Чем отличается химия от физики кратко

Обновлено: 05.07.2024

1. Основные науки о природе (физика, химия, биология), их сходство и отличия.

2. Естественнонаучный метод познания и его составляющие: наблюдение, измерение, эксперимент, гипотеза, теория.

Основные науки о природе (физика, химия, биология), их сходство и отличия.

Физика– наука, которая изучает наиболее общие свойства материи и формы ее движения (механическую, тепловую, электромагнитную, атомную, ядерную). Физика имеет много видов и разделов (общая физика, теоретическая физика, экспериментальная физика, механика, молекулярная физика, атомная физика, ядерная физика, физика электромагнитных явлений и т.д).

Химия– наука о веществах, их составе, строении, свойствах и взаимных превращениях. Химия изучает химическую форму движения материи и делится на неорганическую и органическую химию, физическую и аналитическую химию, коллоидную химию и т.д.

Астрономия– наука о Вселенной. Астрономия изучает движение небесных тел, их природу, происхождение и развитие. Важнейшими разделами астрономии, которые сегодня превратились, по существу, в самостоятельные науки, являются космология и космогония.

Космология– физическое учение о Вселенной как целом, ее устройстве и развитии.

Космогония– наука, которая изучает вопросы происхождения и развития небесных тел (планет, Солнца, звезд и др.). Новейшим направлением в познании космоса является космонавтика.

Биология– наука о живой природе. Предметом биологии является жизнь как особая форма движения материи, законы развития живой природы. Биология, по-видимому, является самой разветвленной наукой (зоология, ботаника, морфология, цитология, гистология, анатомия и физиология, микробиология, вирусология, эмбриология, экология, генетика и т.д.). На стыке наук возникают смежные науки, такие как физическая химия, физическая биология, химическая физика, биофизика, астрофизика и т.д.

Итак, в процессе познания природы формировались отдельные естественные науки. Это необходимый этап познания – этап дифференциации знаний, дифференциации наук. Он обусловлен необходимостью охвата все большего и все более разнообразного числа исследуемых природных объектов и более глубокого проникновения в их детали. Но природа – это единый, уникальный, многогранный, сложный, самоуправляющийся организм. Если природа едина, то единым должно быть и представление о ней с точки зрения естественной науки. Такой наукой является естествознание.

Естествознание– наука о природе как единой целостности или совокупность наук о природе, взятая как единое целое. Последние слова в этом определении еще раз подчеркивают, что это не просто совокупность наук, а обобщенная, интегрированная наука. Это означает, что сегодня дифференциация знаний о природе сменяется их интеграцией. Эта задача обусловлена, во-первых, объективным ходом познания природы и, во-вторых, тем, что человечество познает законы природы не ради простого любопытства, а для использования их в практической деятельности, для своего жизнеобеспечения.

Метод- это совокупность приемов или операций практической или теоретической деятельности.

Методы научного познания включают так называемые всеобщие методы, т.е. общечеловеческие приемы мышления, общенаучные методы и методы конкретных наук. Методы могут быть классифицированы и по соотношениюэмпирического знания (т.е. знания полученного в результате опыта, опытного знания) и знания теоретического, суть которого - познание сущности явлений, их внутренних связей.

Химическая физика изучает электронную структуру молекул и твердых тел, молекулярные спектры, элементарные акты химических реакций, процессы горения и взрыва, то есть физические аспекты химических явлений. Термин введен немецким химиком А. Эйкеном в 1930.

Сформировалась в 1920-х гг. в связи с развитием квантовой механики и использованием ее представлений в химии. Граница между химической физикой и физической химией условна. Предмет физической химии наоборот: химический результат физического воздействия (например, смерть человека в результате удара его кирпичем по голове). Одним из достижений химической физики следует считать теорию разветвленных цепных реакций.

Основатель Института химической физики РАН Н.Н. Семенов вел глубокие исследования цепных реакций. Они представляют собой серию самоинициируемых стадий в химической реакции, которая, однажды начавшись, продолжается до тех пор, пока не будет пройдена последняя стадия. Несмотря на то, что немецкий химик М. Боденштейн впервые предположил возможность таких реакций еще в 1913 г., теории, объясняющей стадии цепной реакции и показывающей ее скорость, не существовало. Ключом же к цепной реакции служит начальная стадия образования свободного радикала – атома или группы атомов, обладающих неспаренным электроном и вследствие этого чрезвычайно химически активных. Однажды образовавшись, он взаимодействует с молекулой таким образом, что в качестве одного из продуктов реакции образуется новый свободный радикал. Новообразованный свободный радикал может затем взаимодействовать с другой молекулой, и реакция продолжается до тех пор, пока что-либо не помешает свободным радикалам образовывать себе подобные, т.е. пока не произойдет обрыв цепи.

Особенно важной цепной реакцией является реакция разветвленной цепи, открытая в 1923 г. физиками Г.А. Крамерсом и И.А. Кристиансеном. В этой реакции свободные радикалы не только создают активные центры, но и множатся, создавая новые цепи и ускоряя реакцию. Фактический ход реакции зависит от ряда внешних ограничителей, например таких, как размеры сосуда, в котором она происходит. Если число свободных радикалов быстро растет, то реакция может привести к взрыву. В 1926 г. два студента Н.Н. Семенова впервые наблюдали это явление, изучая окисление паров фосфора водяными парами. Эта реакция шла не так, как ей следовало идти в соответствии с законами химической кинетики того времени. Семенов увидел причину этого несоответствия в том, что они имели дело с результатом разветвленной цепной реакции. Но такое объяснение было отвергнуто М. Боденштейном, в то время признанным авторитетом по химической кинетике. Еще два года продолжалось интенсивное изучение этого явления Н.Н. Семеновым и С.Н. Хиншелвудом, который проводил свои исследования в Англии независимо, и по прошествии этого срока стало очевидно, что Семенов прав.

Н.Н. Семенов опубликовал монографию (Цепные реакции. Л., ОНТИ.,1934), в которой доказал, что многие химические реакции, включая реакцию полимеризации, осуществляются с помощью механизма цепной или разветвленной цепной реакции. Позднее было установлено, что и реакция деления ядер урана-235 нейтронами также носит характер разветвленной цепной реакции.

Часто от многих людей, которые обсуждают тот или иной процесс, можно услышать слова: "Это физика!" или "Это химия!" Действительно, практически все явления в природе, в быту и в космосе, с которыми встречается человек в течение своей жизни, можно отнести к одной из этих наук. Интересно разобраться, чем физические явления отличаются от химических.

Наука физика

Прежде чем отвечать на вопрос, чем физические явления отличаются от химических, необходимо разобраться, какие объекты и процессы исследует каждая из этих наук. Начнем с физики.

Вам будет интересно: Ангажировать – что это: значение слова, его происхождение и синонимы

С древнегреческого языка слово "fisis" переводится, как "природа". То есть, физика - это наука о природе, которая изучает свойства объектов, их поведение в различных условиях, преобразования между их состояниями. Цель физики заключается в определении законов, которые регулируют происходящие природные процессы. Для этой науки не важно, из чего состоит изучаемый объект, и каков его химический состав, для нее важно лишь, как будет себя вести объект, если воздействовать на него теплом, механической силой, давлением и так далее.

Физика делится на ряд разделов, которые изучают определенный более узкий круг явлений, например, оптика, механика, термодинамика, атомная физика и так далее. Кроме того, многие самостоятельные науки зависят полностью от физики, например, астрономия или геология.

Наука химия

Вам будет интересно: Интернированный – это что такое? Значение слова и его происхождение

В отличие от физики, химия является наукой, изучающей структуру, состав и свойства материи, а также ее изменение в результате химических реакций. То есть, объектом изучения химии является химический состав и его изменение в ходе определенного процесса.

Химия, как и физика, имеет множество разделов, каждый из которых изучает определенный класс химических веществ, например, органическая и неорганическая, био- и электрохимия. На достижения этой науки опираются исследования в медицине, биологии, геологии и даже астрономии.

Интересно отметить, что химия, как наука, не признавалась древнегреческими философами из-за ее ориентированности на эксперимент, а также из-за псевдонаучных знаний, которые ее окружали (напомним, что современная химия "родилась" из алхимии). Только с эпохи Возрождения и во многом благодаря работам английского химика, физика и философа Роберта Бойля химию стали воспринимать как полноценную науку.

Примеры физических явлений

Можно привести огромное число примеров, которые подчиняются физическим законам. Например, каждый школьник знает уже в 5 классе физическое явление - движение автомобиля по дороге. При этом не важно, из чего состоит этот автомобиль, откуда он берет энергию, чтобы двигаться, важно лишь то, что он перемещается в пространстве (по дороге) вдоль некоторой траектории с определенной скоростью. Более того, процессы разгона и торможения автомобиля также являются физическими. Движением автомобиля и других твердых тел занимается раздел физики "Механика".

Еще один всем известный пример физических явлений - таяние льда. Лед, будучи твердым состоянием воды, при атмосферном давлении может сколь угодно долго существовать при температурах ниже 0 oC, но, если температуру окружающей среды увеличить хотя бы на долю градуса, либо, если льду непосредственно передать тепло, например, взяв его в руку, то он начнет таять. Этот процесс, который идет с поглощением тепла и изменением агрегатного состояния материи, является исключительно физическим явлением.

Другими примерами физических явлений являются плавание тел в жидкостях, вращение планет по своим орбитам, электромагнитное излучение тел, преломление света при переходе через границу двух разных прозрачных сред, полет снаряда, растворение сахара в воде и другие.

Примеры химических явлений

Как было сказано выше, любые процессы, которые происходят с изменением химического состава тел, принимающих в них участие, изучаются химией. Если возвращаться к примеру с автомобилем, то можно сказать, что процесс сжигания топлива в его двигателе является ярким примером химического явления, поскольку в результате него углеводороды, взаимодействуя с кислородом, приводят к образованию совершенно других продуктов сгорания, основными из которых являются вода и углекислый газ.

К еще одному из ярких примеров рассматриваемого класса явлений относится процесс фотосинтеза в зеленых растениях. Изначально они располагают водой, углекислым газом и солнечным светом, после же завершения фотосинтеза исходных реагентов уже нет, а на их месте образуются глюкоза и кислород.

В общем случае можно говорить, что любой живой организм представляет собой настоящий химический реактор, поскольку в нем происходят огромное количество преобразовательных процессов, например, распад аминокислот и образование из них новых протеинов, перевод углеводородов в энергию для мышечных волокон, процесс дыхания человека, при котором гемоглобин связывает кислород, и многие другие.

Одним из удивительных примеров химических явлений в природе признано холодное свечение светлячков, которое является результатом окисления специального вещества - люциферина.

В технической сфере примером химических процессов является изготовление красителей для одежды и продуктов питания.

Отличия

Чем физические явления отличаются от химических? Ответ на этот вопрос можно понять, если проанализировать приведенную выше информацию об объектах изучения физики и химии. Основным отличием между ними является изменение химического состава рассматриваемого объекта, наличие которого свидетельствует о преобразованиях в нем, в случае же неизменных химических свойствах тела говорят о физическом явлении. Важно не путать перемену в химическом составе и изменение структуры, под которой понимается пространственное расположение атомов и молекул, образующих тела.

Обратимость физических и необратимость химических явлений

В некоторых источниках, при ответе на вопрос, чем физические явления отличаются от химических, можно встретить информацию о том, что физические явления являются обратимыми, а химические - нет, однако, это не совсем верно.

Направление любого процесса можно определить, используя законы термодинамики. Эти законы говорят, что всякий процесс может идти самопроизвольно только в случае уменьшения его энергии Гиббса (уменьшении внутренней энергии и увеличении энтропии). Однако, этот процесс всегда можно обратить вспять, если использовать внешний источник энергии. Для примера скажем, что недавно ученые открыли обратный фотосинтезу процесс, который является химическим явлением.

Процесс горения

Этот вопрос был специально вынесен в отдельный пункт, поскольку многие люди считают горение химическим явлением, но это не верно. Однако, считать процесс горения физическим явлением, тоже будет неправильно.

Распространенное явление горения (костер, сгорание топлива в двигателе, газовая конфорка или горелка и т. д.) - это сложный физико-химический процесс. С одной стороны, он описывается цепью химических реакций окисления, но с другой стороны, в результате этого процесса происходит сильное тепловое и световое электромагнитное излучение, а это уже область физики.

Где находится граница между физикой и химией?

Физика и химия - это две разные науки, которые обладают различными методами исследования, при этом физика может быть как теоретической, так и практической, химия же является, в основном, практической наукой. Однако, в некоторых областях эти науки соприкасаются настолько близко, что граница между ними размывается. Ниже приводятся примеры научных отраслей, в которых трудно определить, "где физика, а где химия":

квантовая механика;
ядерная физика;
кристаллография;
материаловедение;
нанотехнологии.

Как видно из списка, физика и химия тесно пересекаются, когда рассматриваемые явления имеют атомный масштаб. Такие процессы принято называть физико-химическими. Любопытно отметить, что единственным человеком, который получил Нобелевскую премию по химии и физике одновременно, является Мария Склодовская-Кюри.

Разница между физическими и химическими свойствами - Разница Между

Содержание:

Основное отличие - физические и химические свойства

Свойства вещества могут быть разделены на две широкие категории как химические свойства и физические свойства. Если химический состав вещества изменяется при изменении определенного свойства, то это свойство является химическим свойством. Но если изменения свойства не изменяют химический состав вещества, то это свойство является физическим свойством. Основное различие между физическими и химическими свойствами заключается в том, что физические свойства могут наблюдаться без изменения химического состава вещества, тогда как химические свойства могут наблюдаться путем изменения химического состава вещества.

Ключевые области покрыты

1. Что такое физические свойства
- определение, примеры
2. Каковы химические свойства
- определение, примеры
3. В чем разница между физическими и химическими свойствами
- Сравнение основных различий

Основные термины: внешний вид, температура кипения, химические свойства, экстенсивные свойства, интенсивные свойства, температура плавления, физические свойства, свойства.

Каковы физические свойства

Физические свойства - это свойства, которые могут быть измерены без изменения химического состава вещества. Эти свойства могут быть использованы для описания внешнего вида и размеров вещества. Эти физические свойства также могут быть использованы для наблюдения и сравнения различных форм материи.

Физические свойства можно найти в основном в двух типах, как интенсивные свойства и обширные свойства. Интенсивные свойства физические свойства, которые не зависят от количества вещества. Обширные свойства зависит от количества вещества. Это означает, что обширные свойства изменяются при изменении количества вещества.

Свойства, касающиеся внешнего вида вещества, являются интенсивными свойствами. Например, цвет является интенсивным свойством. Точка плавления и температура кипения вещества - это фиксированные (измеренные как стандартные значения) значения, которые зависят только от типа вещества, а не от количества вещества. Плотность также является интенсивным свойством, которое не зависит от количества вещества, поскольку оно определяется как масса единицы объема.

Рисунок 1. Синий цвет медного купороса является одним из его физических свойств.

Обширные свойства зависят от количества вещества, которое рассматривается. Эти свойства изменяются при изменении количества вещества. Например, масса является физическим свойством, потому что она измеряется без изменения химического состава вещества. Масса - это обширное свойство, поскольку оно является мерой количества вещества. Аналогично, объем, длина или другие измерения, которые изменяются при изменении количества вещества, рассматриваются как расширенные свойства.

Каковы химические свойства

Химические свойства - это свойства, которые могут быть измерены путем изменения химического состава вещества. Химический состав вещества подобен идентичности этого вещества; если химический состав изменяется, вещество становится другим веществом. Химические свойства измеряют химические изменения, которые вещество может претерпеть, когда оно подвергается химической реакции. Следовательно, структура образца должна быть изменена, чтобы химические свойства стали очевидными.

Химические свойства вещества могут быть определены путем наблюдения реакций веществ на кислоты, основания, воду или другие химические вещества. Например, если конкретное вещество может реагировать с окислителем или восстановителем, то степень окисления элементов в этом веществе изменяется. Следовательно, степень окисления является химическим свойством. Также существует много других химических свойств, таких как реакционная способность элементов, электроотрицательность, координационное число, энтальпия горения и т. Д.

Рисунок 2: Реакционная способность некоторых металлов

Химические свойства вещества тесно связаны с химическими связями, присутствующими в этом веществе. Чтобы изменить идентичность вещества, мы должны либо сформировать новые химические связи, либо разрушить существующие химические связи. Следовательно, наблюдение химических свойств всегда будет включать обмен энергией между веществом и окружающей средой.

Разница между физическими и химическими свойствами

Определение

Физические свойстваФизические свойства - это свойства, которые могут быть измерены без изменения химического состава вещества.

Химические свойстваХимические свойства - это свойства, которые могут быть измерены путем изменения химического состава вещества.

Химический состав

Физические свойства: Физические свойства могут быть измерены без изменения личности вещества.

Химические свойства: Химические свойства измеряются путем изменения идентичности вещества.

Химические связи

Физические свойстваФизические свойства не имеют прямого отношения к химическим связям вещества.

Химические свойства: Химические свойства имеют прямое отношение к химическим связям.

Количество вещества

Физические свойстваФизические свойства могут зависеть или не зависеть от количества вещества.

Химические свойства: Химические свойства не зависят от количества вещества.

Примеры

Физические свойстваПримеры физических свойств включают массу, плотность, цвет, объем и т. Д.

Химические свойстваПримеры химических свойств включают химическую активность, степень окисления, координационное число и т. Д.

Заключение

Физические и химические свойства веществ очень важны для идентификации и изучения химических соединений. Физические свойства отличаются от химических свойств вещества. Основное различие между физическими и химическими свойствами состоит в том, что физические свойства могут наблюдаться без изменения химического состава вещества, тогда как химические свойства могут наблюдаться путем изменения химического состава вещества.