Природа энергии

Бакалавриат 2025/2026

Статус: Курс обязательный (География глобальных изменений и геоинформационные технологии)

Кто читает: Факультет географии и геоинформационных технологий

Где читается: Факультет географии и геоинформационных технологий

Когда читается: 1-й курс, 1 модуль

Охват аудитории: для своего кампуса

Преподаватели: Акперов Мирсеид Габиль оглы, Зюляева Юлия Анатольевна

Язык: русский

Кредиты: 3

Контактные часы: 42

Дополнительные материалы в LMS Задать вопрос

Аннотация

Курс «Природа энергии» направлен на изучение понятия энергия в контексте современной физики. В ходе курса подробно разбирается представление и формы энергии во основных разделах физики, а именно: механике, физике колебаний и волн, электромагнетизме, термодинамике и квантовой физике. Рассматриваются процессы ее преобразования из одной формы в другую и энергетических потоков в системах различного масштаба, как природных, так и созданных человеком. В рамках курса рассматривается процесс освоения человеком различных форм энергии и нахождения нового пути преобразования одного типа в другой, что всегда сопровождалось открытием новых технологий, научно-техническим прорывом и сильно меняло структуру жизнедеятельности человека, давая новые возможности в социальной, экономической и политической сферах. Полученное в рамках данной дисциплины глубокое понимание концепции энергии и проблем, связанных с ее трансформацией, накоплением и передачей, даст возможность свободно ориентироваться в экономических и политических реалиях современного мира и позволит лучше понимать причины и необходимость «энергоперехода», а также позволит понимать естественные природные процессы с точки зрения энергопотоков.

Цель освоения дисциплины

Знание основных физических принципов, законов, закономерностей и усвоение современных концепций в области физики;
Формирование понимания концепции энергии и физических процессов, стоящих за ее преобразованием из одной формы в другую в системах различного масштаба, таких как планета, город, предприятие, человек и т. д.;
Создание у студентов картины энергетических потоков на планете Земля;
Получение знаний о проблемах, связанных с потреблением, трансформацией, транспортировкой и накапливанием энергии в современном мире.

Планируемые результаты обучения

• знать и применять фундаментальные понятия общей физики в своих исследованиях;
• знать основные типы энергии, ее источники и механизмы преобразования, масштабы потребления и преобразования энергии в системах различного масштаба;
• понимать, как сформировалась современная картина потребления энергии и как человечество осваивало те или иные источники энергии;
• уметь оценивать эффективность перехода на тот или иной источник энергии в зависимости от объема потребления, вида потребления и географического положения потребителя;
• владеть основными методами оценки энергетических потоков, проходящих через системы различного масштаба.
Формирование понимания концепции энергии в рамках классической механики.
Приобретение навыка количественной оценки механической энергии в процессах различного масштаба.
Формирование понимания физических механизмов трансформации одной формы механической энергии в другую.
Формирование понимания понятия энтропии, обратимости физических процессов.
Приобретение навыка сравнительной оценки коэффициентов полезного действия преобразований тепловой энергии в механическую и механической в механическую форму энергии. Формирование глубокого понимания факторов на это влияющих.
Формирование понимания понятия электрической энергии.
Формирования навыка оценки и анализа потребления электроэнергии на различных масштабах (от бытового до промышленного на масштабе государств)
Формирование навыка выстраивания цепочки энергоресурс–трансформация в электроэнергию–накопление–передача потребителю–использование потребителем.
Формирование понимания процессов взаимодействия электромагнитных волн с веществом.
Формирование понимания строения вещества.
Изучение истории электрофикации России. Основные энергопотоки России.

Содержание учебной дисциплины

Раздел 1. Введение. Предмет изучения физики.
Раздел 2. Классическая механика.
Раздел 3. Термодинамика.
Раздел 4. Электромагнетизм.
Раздел 5. Электромагнитные волны.
Раздел 6. Основы ядерной и квантовой физики.
Раздел 7. Источники энергии и современные технологии ВИЭ.

Элементы контроля

Контрольный тест 1
1-ый контрольный тест охватывает темы 1-го, 2-го и 3-го разделов: "Классическая механика" и "Термодинамика"
Контрольный тест 2
Контрольный тест 2 охватывает темы 4, 5 и 6 разделов.
Практическая работа
Практическая работа направлена на анализ физического процесса (по выбору студента, с согласованием с преподавателем) с энергетической точки зрения. В работе должна быть представлена полная цепочка трансформаций форм энергии, которые участвуют в процессе функционирования выбранной системы. Должен быть проведен сравнительный анализ энергетических потоков внутри выбранной системы с другими процессами. Работа выполняется рабочей группой в составе до 4 человек.
Экзамен
Экзамен представляет собой устное испытание в соответствии с данной программой и примерным списком экзаменационных вопросов.
Домашнее чтение
В качестве домашнего задания будет дана глава из книг по физике, перед каждой лекцией будет тест на 5 минут на проверку усвоенной информации из этой главы.

Промежуточная аттестация

2025/2026 1st module
0.1 * Домашнее чтение + 0.15 * Контрольный тест 1 + 0.15 * Контрольный тест 2 + 0.3 * Практическая работа + 0.3 * Экзамен

Список литературы

Авторы

Зюляева Юлия Анатольевна

Программа дисциплины