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环境科学 交叉关系学科EnvironmentalScience AStudyofInterrelationships 四川农业大学城乡建设学院 任课教师 廖邦洪联系方式 llarry915 办公电话 87126606 EldonD Enger BradleyF Smith 4交叉科学原理 物质 能量和环境 学习目标 阅读本章后 你应该能够 1了解到科学通常是可靠的 因为信息的收集需要公正的评价和不断的修正 2了解到物质由原子组成 原子有特殊的亚原子结构 如质子 中子和电子 3认识到每种元素是由具有特定数目的质子和电子的原子组成 同一元素的同位素 其中子数不同 4交叉科学原理 物质 能量和环境 4认识到原子能通过化学键组合在一起 形成分子 5了解到化学键的重组会导致伴随着能量变化的化学反应 6认识到物质已固 液和气态存在 其存在形态取决于分子动能的大小 7认识到能量既不能产生 也不能消失 但是 能量可以由一种形式转化为另一种形式 有的能量转化为用途较少的形式 8了解能量具有不同的品质 科学思考 科学 对一定条件下物质变化规律的总结 科学的特点 可重复验证 可证伪 自身没有矛盾 科学是运用范畴 定理 定律等思维形式反映现实世界各种现象的本质和规律的知识体系 是社会意识形态之一 科学是人类智慧结晶的分门别类的学问 科学就是讲求证据 逻辑严密的人类认知 科学是用来解决问题或了解自然的过程 包括检验可能的答案 科学思考 科学方法 获取知识的途径 它通过形成可能的问题解决方案 然后对提出方法是否有效进行检验 以获取关于世界的信息 事实 科学思考 科学家对科学问题通常有如下基本假设 1在自然界观察到得事件都有其特殊的原因 2这些原因能够被找到 3有通用的规则或模式来描述自然界中发生的事件 4重复发生的事件可能有相同的原因 5一个人观察到得东西也能被他人观察到 6不管事件在何时何地发生 相同的规则普遍适用 进行观察 提出问题 形成假说 检验假说 与其它科学家交流 修正假说 用现有的科学理论和定律进行拟合 提出新的科学理论和定律 观察 提出问题并探索 建立假说 检验假说 提出理论和定律 科学工作者必备的素养 美国休斯顿大学生物化学系高晓莲教授结合亲身经历认为 要做 一个科学家 跟着兴趣走 勤想问题 试着尝试用新方法解决问题 看到即使不可能的事也要努力做 等 是作为一名科学工作者必备的素质和精神 来自同学的启示 段辉辉的 精彩大学 大一 二时 他全力以赴 亦苦亦乐 亦失亦得 但当最终成绩熠熠闪耀时 也验证了一句话 世上只有你想不到的 没有你做不到的 大一 段辉辉轻轻松松拿下多修6 5个学分的必修课 这还只是起点 其学年内他担任学院宣教部副部长职务 亦担任小班学习委员和院青年先锋队宣教部委员 在事务繁多的情况下 他顺利拿下英语四级 六级 计算机二级 并取得了国际商务英语等级考试和高级国际贸易业务员的资格证书 参加由微软公司举办的2007国际办公软件核心技能世界大赛中国区总决赛 成为 全国百强选手 并拿到了MicrosoftOfficeSpecialistExpert的证书 大学生活在段辉辉的眼里是充实而又忙碌的 大二 段辉辉把注意力集中在数学建模上 兴趣引领他走向更高的殿堂 数学建模成为他生活 学习中不可缺少的一部分 他成为数学建模协会副会长 并带领着他们团队先后在国内 国际的数学建模大赛中取得了优异的成绩 也刷新了学校在这一领域的最好成绩 在2007年 高教社 杯全国大学生数学建模竞赛中获得四川赛区二等奖 在2007年中国电机工程学会全国大学生电工数学建模竞赛中获得一等奖 在2008年四川农业大学数学建模竞赛中获得二等奖 在2008年美国大学生数学建模竞赛中获得一等奖 在2008年 高教社 杯全国大学生数学建模竞赛中获得四川赛区二等奖 科学的局限性 隔行如隔山 科学家也要与伦理道德问题做斗争 科学中正常的争论或辩论是科学文明进步的表现 物质结构 原子结构物质的分子属性酸 碱和pH 物质结构 无机物和有机物区别 有机物又含有碳原子的分子组成 这些碳原子通常彼此连接成链状或环状 有机物分子通常比较大 有机物分子的化学键含有大量的化学能 当化学键断裂时其中的化学能被释放出来 并形成新的无机化合物 化学反应化学键放热反应吸热反应活化能催化剂 生物体内的化学反应光合作用6CO2 6H2OC6H12O6 6O2呼吸作用C6H12O6 6O26CO2 6H2O 能量 太阳能 叶绿体 能量原理 能量 做功的能力 当一个物体被移动一段距离时就做了功 能量的种类 动能 势能物质的形态 气态 液态和固态 热力学第一定律能量既不能产生也不能消灭 只能从一种形式转变为另一种形式 热力学第二定律当能量从一种形式转变为另一种形式时将损失一些有用的能量 不能用来做有用功的能量称为熵 entropy 即当能量从一种形式转变为另一种形式时熵增加 能量流的环境意义 能量转变过程中产生的热量消散于宇宙之中是一种普遍现象 某些形式的能量比其它形式更有用 如电能 低质量的能量转化为高质量的能量时 必须做功 低质量的能量 热能 对维持适宜生物生存的环境具有重要作用 能量转化 流动 是维持生态系统结构和功能的重要机制 生态系统的生命活动服从热力学第一 二定律所描述的物理学原理 太阳辐射在生态系统中的传输 复习思考题 1科学原理和非科学原理有什么区别 2什么是假说 为什么它是科学思维方