal.
5.Avogadros lag( 1811) :
lika volymer av alla gaser som tas vid samma temperatur och vid samma tryck innehåller samma antal molekyler. Avogadros konstant N A \u003d 6,02 * 10 23 mol -1 - antalet strukturella enheter i en mol av ett ämne.
Konsekvenser från Avogadros lag:
a) vid en viss temperatur och tryck upptar 1 mol av något ämne i gasformigt tillstånd samma volym;
b) vid n.o.s. (273,15 K och 101,325 kPa) är den molära volymen (V m) för vilken gas som helst 22,4 l mol.
6. Tillståndsekvationen för en ideal gas - Mendeleev-Clapeyron:
där P är gastrycket, Pa; V är volymen av gas, m 3; m är ämnets massa, g; M är dess molära massa, g/mol; T är den absoluta temperaturen, K; R är den universella gaskonstanten, lika med 8,314 J/mol*K.
7. Partiell trycklag(Daltons lag):
Trycket för en blandning av gaser som inte kemiskt interagerar med varandra är lika med summan av partialtrycken för de gaser som utgör blandningen.
8. Motsvarighetens lag.
Den har flera uttryck:
1) massorna av de ämnen som är involverade i reaktionen är proportionella mot deras molära massekvivalenter:
mi/m2 = ME1/ME2 = ...;
2) alla ämnen reagerar med varandra i likvärdiga mängder, de där. antalet mol av ekvivalenten av de ämnen som är involverade i reaktionen är lika med varandra:
ν e1 = ν e2 = ...;
m 1 / M E1 \u003d m 2 / M E2 \u003d .... .
3) för reaktanter i lösning, motsvarighetslagen skrivs så här:
S E 1 * V 1 \u003d C E 2 * V 2,
där C e 1, C e 2 - normala koncentrationer eller molkoncentrationer av ekvivalenten av den första och andra lösningen, mol/l; V 1 och V 2 - volymer av reagerande lösningar, l.
