ксе на завтра. 3. Установите соответствие между свойством научного знания и его сутью
 Скачать 448.5 Kb.
| Образовательный портал Как узнать результаты егэ Стихи про летний лагерь 3агадки для детей |
2. С точки зрения термодинамики, отапливать дома электрообогревателями крайне невыгодно, поскольку … при этом высококачественная электрическая энергия целенаправленно превращается в низкокачественную тепловую электрическую энергию трудно превратить в тепловую без больших потерь это требует прокладки мощных линий электропередачи и строительства технически сложных и дорогих подстанций электрообогреватели гораздо опаснее для здоровья населения, чем привычные батареи, по которым циркулирует горячая вода Решение: Современные электрообогреватели, например, масляные, не более вредны для здоровья, чем радиаторы центрального отопления. Превращение электроэнергии в теплоту не требует сложных устройств, и потому даже очень эффективные и мощные электрообогреватели стоят недорого. Строить линии электропередачи и подстанции тоже существенно дешевле, чем тянуть трубопроводы горячей воды, постоянно их ремонтировать, мириться с тем, что они обогревают не столько дома, сколько окружающую среду. Однако с точки зрения термодинамики, электрообогреватели – чистое расточительство. Сначала на тепловой или атомной электростанции с большими трудностями превращают теплоту, получаемую от атомного реактора или сгорающего топлива, в электроэнергию, причем 60% и более этой теплоты бесполезно рассеивается в окружающей среде. Эти потери можно оправдать, если за счет полученной высококачественной электроэнергии делать что-нибудь сложное – например, питать компьютер, телевизор или прецизионный станок. Но если втыкать в розетку электрообогреватель и сразу перегонять высококачественную электроэнергию в теплоту … Зачем, спрашивается, тогда нужны ЭЛЕКТРОстанции? 5. С точки зрения термодинамики, предприятия электроэнергетики … превращают неудобные для использования формы энергии частично в электроэнергию, частично в низкокачественные формы энергии превращают низкокачественные формы энергии полностью в высококачественную электрическую энергию создают электрическую энергию из различных веществ производят на выходе больше электрической энергии, чем потребляют тепловой, ядерной или другой энергии на входе Решение: Устройство, которое производит больше энергии, чем потребляет, – это вечный двигатель первого рода. Он запрещен первым законом термодинамики. Устройство, полностью превращающее низкокачественную энергию в высококачественную, – это вечный двигатель второго рода. Он запрещен вторым законом термодинамики. Утверждение о создании энергии из вещества с точки зрения термодинамики бессмысленно или, как минимум, неграмотно. Любое вещество обладает энергией, и задача термодинамики заключается в изучении превращений этой энергии в различных процессах. Следовательно, электроэнергетика, с точки зрения термодинамики, – это превращение неудобных для использования форм энергии в удобную электрическую энергию за счет перевода части входной энергии в низкокачественные формы – в конечном счете, в теплоту. 7. В классической книге Ю. Одума «Основы экологии» говорится, что при протекании потока энергии по трофическим цепям качество энергии на каждом следующем трофическом уровне существенно выше, чем на предыдущем. Это не противоречит второму закону термодинамики, требующему, чтобы качество энергии во всех процессах в целом понижалось, поскольку … с каждого трофического уровня на следующий переходит не более 10 % энергии (высококачественной), а остальные 90 % (низкокачественной) энергии рассеиваются в окружающей среде законы термодинамики, в том числе второй закон, сформулированы в физике, которая занимается изучением неживой природы, а функционирование экосистем определяется живыми организмами выводы Одума являются чисто умозрительными, философскими, и не могут сопоставляться с таким строгим количественным законом природы, как второй закон термодинамики согласно четвертому закону экологии, сформулированному не менее известным экологом Б. Коммонером, «природа знает лучше» Решение: В целом качество энергии по мере ее протекания сквозь экосистему понижается, поскольку на каждом трофическом уровне не менее 90 % энергии переходит в низкокачественные формы (большей частью, по свидетельству того же Ю. Одума, в теплоту) и отдается в окружающую среду. Тот остаток энергии, который, согласно известному в экологии «правилу 10 %», переходит на более высокий трофический уровень и отличается высоким качеством, общей тенденции к понижению качества энергии изменить не может. Тема 19: Закономерности самоорганизации. Принципы универсального эволюционизма 1.Рост упорядоченности при возникновении диссипативной структуры в неравновесной системе происходит за счет … ускорения выноса энтропии из системы в окружающую среду замедления производства энтропии в системе охлаждения системы, сопровождающегося кристаллизацией приближения системы к равновесному состоянию Решение: Согласно закономерностям самоорганизации, возникновение диссипативной структуры всегда сопровождается скачкообразным ростом производства энтропии. Потому структура и называется «диссипативной», то есть «рассеивающей» энергию, переводящей энергию в менее качественные формы. Чтобы при этом обеспечить рост упорядоченности, то есть снижение энтропии системы, необходимо одновременно столь же резко ускорить вынос энтропии за пределы системы, в окружающую среду. Именно поэтому любое человеческое поселение непременно окружено кольцом свалок, постоянно и быстро растущих, пока это поселение существует и развивается. 2. К числу условий, необходимых для начала самоорганизации в системе, не принадлежит требование ее … неоднородности неравновесности сильной неравновесности нелинейности Решение: В синергетике установлены три условия, необходимые для самоорганизации, то есть такие, при отсутствии любого из которых самоорганизация не начнется. Эти условия требуют, чтобы система была: 1) нелинейной (то есть достаточно сложной по своему поведению), 2) неравновесной, причем степень отклонения от равновесного состояния должна быть достаточно велика. 3. Результатом процесса самоорганизации является (-ются) … европейский бобер «Лестница гигантов» в Ирландии истуканы острова Пасхи Аральское море Решение: Самоорганизация – это процесс самопроизвольного возникновения сложных упорядоченных структур в силу объективных законов природы и общества. Структуры, возникающие в результате самоорганизации, называются диссипативными, поскольку они, возникнув в неравновесной системе, сами являются сильно неравновесными и быстрыми темпами рассеивают (диссипируют) энергию, то есть переводят ее в низкокачественные формы. В соответствии со сказанным к результатам самоорганизации нельзя относить структуры: – равновесные (не диссипативные); – менее сложные и упорядоченные, чем их предшественники; – возникшие не самопроизвольно, а в результате внешнего целенаправленного воздействия (например, со стороны человека или животных). 5. Состояние системы, приближающейся к точке бифуркации, характеризуется … неустойчивостью стабильностью полным отсутствием флуктуаций полной определенностью пути дальнейшего развития Решение: Согласно общим закономерностям самоорганизации, прохождение точки бифуркации – это системный кризис, характеризующийся развитием неустойчивости системы, ростом амплитуды и продолжительности существования всевозможных отклонений от нормы (флуктуаций) и, как следствие, невозможностью предсказать даже ближайшее будущее системы. 6. К принципам универсального эволюционизма относится положение о том, что … настоящее и будущее зависят от прошлого, но не предопределяются им механизм биологической эволюции включает изменчивость, естественный отбор и наследственность преобладающей тенденцией во всех мировых процессах является тенденция к деградации и росту энтропии развитие Вселенной определяется некоторой универсальной внешней силой, действующей из-за пределов нашего мира Решение: Выделяют следующие основные принципы универсального эволюционизма – важнейшей научной исследовательской программы современности: 1. Вселенная не просто существует, но и может существовать лишь в развитии. 2. Развитие Вселенной объяснимо внутренними по отношению к ней факторами, действующими объективно и познаваемыми рационально. Речь идет именно о самоорганизации материи, а не об организации ее внешними или сверхъестественными силами. 3. В мире действуют принципы отбора, выделяющие из всех мыслимых состояний некоторое множество допустимых. Отбор действует на всех уровнях: физическом (законы сохранения), химическом, биологическом и социальном. 4. На ход всех процессов во Вселенной неизбежно влияют случайные факторы. Все процессы протекают в условиях некоторого уровня неопределенности. 5. Развитие материальных объектов неизбежно приводит к точкам бифуркации, из которых возможен переход в различные состояния. В этих точках дальнейшая эволюция оказывается принципиально непредсказуемой, поскольку определяется действующими в системе в данный момент случайными флуктуациями. Поэтому настоящее и будущее зависят от прошлого, но не определяются им. 6. Упорядоченные диссипативные структуры, возникшие в результате самоорганизации, в отличие от кристаллов или технических устройств, поддерживают свое существование путем непрерывного самовоспроизводства. Диссипативную структуру, наподобие живой клетки, правильнее рассматривать уже не как структуру, а как устойчивый самоподдерживающийся процесс. 7. К числу закономерностей самоорганизации относится положение о том, что самоорганизация … происходит в результате потери системой устойчивости происходит благодаря повышению устойчивости системы требует внешнего по отношению к системе управляющего воздействия сопровождается понижением энтропии как системы, так и окружающей среды Решение: Общие закономерности самоорганизации: 1) диссипативная структура возникает быстро, по достижении критического уровня неравновесности; 2) диссипативная структура возникает после прохождения системой точки бифуркации (кризиса, потери устойчивости); 3) утрата устойчивости системой по мере приближения к точке бифуркации проявляется в росте амплитуды и времени существования флуктуаций – случайных отклонений системы от нормы; 4) после прохождения системой точки бифуркации флуктуации стабилизируются и становятся элементами возникающей упорядоченной диссипативной системы; 5) направление выхода системы из точки бифуркации определяется непредсказуемой игрой флуктуаций, поэтому точное предсказание будущего развивающейся системы на период, включающий хотя бы одну точку бифуркации, невозможно в принципе; 6) образование диссипативной структуры в результате самоорганизации понижает энтропию системы, так как упорядоченность системы возрастает; однако достигается это за счет ускоренной диссипации энергии, то есть ускорения производства энтропии в системе; чтобы сохранить собственную упорядоченность, система отводит избыточную энтропию в окружающую среду, повышая тем самым ее энтропию. 8. Согласно законам синергетики и положениям универсального эволюционизма, будущее развивающейся системы … принципиально невозможно точно предсказать на период, включающий хотя бы одну точку бифуркации легко предсказать абсолютно точно и однозначно, зная законы, управляющие поведением системы можно предсказать точно, но это требует очень трудоемких и сложных расчетов, а также большого объема информации о системе принципиально невозможно предсказать точно даже на очень короткий период Решение: Синергетика утверждает, что путь выхода развивающейся системы из точки бифуркации непредсказуем, поскольку определяется флуктуациями, игрой случая. С каждой следующей точкой бифуркации неопределенность только нарастает. Поэтому дальние прогнозы для эволюционирующей системы невозможны в принципе, а вот траектория ее развития между точками бифуркации (то есть в течение относительно небольшого периода времени) вполне поддается достаточно точному расчету и прогнозированию. Тема 20: Космология 1.Научная космология начала развиваться в … XX веке на основе общей теории относительности Древней Греции на основе натурфилософской картины мира Аристотеля эпоху Возрождения на основе гелиоцентрической системы Коперника XVII веке на основе классической механики Ньютона Решение: Впервые возможность поставить задачу научного описания свойств Вселенной в целом появилась в начале XX века после создания общей теории относительности, связывающей свойства пространства, времени и материи. 1.По современным представлениям, примерно через 5 миллиардов лет Солнце исчерпает основные запасы своего термоядерного горючего и … превратится в белый карлик станет голубым гигантом взорвется как Сверхновая провалится внутрь себя, оставив черную дыру Решение: Одиночные звезды солнечной массы заканчивают свой эволюционный путь спокойно – сначала раздуваясь и охлаждаясь, а затем, после сброса внешних слоев, превращаясь в белых карликов. 2. Космогония изучает происхождение … небесных тел и их систем жизни на Земле и других планетах Вселенной в целом человека в процессе антропогенеза Решение: По определению, космогония – это научная дисциплина, изучающая происхождение и эволюцию небесных тел и их систем. Предметом ее интереса служат астероиды, кометы, планеты с их спутниками, звезды с их планетными системами, галактики, скопления галактик и космические структуры больших масштабов. Но происхождение Вселенной – это уже не космогоническая, а космологическая проблема. 3. Обязательным атрибутом звезды служит(-ат) … термоядерные реакции в ее недрах в настоящем, прошлом или будущем гигантские размеры звезды, измеряемые миллионами километров пребывание вещества звезды в газообразном состоянии химический состав, включающий только водород и гелий Решение: Звезды бывают не только гигантских, но и небольших размеров – например, белые карлики (размером с планету) или нейтронные звезды, от 15 до 300 км в диаметре. Вещество большинства звезд – это, в основном, плазма, чьи свойства довольно сильно отличаются от свойств газа. А вот нейтронные звезды, как предполагается, могут иметь твердое ядро, окруженное нейтронной жидкостью, которая в свою очередь покрыта кристаллической железной корой. Водород и гелий – самые распространенные в составе звезд элементы. Но химический состав звезды не исчерпывается ими: содержание других элементов может достигать нескольких процентов и даже более. Нейтронные звезды опять стоят особняком: поскольку в них все атомные ядра разрушены чудовищным давлением, понятие химического элемента для них теряет смысл. И только протекание термоядерных реакций слияния легких ядер в более тяжелые имеет место в настоящем, прошлом и будущем любой звезды, какой бы экзотической она ни была. 4. Существовать в привычном нам виде Солнце будет … примерно столько же, сколько уже существует, то есть несколько миллиардов лет совсем недолго, поскольку оно уже практически полностью исчерпало запасы водорода пока существует Вселенная, поскольку Солнце – очень молодая звезда неизвестное время, поскольку его превращение в Сверхновую – процесс принципиально случайный Решение: Солнце в настоящее время – нормальная, не очень массивная и не очень горячая звезда («желтый карлик»). Стадия спокойного термоядерного «горения» водорода у таких звезд длится около 10 миллиардов лет. Сформировалось Солнце около 5 миллиардов лет назад, то есть еще на несколько миллиардов лет запасов водородного горючего в нем хватит. А в Сверхновую Солнце не превратится никогда – не хватит массы. В любом случае, вспышка Сверхновой – явление закономерное и предсказуемое. 5. Эволюционный путь звезды не может окончиться ее превращением в … нормальную звезду главной последовательности белый карлик нейтронную звезду черную дыру Решение: Звезды главной последовательности (на диаграмме Герцшпрунга–Рессела), согласно современным представлениям, находятся в середине своего эволюционного пути. Тема 22: Происхождение Солнечной системы 1.Планеты Солнечной системы … сформировались из того же газопылевого облака, что и Солнце были захвачены одиноким Солнцем из межзвездной среды сформировались из вещества протуберанцев, изверженных Солнцем были вырваны из Солнца пролетавшей близко к нему огромной кометой Решение: Предположение о том, что планеты сформировались из вещества Солнца, не согласуется с разным химическим и изотопным составом Солнца и планет. Гипотеза о захвате планет из межзвездной среды отстаивалась О. Ю. Шмидтом в середине XX века, но не выдержала натиска противоречащих фактов. Современная теория происхождения Солнечной системы исходит из того, что формирование Солнца и планет происходило из одного и того же первичного газопылевого облака, отчасти параллельно, хотя Солнце и сформировалось немного быстрее.  перейти в каталог файлов | Образовательный портал Как узнать результаты егэ Стихи про летний лагерь 3агадки для детей |