под моделированием понимаются методы получения и исследования моделей. можно дать несколько определений модели.
модель – это некоторый объект, который на разных этапах исследования может заменять исследуемый объект.
модель – это целевой образ объекта оригинала, отражающий наиболее важные свойства для достижения поставленной цели.
модель – это либо мысленно представляемая, либо материально реализованная система, которая может отображать или воспроизводить объект исследования, а также замещать его с целью изучения и представления новой информации об объекте. таким образом, создание каждой модели всегда имеет какую-либо цель.
под целью понимается конечное состояние, при котором изучаемый объект достигает определенного соответствия во времени и пространстве с другим объектом.
среди основных целей создания модели можно выделить следующие:
гносеологические (познавательные);
образовательные;
;
экспериментальные;
созидательные (проектирование).
для достижения поставленных целей модель должна обладать некоторыми свойствами, которые одновременно являются и критериями оценки качества построения модели.
среди свойств модели можно выделить следующие:
эффективность;
универсальность;
устойчивость;
содержательность;
адекватность;
ограниченность;
полнота;
динамичность.
свойство эффективности показывает, насколько правильным было создание и использование модели для достижения поставленной цели. под универсальностью модели понимается возможность её применения в других и для достижения других целей. устойчивость модели означает её правильную работу в изменяющихся внешних условиях и экстренных ситуациях. свойство содержательности определяет количество функции модели.
среди функций модели выделяют описательную, интерпретаторскую, объяснительную, предсказательную, измерительную функции.
адекватность определяет соответствие модели поставленной . модель всегда отображает объект-оригинал не во всех его свойствах и функциях. таким образом, модель является ограниченной. под полнотой модели понимается наличие сведений об объекте-оригинале, необходимых для достижения поставленной цели. динамичность определяет изменение модели с течением времени.
моделирования определяется серединой 20 века, когда была опубликована монография норберта винера «кибернетика или и связь в животном и машине».
важнейшим в моделировании является понятие информации. под информацией можно понимать следующее:
это обозначение содержания полученного из внешнего мира в процессе нашего приспособления к нему. при этом процесс получения и использования информации является процессом нашего приспособления к случайностям нашей среды и нашей жизнедеятельности в этой среде.
это совокупность, отчужденная от создателя и обобществленная форма знания.
это модель, то есть неадекватное представление знаний.
к примеру, информационной моделью знания можно считать текст, закрепленный на материальном носителе. при этом информационная модель позволяет отделить ценную информацию от несущественной, выбрать аналогии среди различных видов объектов и выбрать в качестве рабочей гипотезы одно из возможных решений.
Закон постоянства состава позволил установить количественные соотношения, в которых различные химические элементы соединяются между собой, Д. Дальтон ввёл в науку понятие о соединительных весах элементов, впоследствии названных эквивалентами. Эквивалентной массой элемента называют такое его количество, которое соединяется единицей (точнее 1,008)массы водорода или с 8 единицами массы кислорода или замещает эти же количества в их соединениях. Теперь эквивалентом элемента называют такое его количество, которое взаимодействует с 1 молем атомов водорода. Например, в соединениях HCl, H2S, NH3, CH4 эквивалент хлора, серы, азота и углерода равен соответственно 1, 1/2, 1/3 и 1/4 моль. Масса 1 эквивалента элемента называется эквивалентной массой. В приведённых выше примерах эквивалентная масса хлора равна 35,5 г/моль, серы — 16 г/моль, азота — 4,67 г/моль, углерода — 3 г/моль. Из опытных данных следует, что единица массы водорода эквивалентна (равноценна) 8 единицам массы кислорода, или 16 единицах массы серы или 9 единицам массы алюминия, или 35,5 единицам массы хлора и т. д. Введение в химию понятия эквивалент позволило сформулировать закон эквивалентов: вещества вступают в реакцию в количествах, пропорциональных их эквивалентам. При решении некоторых задач удобно пользоваться другой формулировкой закона: массы реагирующих веществ пропорциональны их эквивалентным массам. Для определения эквивалентной массы элемента необходимо знать состав его соединения с другим элементом, эквивалентная масса которых известна. Если один элемент образует с другим элементом несколько соединений, то его эквивалентная масса в этих соединениях неодинакова. Например, сера с кислородом образует диоксид серы SO2 и триоксид серы SO3. В первом соединении на 8 единиц массы кислорода приходится 8 единиц массы серы. В триоксиде серы на 8 единиц массы кислорода приходится 5,3 единицы массы серы. Следовательно, в диоксиде серы её эквивалент равен 1/4 моль, а в триоксиде 1/6 моль. Важной характеристикой химического элемента является его валентность. Валентностью называется свойство атомов данного элемента присоединять или замещать в соединении определённое число атомов другого элемента. За единицу валентности принята валентность атома водорода, которая во всех соединениях равна единице. Валентность элемента выражается только целым числом. Валентность, эквивалентная масса и молярная масса связаны соотношением: М(Х) = В·Мeg(X). Из этого уравнения следует, что эквивалентная масса элемента можно рассчитать, разделив мольную массу атомов элемента на его валентность. Понятие об эквиваленте и эквивалентной массе распространяются и на сложные вещества. Химическим эквивалентом сложного вещества называют такое количество его, которое взаимодействует без остатка с одним эквивалентом водорода или с одним эквивалентом любого другого вещества. При решении задач на вычисление эквивалентных масс необходимо иметь в виду следующее: 1) эквивалентная масса оксида равна сумме эквивалентных масс кислорода и элемента, входящего в состав оксида; 2) эквивалентная масса кислоты равна сумме эквивалентных масс водорода и кислотного остатка; 3) эквивалентная масса основания равна сумме эквивалентных масс металла и гидроксильной группы; 4) эквивалентная масса соли равна сумме эквивалентных масс металла и кислотного остатка. Для вычисления эквивалентной массы кислоты необходимо разделить её мольную массу на основность кислоты, которая для данной реакции определяется числом атомов водорода, замещающихся металлом. Так, ортофосфорная кислота Н3РО4 в зависимости от условий протекания реакций может быть вступать как одно-, двух- или трёхосновная. Так при образовании дигидрофосфата, гидрофосфата и фосфата эквивалент фосфорной кислоты будет соответствовать 1, 1/2 и 1/3 моль. Чтобы вычислить эквивалентную массу основания, необходимо его молярную массу разделить на кислотность основания, определяемую числом вступающих в реакцию гидроксильных групп. Из приведённых примеров следует, что эквивалентная масса сложного вещества в общем случае не является величиной постоянной, а зависит от химической реакции, в которой принимает участие данное соединение. Если в реакции принимают участие газообразные вещества, пользуются понятием об эквивалентном объёме, т. е. объёме, который занимает при данных условиях один эквивалент газообразного вещества. Так, при нормальных условиях эквивалентный объём водорода равен 11,2 л, эквивалентный объём кислорода — 5,6 л.