Объекты технологических процессов

Объекты технологических процессов
Это то, на что направлена преобразовательная деятельность человека (схема 1).

Схема 1

Рассмотрим эти объекты более подробно.
Все окружающее нас пространство заполнено физическими телами, которые образованы различными веществами и материалами.

Вещество
Вид материи, обладающий определенными свойствами. Вещества образуются из химических элементов. Основными параметрами вещества являются масса, объем, плотность, химическая структура, радиоактивность.
Массой называется скалярная величина, являющаяся мерой инертности тел в поступательном движении. Закон сохранения массы тела, открытый М.В. Ломоносовым, устанавливает, что масса тела не зависит от скорости его движения и остается неизмен­ной при любых происходящих в ней процессах.
Объем - это распределение массы вещества в пространстве.
Плотность - отношение массы вещества к ее объему.
Структура количественно определяется химическими формулами реакций, при которых одни вещества превращаются в другие.
Радиоактивность количественно характеризуется самопроизвольным распадом атомных ядер и излучением избыточной энергии в окружающее пространство.
Все вещества можно разделить:

· на неорганические;

· на органические;

· на ноосферные (греч. noos — разум), включающие как ноонеорганические, так и нооорганические (таблица 3).

Таблица 1. Виды веществ

Неорганические — образуемые химическими процессами взаимодействия энергии
Солнца с веществом Земли, но не обладающие свойствами жизни. Находятся на Земле в четырех агрегатных состояниях: газообразном, жидком, твердом и радиоактивном.

Органические – образуемые из неорганических в результате химических процессов, взаимодействия солнца с веществом и энергией земли и обладающее свойствами жизни. Органические вещества образуют мир живой природы, который представлен микроорганизмами, растениями, животными и человеком.
Ноосферные – созданные разумом и трудом человека и включающие искусственные, ноонеорганические и нооорганические вещества.

Преобразовательная деятельность человека направлена на трансформацию одних веществ в другие на основе законов природы.
Человек преобразует не только вещества, но и материалы, представляющие собой определённые комбинации веществ.
Такими материалами являются:

· Бумага, картон, древесина, металлы и сплавы, композиционные (композитные) материалы, пластмассы, ткани, природные материалы (земля, грунты, горные породы и др.);

· Строительные материалы, изделия и конструкции (известь, цемент, кирпич и др.), продукты, семена, растения, химические материалы (лаки, краски, битумы и др.).

Энергия (греч. energeia - деятельность)

одно из основных свойств материи, единая мера различных форм её движения.
В широком смысле энергия – деятельная сила, настойчивость, жизнерадостность.
Понятие энергии в современном её значении появилось в науке во второй половине XIX века в связи с открытием закона сохранения и превращения энергии.
Многочисленным формам движения материи соответствует определенные виды энергии: механическая, тепловая, электромагнитная, химическая, биологическая, атомная, электрическая, термальная (энергия пара) и др.Существует три источника энергии (схема 2).

Схема 2

К ископаемому топливу (энергоносителям) относятся нефть, природный газ, каменный уголь, торф.
Ископаемое топливо образовалось из остатков растений и животных многие миллионы лет тому назад. Воздействие микроорганизмов и специфические условия в виде огромной температуры и давления превратило эти остатки в углеродные залежи, находящиеся в недрах земли или в глубинах океанов.
Прогнозы запасов ископаемых видов топлива показывают, что нефти и газа хватит еще приблизительно на 40 лет, а угля на 2000 лет.
Ископаемое топливо ценно не только как источник энергии, но и как сырьё для производства предметов повседневного спроса.
Атомная энергия начала использоваться в развитых странах с 1950-х годов. Существует 2 способа извлечения полезной энергии из атомных реакций: расщепление ядер урана и синтез ядер с низким молекулярным весом для получения более тяжелого элемента (например, превращение водорода в гелий).

В результате этих реакций выделяется много тепловой энергии, которая превращает воду в пар. Он приводит в движение турбины, которые вращают генераторы.
Но развитие атомной энергетики сдерживается из-за опасных последствий аварий на атомных электростанциях и отсутствия надежных способов захоронения радиоактивных отходов.

К возобновляемым природным энергиям относятся солнечная, ветровая, водная, геотермальная и энергия биомассы.
Энергия Солнца в 15 ООО раз больше потребляемой каждый год человечеством. Солнце — огромный источник энергии, которая используется для обогрева и получения электроэнергии фотогальваническим методом.
Энергия ветра используется в современных ветровых турбинах для выработки электричества.
Энергия воды используется для выработки электроэнергии на гидроэлектростанциях.
Геотермальная энергия высоких температур гейзеров, вулканов используется для получения тепла и света
Энергия биомассы может превращаться в тепло, топливо или электричество при сжигании древесины, сухого навоза, торфа, твердых городских отходов.
Все виды возобновляемой энергии происходят от Солнца. Они практически неистощимы и экологически безопасны. Однако широкомасштабное их использование затруднено вследствие рассеянной природы этих видов топлива, отдаленного местоположения ресурсов от центров потребления и, главное, дороговизны технологий.
Масштабы потребления энергоресурсов представлены на рисунке 1.

Удобным способом передачи энергии на расстояния является электричество, что позволяет напрямую снабжать объекты энергией. Но это лишь один аспект использования электричества, фактически их гораздо больше. Например, электричество обеспечивает связь (телефон, телеграф и др.), стимулирует деятельность отдельных органов человека и т.д.
Понятие энергии выражает количественную и качественную неуничтожаемость материального движения, его способность к

бесконечным переходам из одной формы в другую. Согласно закону сохранения и превращения энергии все виды энергии взаимо­превращаются и преобразуются. Существуют различные технологии преобразования одного вида энергии в другие.

Информация (лат. informatio — осведомление)
Сведения, данные, знания, которые передаются от человека к человеку. Информация выполняет ряд функций.

· Информация — предмет интеллектуальной деятельности человека.

· Информация — источник знаний человека. Знания можно разделить на две категории: знания фактов (статические, не изменяющиеся знания) и знания правил, которые являются относительными и постепенно изменяются.

· Информация — центральное понятие кибернетики, обозначающее не только сведения, передаваемые людьми в ходе их общения, но и одно из основных свойств объективного мира, которое связано с наличием в нем особого рода процессов, называемых информационными. К таким процессам, например, относятся общение людей, работы систем автоматического регулирования, приспособление живых организмов к меняющимся условиям существования, наследственная передача признаков родителей детям, познание человеческим мозгом окружающего мира и др.

Источниками информации являются: беседы, письма, книги, газеты, журналы, телефон, радио, телевидение, компьютеры.
Информация бывает:

· потенциальной, т.е. возможной;

· актуальной, или необходимой в данный момент.

Актуальной информация становится тогда, когда она приобретает сигнальное значение и появляются процессы ее передачи, переработки и хранения.
Передача и прием информации называется обменом информацией. Обмен информацией может осуществляться в двух формах:

· образной:

· и знаковой.

В образной форме человек воспринимает информацию посредством органов чувств в результате непосредственного общения с объектами внешнего мира. Так, зрение помогает нам воспринимать форму, цвет, размер объектов, слух — звуковые образы внешнего мира. В получении образной информации участвуют также обоняние, осязание, вкус.
В образной форме человек может также передавать информацию посредством жестикуляции, мимики, непроизвольных окриков.

Гораздо чаще обмен информацией осуществляется в знаковой форме: символах, кодах, знаках, языках.
Особая роль в обмене информацией принадлежит языку. Языки делятся на разговорные и формальные.
Разговорные языки — языки повседневного общения людей.
Формальные языки — языки профессионального общения. Так, математики понимают математические символы, музыканты — нотную запись, программисты — языки программирования.

Передача информации происходит путем непосредственного общения в устной или письменной форме и с помощью технических средств (информационных каналов).
Хранение информации может осуществляться либо в памяти человека (оперативная информация), либо посредством внешних носителей — книг, рисунков, магнитных лент, пластинок, магнитных и лазерных дисков и т.д. (внешняя информация). Внешние носители информации выполняют роль вспомогательной памяти человека.

Обмен и хранение информации нужны человеку для ее использования, систематизации, обработки и преобразования либо в уме, либо с помощью вспомогательных технических средств. В результате обработки информации получается новая, которая в свою очередь может передаваться, храниться или обрабатываться.
Технологии, которые перерабатывают информацию, называются информационными. Именно информационные технологии станут технологиями третьего тысячелетия, а знание этих технологий будет жизненной необходимостью для каждого человека.
В зависимости от объектов преобразовательной деятельности человека процесс преобразования есть последовательная смена состояний вещества, материалов, энергии и информации (схема 3).

Вещество в процессах преобразуется, переходя из одного состояния в другое, но сохраняет свою массу и после преобразования.
Энергия в процессах преобразуется из одного вида в другой, но общая сумма энергии до и после преобразования сохраняется.
Информация порождается процессами преобразования вещества и энергии, свидетельствует о формах и количестве преобразований и накапливается в соответствующих формах на носителях.

Схема 3. Процесс преобразования

Особо необходимо отметить, что человек также является объектом преобразовательной деятельности. Как сложнейшая биосоциальная система человек является частью органического мира и носителем энергии и информации. Поэтому в результате преобразовательной деятельности происходит изменение человека, его организма и личностных качеств. Но человек является также и субъектом преобразовательной деятельности. Изменяя окружающий мир, человек изменяет и свою собственную природу. Диалектическая связь человека и окружающего мира представлена на схеме 13.

Схема 4. Взаимосвязь человека и окружающего мира

Преобразование человека (развитие, обучение, воспитание) происходит в различных видах его деятельности.