Методическая разработка по дисциплине «Концепции современного естествознания»

Тема 10. Динамические и статистические закономерности в природе ( 2 занятия )

1. 
   Энергия. Становление теории теплоты.
   
2. 
   Основные положения молекулярно-кинетических представлений и начала термодинамики.
   
3. 
   Порядок и беспорядок в природе. Хаос. Энтропия.
   

1. 
   Понятие энергии и энтропии. Определения.
   
2. 
   Историю возникновения этих понятий.
   
3. 
   Становление теории теплоты.
   
4. 
   Изобретение термометра, различные виды шкал температур.
   
5. 
   Вещественная или теплородная теория теплоты.
   
6. 
   Кинетическая или корпускулярная теория теплоты.
   
7. 
   Опыты Б. Румфорда, Д.П.Джоуля.
   
8. 
   Закон Ю.Майера.
   
9. 
   Положения молекулярно-кинетического учения и отличительная особенность шкалы температур Кельвина.
   
10. 
    Четыре закона (начала) термодинамики и хронология их открытия.
    
11. 
    Сущность закона сохранения или преобразования энергии.
    

1. 
   Принцип возрастания энтропии. Уравнение состояния.
   
2. 
   Синергетика. Закономерности самоорганизации.
   

• 
  Решить все задачи по термодинамике, приведенные в [3,8].
  

1. 
   Сущность закона возрастания энтропии.
   
2. 
   Тепловая теорема Нернста.
   
3. 
   Закон о степени нагретости тела.
   
4. 
   Стрела времени или необратимость времени.
   
5. 
   Демон Максвелла.
   
6. 
   Динамические закономерности в природе.
   
7. 
   Статистические закономерности в природе.
   
8. 
   Проблема тепловой смерти Вселенной: флуктуационная гипотеза Больцмана.
   
9. 
   Уравнения состояния идеального газа. Термодинамические параметры или свойства макросистем.
   
10. 
    Основные виды термодинамических процессов.
    
11. 
    Особенности процессов в изолированных и открытых системах.
    
12. 
    Самоорганизация и пути ее развития.
    
13. 
    Синергетика в живых и неживых системах.
    
14. 
    Основные свойства самоорганизующихся систем.
    
15. 
    Точка бифуркаций, состояние сингулярности, аттрактор.
    
16. 
    Требования, предъявляемые самоорганизующимся системам.
    
17. 
    Инфляционная гипотеза развития Вселенной.
    

1. 
   Горелов А.А. Концепции современного естествознания: учебное пособие.- М.: Высшее образование, 2007.- Глава 12.
   
2. 
   Карпенков С.Х. Концепции современного естествознания: учебник для вузов.- М.: ЮНИТИ, 1997.- Глава 6.
   
3. 
   Карпенков С.Х. Концепции современного естествознания Практикум: учебное пособие.- М.: Культура и спорт, ЮНИТИ, 1998.-часть 2, глава 3.
   
4. 
   Концепции современного естествознания: учебник для вузов / Под редакцией Л.А.Михайлова.- СПб.: Питер, 2008.- Глава 3.
   
5. 
   Рузавин Г.И. Концепции современного естествознания: учебник для вузов.- М.: ЮНИТИ, 1997. – Главы 5-6.
   
6. 
   Садохин А.П. Концепции современного естествознания: учебное пособие.- М.: ЭКСМО, 2005.- Главы 3-5.
   
7. 
   Синергетика/ учебно-методическое пособие по курсу "КСЕ".- Казань: КГФЭИ, 2008.
   
8. 
   Элементы термодинамики. Хаос и порядок/ учебно-методическая разработка по курсу "КСЕ".- Казань: КФЭИ, 1999.
   

Тема 11. Законы сохранения энергии в макроскопических процессах ( 1 занятие )

1. 
   Классификация макроскопических процессов и их роль в природе, производстве.
   
2. 
   Способы распространения тепла.
   
3. 
   Законы сохранения массы и энергии, их области применения.
   

• 
  Решить все задачи по материальному и тепловому балансу макроскопического процесса, приведенные в [1-3].
  

1. 
   Типовые процессы в природе и производстве.
   
2. 
   Механические процессы и их механизмы.
   
3. 
   Неоднородные системы и гидромеханические процессы. Уравнение неразрывности и уравнение Бернулли. Число Рейнольдса.
   
4. 
   Процесс осаждения неоднородной системы.
   
5. 
   Тепловые процессы. Уравнение теплопередачи. Виды передачи тепла. Виды теплообмена. Движущая сила теплообмена.
   
6. 
   Теплопроводность и ее уравнение.
   
7. 
   Конвекция и уравнение теплоотдачи Ньютона.
   
8. 
   Излучение и уравнение Больцмана.
   
9. 
   Энтальпия или теплосодержание.
   
10. 
    Температурная диаграмма и режимы течения теплоносителей.
    
11. 
    Процесс выпаривания.
    
12. 
    Массообменные процессы и их уравнение.
    
13. 
    Процесс абсорбции.
    
14. 
    Процесс ректификации.
    
15. 
    Процесс сушки.
    
16. 
    Методика решения задач по типовым процессам.
    

• 
  Изучить методику составления материального и теплового баланса макроскопического процесса.
  
• 
  Определить принципиальные отличия массообмена и теплообмена.
  

1. 
   Законы сохранения в естествознании, материальные балансы и их реализация/ учебно-методическое пособие по курсу "КСЕ".- Казань: КФЭИ, 1999.
   
2. 
   Законы сохранения массы и энергии, варианты комбинированных задач по материальным и тепловым балансам/ учебно-методическая разработка по курсу "КСЕ".- Казань: КФЭИ, 1998.
   
3. 
   Карпенков С.Х. Концепции современного естествознания Практикум: учебное пособие.- М.: Культура и спорт, ЮНИТИ, 1998.-Ч- 2, Глава 3.
   
4. 
   Найдыш В.М. Концепции современного естествознания: учебник для вузов.- М.: Альфа-М, 2005.- Глава 7.