Принципи зростання ентропії Екологія Новосибірська

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

Зміст

Введення

1. Принцип зростання ентропії

1.1 Поняття ентропії

1.2 Принцип ентропії в термодинаміки

1.3 Роль ентропії як міри хаосу

2. Природознавство і екологія. Екологічна обстановка в місці мого проживання

2.1 Взаємозв'язок екології та природознавства

2.2 Екологічна обстановка в місті Новосибірську

Висновок

Список літератури

Введення

В останні десятиліття в загальносвітоглядних осмислення фундаментальних законів термодинаміки поширюється ідея розвитку дисипативних структур, далеких від рівноваги, що розвивається відомим фізиком І. Пригожиним. Суть висновків, що випливають із творів І. Пригожина та його численних послідовників, грунтується на другому початку термодинаміки, постулює наявність у динаміці систем (особливо в технічній діяльності людини) асиметрії - односпрямованість, незворотності розподілу енергії: розсіюється енергія мимоволі не концентрується і не повертається в початковий стан; для цього необхідно провести роботу, витрачаючи додаткову енергію. Вважається, що другий початок прямо пов'язує зростання ентропії з «позитивним напрямком часу», тобто час незворотньо, оскільки незворотній процес, що супроводжується необоротним ж зростанням ентропії. Спираючись на висунуті положення, І. Пригожин вважає, що "... майбутнього відповідає більше значення ентропії", тобто що в усіх системах деградація і дезорганізованість зростають. У цьому лежить коріння поширюються зараз категорично затверджуються положень: "... рівновага не може бути метою сущого, так як воно виключає розвиток", або: "Прагнення до максимального безладу, обмежене умовами, є головний закон природи". 1

Мета роботи розглянути зростання ентропії. Завдання роботи розглянути:

1. Принцип зростання ентропії

2. Природознавство і екологія. Екологічна обстановка в місці мого проживання

1. Принцип зростання ентропії

1.1 Поняття ентропії

Німецький фізик Рудольф Клаузіус (1822-1888) приходить до висновку, що будь-яке тіло має внутрішню енергію, яку можна збільшувати двома шляхами: виробляючи над тілом роботу або підводячи до тіла тепло:

.

Таким чином, він відкрив і теоретично довів, що у температури є пов'язана з нею величина - ентропія («гр. En - в, всередині + thrope - перетворення, поворот), збільшення якої, помножене на температуру, визначає кількість тепла, отриманого тілом. Глибоко вникнувши в дослідження Карно, Клаузіус прийшов до висновку, що в оборотному процесі теплової машини зберігається не кількість тепла, що міститься в тілі, а зовсім інша величина. Ця величина (S), подібно енергії, тиску, температурі характеризує стан газу. Коли до газу підводиться невелика порція тепла , То S зростає на величину рівну

.

Після відкриття ентропії стало, нарешті, ясно, чому було так важко зрозуміти зв'язок між теплом і температурою. Виявилося, що не можна говорити про кількість тепла, укладеному в тілі. Це поняття просто не має сенсу. Тепло може переходити в роботу, створюватися при терті, передаватися від тіла до тіла - але не зберігатися. Точний зміст має поняття кількість тепла, переданого тілу або забраного у тіла (інакше кількість внутрішньої енергії, переданої в процесі теплообміну від одного тіла до іншого без здійснення роботи).

Ентропія - це кількісна міра тієї теплоти, яка не переходить у роботу.

S2-S1 = Δ S =

Якщо процес оборотний, то

Ентропія (S) в реальному процесі - витрати на холодильник, випромінювання, тертя. При оборотному ізольованому циклі немає зміни ентропії, вона постійна. У незворотних процесах ентропія зростає до тих пір, поки система не прийде в рівновагу, і при цьому ентропія буде максимальна. Робота припиняється у стані рівноваги, A = 0.

Звідси Клаудіус вивів можливість теплової смерті всесвіту, тому що йде процес накопичення (підвищення) ентропії, і всі процеси зупиняться, але його (можливо) помилка була в тому, що він виходив з того, що всесвіт - замкнута система.

Ентропія визначає можливість, напрямок і межа мимовільних процесів в замкнутих системах. Ентропія - це кількісна міра хаосу в системі.

Больцман:

d = khW

- Показує міру безладу, або хаосу.

W - Термодинамічна ймовірність системи - це число мікростану, відповідних даному макросостоянію системи: число способів реалізації даного макросостоянія.

Якщо W = 1, то S = 0 - тільки ідеальний кристал при Т = 0.

Ентропія ідеального кристала при Т = 0 дорівнює нулю. Якщо в кристалі є хоча б один дефект, то W = 2, і S> 0. Sгаза> Sжідк> Sтв.тела 2

1.2 Принцип ентропії в термодинаміки

Не можна закінчити цей короткий нарис історії розвитку класичної фізики, не сказавши кілька слів про науку, яка цілком була створена вченими XIX ст., Про термодинаміки.

У XVIII ст. теплота представлялася у вигляді деякої рідини, загальна кількість якої залишається протягом різних фізичних процесів незмінним. Для пояснення цілого ряду явищ, і особливо явища поширення тепла в матеріальних тілах, ця гіпотеза виявлялася цілком задовільною. Витончена і класична теорія розповсюдження тепла в просторі, створена Фур'є, виходить із співвідношення, яке виражає «закон збереження тепла». Але численні явища, в яких теплота виникає в результаті тертя, з великими труднощами пояснювалися в рамках цієї гіпотези, і мало-помалу фізики від неї відмовилися і стали розглядати теплоту не як якусь вічну субстанцію, а просто як одну з форм енергії. Дійсно, у всіх відбуваються навколо нас суто механічних явищах енергія зберігається завжди, за винятком тих випадків, коли в результаті тертя відбувається виділення тепла. Якщо розглядати теплоту як одну з форм енергії, то можна висунути якийсь загальний принцип збереження енергії. Ми не будемо розповідати тут про те, як розвивався цей принцип і як він був підтверджений вимірами механічного еквівалента теплоти. Але, як відомо, одного принципу збереження енергії ще недостатньо для побудови термодинаміки. До нього необхідно додати ще принцип Карно, або принцип зростання ентропії. Вперше цей принцип був висунутий в 1824 р. Саді Карно в нотатках про теплових машинах, де він вказав на неможливість повного перетворення тепла в роботу. Ці міркування Карно лягли в основу висловленого декількома роками пізніше принципу, який залишається справедливим і по даний день. Щоб надати йому математичну форму, Клаузіус ввів поняття ентропії і показав, що ентропія ізольованої системи може тільки зростати.

На основі цих двох фундаментальних принципів була побудована термодинаміка - наука, яка дозволила пояснити і передбачити велике число явищ і яка відіграє суттєву роль в даний час, особливо в теорії газів. Це абстрактна наука, що оперує основному поняттями енергії, укладеної в тілах, кількостями чиненої ними роботи і тепла, яким вони обмінюються. Вона не намагається вникати в детальний опис елементарних процесів, а цікавиться лише загальними характеристиками систем. Термодинаміка залишає надзвичайно велику свободу для різних описів елементарних процесів і встановлює лише загальні закономірності, яким повинні задовольняти ці описи. Таким чином, не тільки класична атомна фізика, не враховує існування квантів, а й квантова фізика, базується на принципово відмінних концепціях, будуються відповідно до законів термодинаміки. З точки зору конструктивного розвитку сучасних теорій термодинаміка може в якомусь сенсі гратися спрямовуючу роль, обмежуючи число прийнятних гіпотез, але не вказуючи, звичайно, той чи інший певний шлях розвитку. Точніше, оскільки термодинаміка розглядає лише загальні властивості систем, не вдаючись у деталі окремих процесів, вона не ризикує впасти в помилки, що часто загрожує більш «сміливим» теоріям, які претендують на детальний опис процесу. І сорок років тому, на думку багатьох фізиків, вважалося кращим використовувати термодинамічні методи, не вводячи більш детальних і більш сміливих концепцій. Цей обережний метод був названий енергетичним. Але якщо обережність - мати безпеки, то доля посміхається лише відважним. І тоді як прихильники енергетичного методу топталися на одному місці, хоча і на твердому грунті, прихильники більш детального опису елементарних явищ, розвиваючи атомістичні і корпускулярні концепції, відкривали нові незвідані області.

Ці концепції отримали такі численні експериментальні підтвердження і привели до відкриття такого великого числа нових співвідношень, про існування яких «енергетика» не могла навіть підозрювати, що в Теперішній час стара «енергетична» тактика вже давно залишена. Щоб простежити шлях розвитку класичної фізики, необхідно розглянути новий світ атомів і частинок. 3

1.3 Роль ентропії як міри хаосу

Поява теорії самоорганізації в сучасному природознавстві ініційовано, мабуть, підготовкою глобального еволюційного синтезу всіх природничих дисциплін. Цю тенденцію в чималому ступені стримувало така обставина, як разюча асиметрія процесів деградації та розвитку в живій і неживій природі. У класичній науці XIX ст. панувало переконання, що матерії початку властива тенденція до руйнування будь-якої впорядкованості, прагнення до вихідного рівноваги (в енергетичному сенсі це й означало невпорядкованість або хаос). Такий погляд на речі сформувався під впливом рівноважної термодинаміки.

Ця наука займається вивченням процесів взаємоперетворення різних видів енергії. Нею встановлено, що взаємне перетворення тепла і роботи неравнозначно. Робота може повністю перетворитися на тепло тертям або іншими способами, а ось тепло повністю перетворити на роботу принципово неможливо. Це означає, що під взаємопереходах одних видів енергії в інші існує виділена самою природою спрямованість. Знамените другий початок (закон) термодинаміки у формулюванні німецького фізика Р. Клаузіуса звучить так: "Теплота не переходить мимовільно від холодного тіла до більш гарячого". Закон збереження і перетворення енергії (перший початок термодинаміки), в принципі, не забороняє такого переходу, аби кількість енергії зберігалося в колишньому обсязі. Але в реальності це ніколи не відбувається. Дану однобічність, односпрямованість перерозподілу енергії в замкнутих системах і підкреслює другий початок термодинаміки. Для відображення цього процесу в термодинаміку було введено нове поняття - "ентропія". Під ентропією стали знижувати міру безладу системи. Більш точне формулювання другого початку термодинаміки прийняла такий вигляд: при мимовільних процесах в системах, що мають постійну енергію, ентропія завжди зростає.

Фізичний сенс зростання ентропії зводиться до того, що складається з певної кількості частинок ізольована (з постійною енергією) система прагне перейти в стан з найменшою впорядкованістю руху частинок. Це і є найбільш просте стан системи, або термодинамічна рівновага, при якому рух частинок хаотично. Максимальна ентропія означає повне термодинамічна рівновага, що еквівалентно хаосу.

Загальний висновок досить сумний: необоротна спрямованість процесів перетворення енергії в ізольованих системах рано чи пізно призведе до перетворення всіх її видів на теплову енергію, яка розсіється, тобто в середньому рівномірно розподілиться між усіма елементами системи, що і буде означати термодинамічна рівновага або хаос. Якщо Всесвіт замкнута, то її чекає саме така незавидна доля. З хаосу, як стверджували стародавні греки, вона народилася, в хаос ж, за припущенням класичної термодинаміки, і повернеться.

Виникає, правда, цікаве питання: якщо Всесвіт еволюціонує тільки до хаосу, то як вона могла виникнути і зорганізуватися до нинішнього впорядкованого стану. Але цим питанням класична термодинаміка не переймалася, бо формувалася в епоху, коли нестаціонарний характер Всесвіту не обговорювалося. У цей час єдиним німим докором термодинаміці служила дарвінівська теорія еволюції. Адже передбачуваний нею процес розвитку рослинного і тваринного світу характеризувався його безперервним ускладненням, наростанням висоти організації і порядку. Жива природа чомусь прагнула геть від термодинамічної рівноваги і хаосу. У наявності була явна нестиковка законів розвитку неживої і живої природи.

Після заміни моделі стаціонарного Всесвіту на розвивається в якій ясно проглядалося наростаюче ускладнення організації матеріальних об'єктів - від елементарних і субелементарного частинок в перші миті після Великого вибуху до зоряних і галактичних систем, - невідповідність законів стало ще більш явним. Адже якщо принцип зростання ентропії настільки універсальний, як же могли виникнути такі складні структури? Випадковим "обуренням" в цілому рівноважної Всесвіту їх не пояснити. Стало ясно, що для збереження несуперечності загальної картини світу необхідно постулювати наявність у матерії в цілому не тільки руйнівною, а й творчої тенденції. Матерія здатна здійснювати роботу і проти термодинамічної рівноваги, самоорганізовуватися і самоусложняться.

Постулат про здатність матерії до саморозвитку в філософію був введений досить давно. А ось його необхідність у фундаментальних природничих науках (фізиці, хімії) почали усвідомлювати тільки зараз. На цій хвилі і виникла теорія самоорганізації. Її розробка почалася кілька десятиліть тому. В даний час вона розвивається за кількома напрямками: синергетика (Г. Хакен), нерівноважна термодинаміка (І. Р. Пригожий) та ін Загальний зміст комплексу синергетичних (термін Г. Хакена) ідей, які розвивають ці напрямки, полягає в наступному: процеси руйнування і творення, деградації і еволюції у Всесвіті рівноправні; процеси творення (наростання складності і впорядкованості) мають єдиний алгоритм, незалежно від природи систем, в яких вони здійснюються. Таким чином, синергетика претендує на відкриття якогось універсального механізму, за допомогою якого здійснюється самоорганізація як в живій, так і неживої природи. Під самоорганізацією при цьому розуміється спонтанний перехід відкритої нерівноважної системи від менш складних і упорядкованих форм організації до більш складних і впорядкованим. Звідси випливає, що об'єктом синергетики можуть бути аж ніяк не будь-які системи, а тільки ті, які відповідають як мінімум двом умовам. Перш за все, вони повинні бути: ка ». відкритими, тобто обмінюватися речовиною або енергією з зовнішнім середовищем; і істотно нерівновагими, або знаходитися в стані, далекому від термодинамічної рівноваги. 4

Але саме такими є більшість відомих нам систем. Ізольовані системи класичної термодинаміки - це певна ідеалізація, в реальності вони - виняток, а не правило. Складніше йде справа зі Всесвіту в цілому. Якщо вважати Всесвіт відкритою системою, то що може служити її зовнішнім середовищем? Сучасна фізика вважає, що для речовій Всесвіту таким середовищем є вакуум.

Отже, синергетика стверджує, що розвиток відкритих і сильно нерівноважних систем протікає шляхом наростаючої складності та впорядкованості. У циклі розвитку такої системи спостерігаються дві фази:

1) період плавного еволюційного розвитку, з добре передбаченими лінійними змінами, підводять в підсумку систему до деякого нестійкого критичного стану;

2) вихід з критичного стану одномоментно, стрибком і перехід в новий стійкий стан з більшою ступенем складності і впорядкованості.

Важлива особливість другої фази полягає в тому, що перехід системи в новий стійкий стан неоднозначний. Досягла критичних параметрів (точка біфуркації) система зі стану сильної нестійкості як би "звалюється" в одне з багатьох можливих, нових для неї стійких станів. У цій точці еволюційний шлях системи, можна сказати, розгалужується, і яка саме гілка розвитку буде вибрана - вирішує випадок! Але після того як "вибір зроблено" і система перейшла в якісно новий стійкий стан - назад вороття немає. Цей процес незворотній. А звідси випливає, що «розвиток таких систем має принципово непередбачуваний характер. Можна прорахувати варіанти можливих шляхів еволюції системи, але якою саме буде обраний - однозначно спрогнозувати не можна.

Самий популярний і наочний приклад утворення структур наростаючої складності - добре вивчене в гідродинаміці явище, назване осередками Бенара. Під час підігрівання рідини, що знаходиться у посудині круглої або прямокутної форми, між нижньою і верхньою її шарами виникає деяка різниця (градієнт) температур. Якщо градієнт малий, то перенесення тепла відбувається на мікроскопічному рівні і ніякого макроскопічного руху не відбувається. Однак при досягненні градієнтом деякого критичного значення в рідині раптово (стрибком) виникає макроскопічне рух, який утворює чітко виражені структури у вигляді циліндричних осередків. Зверху така макроупорядоченность виглядає як стійка чарункова, структура, схожа на бджолині стільники.

Це добре знайоме всім явище з позицій статистичної механіки неймовірно. Адже вона свідчить, що в момент утворення осередків Бенара мільярди молекул рідини, як за командою, починають вести себе скоординовано, узгоджено, хоча до цього перебували в хаотичному русі. Створюється враження, ніби кожна молекула "знає", що роблять всі інші, і бажає рухатися, в загальному строю. (Слово "синергетика", до речі, як раз і означає "спільна дія"). Класичні статистичні закони тут явно не працюють, це явище іншого порядку. Адже якби, навіть випадково, така "правильна" і стійко "кооперативна" структура утворилася, що майже неймовірно, вона тут же би і розпалася. Але вона не розпадається. При відповідних умовах (приплив енергії ззовні), а, навпаки, стійко зберігається. Значить, виникнення структур наростаючої складності - не випадковість, а закономірність.

Пошук аналогічних процесів самоорганізації в інших класах відкритих нерівноважних систем начебто обіцяє бути успішним: механізм дії лазера; зростання кристалів; хімічні годинник (реакція Бєлоусова-Жаботинського); формування живого організму; динаміка популяцій; ринкова економіка, нарешті, в якій хаотичні дії мільйонів вільних індивідів призводять до утворення стійких і складних макроструктур. Все це приклади самоорганізації систем самої різної природи.

Синергетична інтерпретація такого роду явищ відкриває нові можливості та напрямки їх вивчення. В узагальненому вигляді новизну синергетичного підходу можна виразити такими позиціями.

Хаос не тільки руйнівний, але і творцем, конструктивний; розвиток здійснюється через нестійкість (хаотичність).

Лінійний характер еволюції складних систем, до якого звикла класична наука, не правило, а, швидше, виняток; розвиток більшості таких систем носить нелінійний характер. А це означає, що для складних систем завжди існує декілька можливих шляхів еволюції.

Розвиток здійснюється через випадковий вибір однієї з кількох дозволений можливостей подальшої еволюції в точці біфуркації. Отже, випадковість - не прикре непорозуміння; вона вбудована в механізм еволюції. А нинішній шлях еволюції системи, можливо, не краще, ніж ті, які були відкинуті випадковим часом

Ентропія, в перекладі з грецького означає перетворення. Всі процеси в природі протікають в напрямку збільшення ентропії. Термодинамічної рівноваги системи відповідає стан з максимумом ентропії. Рівновага, якому відповідає максимум ентропії, називається абсолютно стійким. Таким чином, збільшення ентропії системи означає перехід в стан, що має велику ймовірність. Тобто ентропія характеризує ймовірність, з якою встановлюється те чи інше стан, і є мірою хаотичності або незворотності. Це міра хаосу в розташуванні атомів, фотонів, електронів та інших часток. Чим більше порядку, тим менше ентропія. 5

2. Природознавство і екологія. Екологічна обстановка в місці мого проживання

2.1 Взаємозв'язок екології та природознавства

Термін «екологія», вперше спожитий німецьким біологом Е. Геккелем у 1866 р., позначає науку про взаємини живих організмів з навколишнім середовищем.

Сьогодні екологічну ситуацію у світі можна охарактеризувати як близьку до критичної. Перша Конференція ООН з навколишнього середовища в 1972 р. офіційно констатувала наявність на Землі глобальної екологічної кризи всієї біосфери. Сьогодні в наявності вже не локальні (регіональні), а глобальні (всесвітні) екологічні проблеми: знищені і продовжують знищуватися тисячі видів рослин і тварин; значною мірою знищений лісовий покрив; стрімко скорочується наявний запас корисних копалин; світовий океан не тільки виснажується в результаті знищення живих організмів, але і перестає бути регулятором природних процесів; атмосфера в багатьох місцях забруднена до гранично допустимих норм, чисте повітря стає дефіцитом; на Землі практично немає жодного квадратного метра поверхні, де б не знаходилося штучно створених людиною елементів.

З початком космічних польотів проблеми екології перемістилися і у відкритий космічний простір. Неутилізованих відходів від космічної діяльності людини накопичуються в космосі, що також стає все більш гострою проблемою.

Виникла ще одна невідома раніше проблема - екологія і здоров'я людини. Забруднення атмосфери, гідросфери та грунту призвели до зростання і зміни структури людських захворювань. З'являються нові хвороби, принесені цивілізацією: алергічні, променеві, токсичні.

Які ж шляхи вирішення екологічних проблем "? Перш за все слід перейти від споживчого, технократичного підходу до природи до пошуку гармонії з нею. Для цього, зокрема, необхідний ряд цілеспрямованих заходів по екологізації виробництва: застосування природозберігаючих технологій та виробництв, обов'язкова екологічна експертиза нових проектів , а в ідеалі - створення безвідходних технологій замкнутого циклу, нешкідливих як для природи, так і для здоров'я людини. Необхідний невблаганний, жорсткий контроль за виробництвом продуктів харчування, що вже здійснюється в багатьох цивілізованих країнах.

Крім того, потрібна постійна турбота про підтримку динамічної рівноваги між природою і людиною. Людина повинна не тільки брати у природи, а й віддавати їй (посадки лісів, риборозведення, організація національних парків, заповідників тощо).

Екологічний інтернаціонал Зеленого Хреста і Півмісяця Зеленого в даний час розробляє програму з вирішення проблеми «озонових дір» в атмосфері Землі. Слід, однак, визнати, що через вельми різного рівня соціально-політичного розвитку держав світу міжнародне співробітництво в екологічній сфері ще дуже далеко від бажаного і необхідного рівня.

2.2 Екологічна обстановка в місті Новосибірську

Основними джерелами забруднень атмосфери міста є автомобільний транспорт (до 66%), ТЕЦ (до 25%), комунальні котельні (до 4%), підприємства (до 4,5%) і викиди приватного сектора (пічні труби). Щорічно в повітряний басейн викидається 300 ÷ 360 тис. тонн забруднюючих речовин, у тому числі тих, концентрація яких перевищує гранично допустимі рівні. Більше всього повітря в місті забруднений: формальдегідом (від 3 до 4,5 ГДК), бенз (а) піреном (до 3 ГДК), діоксидом азоту (до 1,2-1,3 ГДК), аміаком (до 1,2 ГДК ), фтористим воднем (до 1,1 ГДК). пилом (до 1,2 ГДК). Саме автомобільний транспорт визначає рівень забруднення атмосфери міста найбільш небезпечними канцерогенними і мутагенними речовинами: на 82,2% бенз (а) піреном і на 99,3% - формальдегідом, а також іншими забруднюючими речовинами - оксидом вуглецю (92,9%) і оксидом азоту (28,3%).

Рівень забруднення атмосфери Новосибірська, як і багатьох великих міст, залежить не тільки від кількості викинутих в атмосферне повітря забруднюючих речовин, а й від наявності несприятливих метеорологічних умов - штилів, інверсій температур, туманів-сприяють накопиченню шкідливих домішок у приземному шарі повітря. При несприятливих для розсіювання домішок метеорологічних умовах, відбувається зростання концентрацій окислів азоту, оксиду вуглецю, сажі, пилу. Крім того, при температурі повітря понад 22-24oС і її невеликій зміні протягом доби в міській атмосфері відбувається збільшення вмісту формальдегіду. У цілому розсіюючі здібності атмосфери в районі Новосибірська вище ніж, наприклад, в Кузбасі і Східного Сибіру, ​​але істотно нижче в порівнянні з європейською територією Росії, що й відображає підвищений метеопотенціал забруднення атмосфери.

У місті систематично ведеться робота, спрямована на зниження забруднення атмосфери. Істотно скоротилося шкідливий вплив автотранспорту після переведення його у 2000 році на неетилований бензин і малосірчисте дизельне паливо. Це зокрема на 90% позбавило городян від викидів автомобілями свинцю. Муніципальний транспорт оснащується обладнанням, де в якості моторного палива використовується стиснутий природний газ, що дозволяє скоротити викиди оксиду вуглецю в 5 разів, оксидів азоту і вуглеводнів - удвічі, а канцерогенних речовин майже в 100 разів. За останні роки в Новосибірську пройшли екологічний контроль понад 100 тис. автомобілів. На ТЕЦ постійно проводяться роботи по зростанню ККД котлоагрегатів, поліпшенню газоочистки, підвищенню ефективності золоуловлювання, а також придушення пилення золовідвалів. Запровадження нових технологій на ряді промислових підприємств поряд з посиленням технологічної дисципліни дозволило зменшити забруднення повітря в місті.

У річках Об і Іня більша частина забруднень надходить транзитом від «суміжних територій». На ділянці Обі від Барнаула до Новосибірського водосховища вода характеризується як «забруднена». Новосибірське водосховище, яке є водоймою з високою самоочищаються здатністю, приймаючи забруднені води з території Алтайського краю, сприяє поліпшенню якості води до «помірно забрудненою». Однак і місто робить чималий внесок у загальну масу забруднюючих речовин, внаслідок неорганізованих стоків. У межах міської межі проявляється недолік водоохоронних зон. В даний час весь організований і неорганізований поверхневий стік з території Новосибірська в обсязі понад 65 млн. м3/рік надходить в річки Об, Іня та їх притоки без очищення, забруднюючи їх завислими речовинами (27 тис. тонн / рік), нафтопродуктами (1, 1 тис. тонн), плаваючими речовинами (близько тисячі м3, органічними і біогенними речовинами, а також хімічними речовинами різного ступеня шкідливості, що потрапляють без очищення у водойми (20% від загальноміського скидання). У 1982 році в місті побудовані найбільші в Сибіру очисні споруди з повною біологічної очисткою загальноміського стоку, а в 1995 році введена друга черга заміського самопливного колектора. Однак до теперішнього часу системою зливової каналізації не охоплено близько 70% території міста. Тому виміри виявляють вміст забруднень вод в місті вище допустимих рибогосподарських нормативів.

Річка Об є основним джерелом водопостачання Новосибірська. З неї на господарсько-питні потреби щорічно забирається чотирма комунальними та відомчим (НЗКХ) водозаборами понад 700 млн м3. З підземних джерел відбір води становить менше 2% від загального обсягу споживання, і це небезпечно: в разі аварійного забруднення Обі місто може опинитися без води. Для підвищення надійності необхідна комбінована система водопостачання, в якій певну частку повинна становити вода з артезіанських свердловин.

Непроста в Новосибірську і радіаційна обстановка. Джерелами радіоактивного забруднення міського середовища є підвищений природний (природний) радіоактивний фон, техногенні забруднення, що випали ще десятки років тому радіоактивні опади від підземних і повітряних ядерних випробувань, проведених в Казахстані, використання радіоактивних порід в якості будівельних матеріалів, застосування джерел іонізуючого випромінювання в медичних цілях . Певну небезпеку для міста представляє собою озеро-відстійник в заплаві річки Пашенко, куди по трубі-пульпопроводу раніше надходили радіоактивні відходи НЗКХ. Але, мабуть, найбільш гострими є проблеми, пов'язані з радіаційним впливом на жителів міста природного радону. Новосибірськ розташований на гранітних масивах з підвищеним вмістом урану-238, продуктом розпаду якого є радон-222. Сумарна активність радону в грунтовому повітрі на території міста за даними ДПП "Березовгеология» змінюється в діапазоні 1000-91000 Бк/м3, в той час як допустима концентрація складає всього 200 Бк/м3.

Масштаби електромагнітного забруднення середовища міст стали настільки істотні, що ВООЗ включила цю проблему в число найбільш актуальних для людства. Електромагнітні поля впливають на нервово-гуморальну систему людини, викликають порушення обміну речовин, беруть участь у сенсибілізації організму. Якщо раніше основним джерелом цього роду забруднень були випромінюють електромагнітну енергію 50 Гц високовольтні лінії електропередачі, то за останні роки у містах різко збільшилася кількість різноманітних джерел електромагнітних полів у вceм частотному діапазоні, аж до десятків ГГц. Це системи стільникового зв'язку, велика кількість систем мобільного радіозв'язку, станцій супутникового зв'язку, радари ДАІ, кілька нових телеканалів і десятки радіомовних станцій, нагрівальні елементи і прилади з мікрохвильовим і інфрачервоним випромінюванням, термінали і комп'ютери та інші технічні системи.

Висновок

Природознавство - наука про природу («єство» - «природа»). Предмет природознавства-факти, явища, які сприймаються нашими органами чуття, оточуючий нас світ і наше розуміння світу. А також - різні форми руху матерії в природі; сходи послідовних рівнів організації матерії та їх взаємозв'язку; основні форми всякого буття-простір і час; закономірний зв'язок явищ природи.

Ще 200 років тому закони природи представлялися як розрізнені правила, виведені з досвіду і майже не пов'язані між собою. Багато фізиків намагалися перетворити відкриті закони, теорії, правила, ефекти і явища в строгу науку, але зробити це було не легко. Одні вважали, що всі явища слід пояснювати, спираючись на механіку, і що все в природі складається з найдрібніших частинок: атомів, монад, корпускул. Інші наполягали на тому, що первинним у природі є рідини і що Всесвіт заповнена всепроникною субстанцією - ефіром. Тепло також вважали однією з рідин, і теорія теплороду була вельми популярною основою вчення про тепло. Істина народжувалась у важкій боротьбі ідей і думок.

У Всесвіті плином всіх теплових процесів управляє ентропія, яка зростає із зростанням Часу, і величина температури, як і всі інші величини, змінюється з часом і координатами.

Як і всі науки, фізика перебуває в стані безперервного розвитку. Постійно виявляються нові ефекти, відкриваються зв'язку між різними явищами природи, формулюються закони.

Найдивовижніше в нашому світі - це те, що він пізнати. Але зрозуміти його можна лише вивчивши витоки фізичної науки. Це, може бути, важливіше, ніж досконально вивчити сьогоднішні ідеї, які врешті-решт можуть і самі змінитися.

Список літератури

  1. Карпенків С. Х. Концепції сучасного природознавства: Підручник для вузів. - М.: Академічний проект, 2001. - 639 с.

  2. Кібець І. М., Кібець В.І. Фізика. Довідник. - Харків: Фоліо; Ростов н / Д: Фенікс, 2003.-566с.

  3. Найдиш В.М. Концепції сучасного природознавства. Навчальний посібник. М.: Вища школа, 1999. - 350 с.

  4. Рузавін Г.І. Концепції сучасного природознавства. М.: Культура і спорт, 2003.-722с.

  5. Торосян В. Г. Концепції сучасного природознавства: Учеб. посібник. - М.: Вищ. шк., 2002. - 208 с.

1 Торосян В. Г. Концепції сучасного природознавства: Учеб. посібник. - М.: Вищ. шк., 2002. -115с.

2 Карпенків С. Х. Концепції сучасного природознавства: Підручник для вузів. - М.: Академічний проект, 2001. -269с.

3 Кібець І. М., Кібець В.І. Фізика. Довідник. - Харків: Фоліо; Ростов н / Д: Фенікс, 2003.-358с.

4 Рузавін Г.І. Концепції сучасного природознавства. М.: Культура і спорт, 2003.-354с.

5 Найдиш В.М. Концепції сучасного природознавства. Навчальний посібник. М.: Вища школа, 1999. -198с.

Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Біологія | Реферат
71.7кб. | скачати


Схожі роботи:
Друге початок закон термодинаміки Концепція ентропії і закон її зростання
Економічне зростання джерела і моделі Політика економічного зростання
Еволюція закону збільшення ентропії
Прогнозування ентропії методом статистичний термодинаміки
Прогнозування ентропії утворення органічних речовин
Незворотність - властивість реальних процесів Статистичний характер ентропії
Освоєння приміських лісів Новосибірська
Історія назв вулиць Новосибірська
Екологія та ландшафтна екологія
© Усі права захищені
написати до нас