Journal articles on the topic 'Сферична частинка'

Сепарування сипких матеріалів – це один із найбільш розповсюджених процесів у харчовій та переробній галузях промисловості. Під час сепарування відбувається розділення сипкого матеріалу на дві фракції або суміші на компоненти. Перебіг процесу сепарування залежить від багатьох факторів, зокрема конструкції сепаратора, способу сепарування, режиму сепарування, фізико-механічних властивостей матеріалу та геометричних характеристик його частинок. Для опису процесу сепарування застосовують метод математичного моделювання. Більшість розроблених моделей є емпіричними, вони дозволяють спрогнозувати перебіг процесу. Також для моделювання процесу сепарування широко використовується метод дискретних елементів (DEM). За допомогою цього методу встановлено, що найбільш впливовими факторами на процес сепарування є висота шару матеріалу та його структура. Тому актуальним завданням наукових досліджень у цьому напрямі є розробка моделі шару сипкого матеріалу, яку б можна було використати для моделювання процесу сепарування матеріалу. Значна частина матеріалів, що переробляються або виробляються, мають частинки сферичної форми або форми, що близька до неї. Відповідно, модель шару матеріалу доцільно розробляти для матеріалів, частинки яких мають таку форму. На основі аналізу моделей шару сипкого матеріалу, а також математичних моделей процесу сепарування сипкого матеріалу, запропоновано воксельну модель шару сипкого матеріалу (суміші). Воксельна модель шару матеріалу, що містить крупні та дрібні частинки сферичної форми, дозволяє змоделювати процес сепарування матеріалу, якщо йому надати горизонтальних лінійних коливань. Математична модель, в основі якої воксельна модель шару матеріалу, дозволяє спрогнозувати значення показника якості процесу сепарування сипкого матеріалу залежно від співвідношення фракцій матеріалу в ньому та висоти шару матеріалу. Ключові слова: сепарування, модель шару матеріалу, моделювання процесу сепарування, сепарування сипких матеріалів, сепарування гранульованих матеріалів.

Представлено результати теоретичних досліджень взаємодії ґрунтового середовища з дисковим робочим органом ґрунтообробного знаряддя і визначено складові сили опору шляхом дослідження руху частинки ґрунту по увігнутій сферичній поверхні робочого органу дискатора та визначення лінії контакту ґрунтового середовища із нею; визначення площі контакту ґрунтового середовища із поверхнею робочого органу дискатора; враховуючи напруження, що виникають в ґрунтовому середовищі при дії на нього дискового робочого органу визначено складові відповідної сили опору.В результаті аналітичних досліджень переміщення частинки ґрунту по увігнутій сферичній поверхні робочого органу дискатора з урахуванням сили підпору шару ґрунту, що напливає на дисковий робочий орган, відцентрової сили та сили Коріоліса, що виникають в результаті його обертання, розроблено програмний код в програмному пакеті Mathematica, який дозволяє визначати площу та рівняння лінії контакту ґрунтового середовища із поверхнею робочого органу дискатора в залежності від його конструктивних параметрів: радіуса сферичної поверхні R та діаметра дискаd, кута атаки α і кута нахилу γ та глибини обробітку ґрунту h.Враховуючи отримані залежності площі та рівняння лінії контакту ґрунтового середовища із поверхнею робочого органу дискатора та використовуючи відомі аналітичні закономірності для компонентів нормальних напружень пружно-в’язко-пластичного ґрунтового середовища, розроблено програмний код в програмному пакеті Mathematica, який дозволяє визначати залежності проекцій сили опору від кутів атаки α і нахилу γ робочого органу дискатора, швидкості його переміщення V та глибини обробітку ґрунту h. Зроблені відповідні висновки щодо отриманих результатів теоретичних досліджень.

У роботі досліджено релаксацію модельної системи з використанням кінетичного рівняння. У просторово однорідному випадку, а також максвеллівської функції розподілу з неоднорідним розподілом енергії за ступенями вільності (обертальними і поступальними), у першомунаближенні за концентрацією знайдено вираз для температури як функції часу. Показано, що із зменшенням різниці між початковим та рівноважним значеннями середньої поступальної енергії і зростанням рівноважної температури час релаксації зменшується. Знайдено, що часрелаксації середньої поступальної (обертальної) енергії до рівноважного значення обернено пропорційний кореню квадратному від рівноважної температури та обернено пропорційний концентрації частинок. Для власного моменту інерції, що дорівнює моменту інерції сферичної частинки із ефективним радіусом, значення часу релаксації набуває мінімального значення. Обчислено значення часу релаксації для окремих параметрів частинок системи.

У статті розглянуто розв’язання прямокутних трикутників у судноводінні. Для експлуатації морських суден потрібні висококваліфіковані фахівці-професіонали, здатні керувати судном в різноманітних ситуаціях. Частина ситуацій стандартна, їх штурман повинен аналізувати досить швидко і також швидко приймати рішення. Значне ж число ситуацій носить нестандартний характер, і саме в них першорядне значення набувають теоретична і практична підготовка судноводія, його загальний рівень розвитку і професійна культура. Така підготовка немислима без знань теорії судноводіння, традиційно спирається на велику математичну базу. Майбутньому судноводію необхідні перш за все знання тих розділів математики, які мають безпосередньо відносяться до навігації, дозволяють розглядати прикладні теоретичні завдання. Наприклад, такі розділи математики, як сферична тригонометрія, математична статистика і елементи теорії наближення функцій, утворюють єдиний теоретичний базис визначення координат місця судна з оцінкою його точності. Різноманітність математичних прийомів при розв’язуванні навігаційних завдань і методів їх вирішення, вимагає наповнення загальної математичної підготовки прикладним змістом. Для розв’язування задач в судноводінні морякам корисно звертатися до основам математики. Судноводії повинні вміти розв’язувати прямокутні трикутники, знаходити всі сторони та кути трикутника.

У межах феноменологічної моделі твердих розчинів описано двостадійний процес утворення порожнистих нанодротів у системі "ядро/оболонка" і їх стягування як результат конкуренції ефектів Френкеля, Гіббса–Томсона та оберненого ефекту Кіркендала. Досліджено залежності швидкості та ефективності процесу пороутворення від початкового радіуса циліндра та концентрації швидкого компонента. Дано порівняння з аналогічними результатами, отриманими для сферичносиметричних частинок. Показано, що пороутворення ефективніше проходить у зразках циліндричної форми порівняно зі сферичною, а час існування порожнини залежить від радіуса нанооболонки.

Методом диференційної скануючої калориметрії досліджені нанокомпозити (НК) на основі атактичного полістиролу (ПС) та карбонанотрубок (КНТ) та НК основі ПС та аеросилу (АЕ)з масовим вмістом нанонаповнювача w від 0,5% до 5,0%. Виявлено різний характер впливу високоанізометричних наночастинок КНТ та ізометричних сферичних наночастинок АЕ на теплофізичні, релаксаційні властивості та термодинаміку формування нанокомпозитів. Встановлено, що екстремальний характер поведінки теплофізичних та термодинамічних властивостей ПС/КНТ при w = 0,5…1,0% є результатом переходу ізольованих нанотрубок в агрегати частинок КНТ. Значна адгезія аеросилу до ПС приводить до монотонної зміни термодинамічних властивостей нанокомпозитів та збільшення характеристичних часів релаксації у всьому діапазоні складів.

Вступ. Доклінічне вивчення лікарських препаратів – невід’ємна частина процесу створення лікарського засобу. Доклінічне дослідження є найбільш тривалим та відповідальним етапом розробки лікарського засобу, який вимагає особливих підходів до планування і забезпечення якості при плануванні вимірювальних експериментів, проведенні випробування та оцінки його результатів. Мета дослідження – визначити біобезпечність, гостру токсичність, протимікробну та фунгіцидну дії наночастинок Феруму. Методи дослідження. Біобезпечність синтезованої субстанції наночастинок у тестах in vitro визначали з використанням показників цитотоксичності, мутагенності, молекулярно-генетичного (показник генотоксичності), фізіологічного (стан мікрофлори шлунково-кишкового тракту людини) та біохімічних (ATФ-aзна і лактатдегідрогеназна активність) маркерів. Протимікробну дію нуль-валентного Феруму (Fe0NP) щодо тест-штамів мікроорганізмів визначали методом серійних розведень у бульйоні відповідно до Методичних вказівок 4.2.1890-04, 2004. Використовували такі тест-штами мікроорганізмів, як Salmonella typhimurium, Shigella sonnei, Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa, Proteus vulgaris, Proteus mirabilis, Candida albicans, із колекції Державного науково-контрольного інституту біотехнології і штамів мікро­організмів. Результати й обговорення. Синтезовані наночастинки є частинками Fe0NP. Взаємодія синтезованих наночастинок Феруму з тестовими еукаріотичними клітинами не призводила до появи первинних ДНК‑ушко­джень порівняно з впливом N-нітрозометилсечовини, яка є відомим генотоксикантом. Синтезовані наночастинки характеризувались як біобезпечні у тестах на мутагенність з використанням поліхроматофільних еритроцитів кісткового мозку тварин. Аналіз показав, що експериментальна субстанція Fe0NP у досліджуваному концентраційному діапазоні проявила помірну протимікробну активність у тестах in vitro відносно як грамнегативних (S. typhimurium, S. sonnei, P. aeruginosa, P. vulgaris, P. mirabilis), так і грампозитивних (S. aureus) мікроорганізмів. Однак гриби Candida albicans виявилися нечутливими до наночастинок Феруму в досліджуваних концентраціях. Висновки. Фізико-хімічна характеристика й оцінка критеріїв біобезпечності в тестах in vitro та in vivo свідчать про те, що синтезованим сферичним наночастинкам нуль-валентного Феруму властивий низький рівень потенційної небезпеки: виявлено відсутність генотоксичної, цитотоксичної, мутагенної дій, негативного впливу на ключові біохімічні параметри і загальний фізіологічний стан живого організму. Це дозволяє рекомендувати синтезовану субстанцію наночастинок Феруму для подальших досліджень з метою їх застосування як потенційної біологічно активної субстанції.

Актуальність теми дослідження. На сьогодні при побудові висотних мереж найточнішими залишаються традиційні методи геометричного нівелювання. Попри те, що застосування супутникових технологій є значно економічно вигіднішим і дозволяє отримати координати субміліметрового рівня точності, відсутність високоточних моделей геоїда не дозволяє повноцінно замінити ними традиційні методи. Тому дослідження і покращення методів і алгоритмів побудови поверхні геоїда є актуальною задачею. Постановка проблеми. Є чимало методів побудови поверхні геоїда. Останнім часом дедалі більшу популярність набирають параметричні методи, в основі яких лежить використання сферичних функцій Лежандра дійсного ступеня. До основних недоліків такого роду методів можна віднести те, що вони не є ортогональними у своїй області визначення. Виняток становлять STHA-функції. Відповідно при їх використанні можна застосувати квадратурні формули (напр., другий метод Неймана). Основна проблема полягає в тому, що такі квадратури мають дуже погану збіжність, і необхідно розробити модифіковані методи, які дозволятимуть обчислювати невідомі коефіцієнти мо-делі з меншими витратами часу. Аналіз останніх досліджень і публікацій. Розглянуто публікації, в яких висвітлено основні етапи побудови потенціальних полів з використанням сферичних функцій дійсного ступеня. Виділення недосліджених раніше частин загальної проблеми. Використання STHA-функцій для побудови високоточного регіонального гравітаційного поля є практично надзвичайно складною задачею через повільну збіжність квадратурних рядів.Постановка завдання. Розробити алгоритми, які дозволять покращити збіжність квадратурних рядів при використанні STHA-функцій для побудови високоточного регіонального гравітаційного поля.Виклад основного матеріалу. Розроблено модифікований метод застосування квадратурних формул Гаусса при моделюванні регіонального гравітаційного поля Землі STHA-функціями. Це дозволить будувати високоточні регіональні поверхні геоїда без надмірного використання ресурсів і часу. Висновки відповідно до статті. Запропоновано та апробовано методику для оптимізації обчислення невідомих гармонічних коефіцієнтів моделі регіонального гравітаційного поля з використанням квадратурних формул Гаусса.

Однією із технологічних проблем є недостатньо вивчена дробоструминна очистка, яка широко використовується в різноманітних галузях машинобудування, зокрема сільськогосподарській, для підготовки поверхонь металевих деталей машин і виробів під захисні неметалеві покриття. Надій-ність і довговічність таких виробів на 80% залежать від якості підготовки поверхні дробострумін-ням. Тому вивчення стану поверхонь після їхнього очищення має пріоритетне значення у промисло-вому виробництві металевих виробів, особливо тих, які експлуатуються в агресивних середовищах. Аналітичне прогнозування якості оброблених поверхонь не завжди дає достовірний результат через складність моделювання масового імпульсного впливу потоку атакуючих частинок на атаковану металеву перешкоду і переважно обмежується взаємодією з нею окремої сферичної дробинки. Тому експериментальне визначення окремих характеристик процесу дробоструміння має практичне зна-чення, а часто і визначальне. Метою цієї роботи є розробка методики проведення і отримання ок-ремих результатів експериментальних досліджень процесу дробоструминного очищення металевих поверхонь. Для визначення впливу на геометрію сліду, залишеного дробинкою на атакованій поверхні, вихідних параметрів процесу (кута і швидкості атаки та діаметру дробинки) подано методику дос-лідження ударної взаємодії окремої дробинки з плоским пластинчастим сталевим зразком. Дослі-дження проводили в лабораторії Полтавської державної аграрної академії на розробленій установці (стенді) з використанням однозарядного пневматичного пістолета марки «ИЖ-53М», який тесту-вався за швидкістю вильоту дробинки з дула за допомогою сертифікованого оптоелектронного ви-мірювального комплексу ИБХ-731. Для визначення шорсткості обробленої поверхні, ступеня шаржу-вання та інтенсивності руйнування поверхневого шару проводили дослідження взаємодії з поверхнею сталевих дискових зразків дробоструминного факела на модернізованій промисловій установці ВАТ «Полтавський автоагрегатний завод». Зразки піддавали термічній обробці в режимі нормалізацій-ного відпалу в камерній електропечі СНЗ-6,3 х 13

Інтенсивне впровадження електротехніки, радіотехніки й електроніки майже у всі галузі народного господарства, науку, техніку, медицину, побут поставило перед широким колом фахівців (радіоінженери, інженери з прискорювальних установок, з ядерної техніки, електроніки, автоматики тощо) завдання активного освоєння методів розрахунків електродинамічних задач. Створення та експлуатація новітніх радіоелектронних пристроїв та приладів визначають зростаючу потребу у добре підготованих фахівцях радіотехнічного напряму.У сучасній радіотехніці й зв’язку широке застосування знаходять електромагнітні хвильові процеси і різноманітні пристрої, у яких ці процеси відіграють суттєву роль: передавальні лінії й хвилеводи, випромінювачі й приймальні антени, об’ємні резонатори й фільтри, невзаємні пристрої з феритами, елементи обчислювальних машин і комутаційних пристроїв, що працюють у сантиметровому або оптичному діапазоні.Курс «Технічна електродинаміка» та подібні до нього є обов’язковими для вивчення під час підготовки фахівців. Крім того, електродинаміка є важливою частиною теоретичної фізики, тому курси з електродинаміки читаються у переважній більшості університетів, й, у тій або іншій формі, і в ряді вищих технічних навчальних закладів.За програмою цього курсу найчастіше розглядаються наступні теми:1. Елементи векторного аналізу та математичної теорії поля2. Рівняння Максвелла3. Пласкі електромагнітні хвилі4. Відбиття та переломлення пласких електромагнітних хвиль5. Стале електричне поле6. Стале магнітне поле7. Поширення електромагнітних хвиль8. Хвилеводи9. Об’ємні резонаториВивчення вище перелічених тем вимагає використовувати такі операції з математичної теорії поля, як градієнт, ротор, дивергенція, скалярний та векторний добуток векторів тощо, розв’язувати рівняння у частинних похідних за методами Д’Аламбера (поширення хвиль), відокремлення змінних (рівняння Лапласа, Пуассона, Гельмгольця), визначати структури полів (типи хвиль) у хвилевідних лініях та об’ємних резонаторахЗ іншого боку, чільне місце у підготовці майбутнього фахівця посідає місце вміння використовування систем комп’ютерної математики (СКМ). Підготовка майбутнього фахівця до використання інформаційно-комунікаційних технологій має відбуватися не тільки на заняттях з дисциплін природничо-наукового циклу, а насамперед під час вивчення фундаментальних дисциплін.До простих і відносно нескладних систем комп’ютерної математики, щоправда з дещо обмеженими можливостями, відносять системи Derive та різні версії системи Mathcad. Система Derive вважається навчальною СКМ початкового рівня. Вона функціонує на основі мови штучного інтелекту (MuLisp) і є найменш вимогливою до апаратних можливостей персональних комп’ютерів: це єдина система, яка здатна працювати навіть на комп’ютерах раритетного класу IBM PC ХТ без жорсткого диску. Проте за можливостями вона не може конкурувати з системами більш високого класу ані у чисельних розрахунках, ані у символьних перетвореннях, ані у графічній візуалізації результатів обчислень.До середнього рівня СКМ відносять системи класу Mathcad. Ця СКМ має висококласну систему чисельних обчислень, проте дещо обмежену систему символьних перетворень, що реалізовано системою MuPAD (достатньо сказати, що лише 300 функцій ядра MuPAD доступні у Mathcad). Втім, графічні можливості різних версій Mathcad мало чим поступаються графіці більш складних СКМ.Більшість перших CKM призначалася для чисельних розрахунків. Їх результат завжди конкретний – це або число, або набір чисел, що зображується у вигляді таблиці, матриці або точок графіків. Однак вони не надавали можливості одержати загальні формули, що описують розв’язок задач. Як правило, з результатів чисельних обчислень неможливо було зробити загальні теоретичні, а часом і практичні висновки. Символьні (чи, інакше, аналітичні) операції – це якраз те, що кардинально відрізняє системи класу Maple та Mathematica (і подібні їм символьні математичні системи) від систем для виконання чисельних розрахунків. Під час виконання символьних операцій завдання на обчислення складаються у вигляді символьних (формульних) виразів, і результати обчислень також подаються у символьному вигляді. Числові результати при цьому є окремими, частковими випадками символьних.Вирази, що зображено у символьному вигляді, відрізняються високим ступенем загальності.Maple та Mathematica мають приблизно однакові можливості як в галузі символьних обчислень, так і в галузі числових розрахунків. Варто відзначити, що інтерфейс Maple є більш інтуїтивно зрозумілим, ніж у більш строгої системи Mathematica. Обидві системи в останніх реалізаціях зробили якісний стрибок у напрямі ефективності розв’язання задач в числовому вигляді, зокрема через підвищення швидкості виконання матричних операцій або застосування СКМ Matlab.Як ілюстрацію застосування СКМ Maple до курсу технічної електродинаміки розглянемо кілька прикладів розв’язання типових задач.1. Визначити дивергенцію і ротор векторного поля , яке має в декартовій системі координат єдину складову .with(VectorCalculus):F := VectorField(<20*sin(x/Pi),0,0>, ’cartesian’[x,y,z]); div := Divergence(F); rot := Curl(F); 2. Визначити дивергенцію і ротор векторного поля , яке характеризується такими складовими в циліндричній системі координат: , Аφ = 0, Аz = 0.F := VectorField(<10/r^2,0,0>, ’cylindrical’[r,phi,z]); div := Divergence(F); rot := Curl(F); 3. Визначити дивергенцію і ротор векторного поля , яке має в сферичній системі координат єдину складову Аθ = 8r ехр (– 10r).F := VectorField( <0,0,8*r*exp(-10*r)>, ’spherical’[r,phi,theta] ); div := Divergence(F); rot := Curl(F); 4. Побудувати структуру поля для хвилі типу Н12 у прямокутному хвилеводіcontourplot(H0*cos(m1*Pi*x/a)*cos(n1*Pi*y/b), x=0..a, y=0..b, contours=30, numpoints=2000, coloring=[white,white], filled=true, labels=["a","b"], title="Структура поля класу H (TE)"); 5. Побудувати структуру поля для хвилі типу Е21 у прямокутному хвилеводіcontourplot(E0*sin(m*Pi*x/a)*sin(n*Pi*y/b), x=0..a, y=0..b, contours=30, numpoints=2000, coloring=[white,white], filled=true, labels=["a","b"], title="Структура поля класу Е (TM)"); 6. Побудувати структуру поля для хвилі типу Е21 у круглому хвилеводіcontourplot([r,phi,E0*(epsilonmn/R)^2*BesselJ(m,r*epsilonmn/R)* sin(m*phi)], r=0..R, phi=0..2*Pi, coords=cylindrical, contours=30, numpoints=2000, coloring=[white,white], filled=true, title="Структура поля класу Е (TM)"): З вище викладеного та проілюстрованого випливає, що систему комп’ютерної математики Maple доцільно використовувати під час викладання курсу «Технічна електродинаміка» або подібні до нього, особливо на практичних заняттях або під час самостійної підготовки студентів, щоб суттєво зменшити час на непродуктивні дії обчислень чи графічних побудов.

Система освіти, яка ґрунтується на наукових засадах її організації, характеризується зміщенням акцентів від отримання готового наукового знання до оволодіння методами його отримання як основи розвитку загальнонаукових компетенцій.Уже достатньо чітко визначена спрямованість нової освітньої парадигми, осмислені її детермінуючі особливості, визначено предмет постнекласичної педагогіки та її основоположні аксіоми. Вироблені пріоритети всієї постнекласичної дидактики, аж до розроблення її категоріального апарату. Проте, на фоні такої колосальної роботи педагогічної думки так і не сформульовано достатньо чітко концептуальні основи постнекласичної дидактики, яка перебуває в стані активного формування як загалом, так і по відношенню до її природничо-наукової компоненти.На сучасному етапі модернізації освіти головним завданням стає формування у студентів здатності навчатися, самостійно здобувати знання і творчо мислити, приймати нестандартні рішення, відповідати за свої дії і прогнозувати їх наслідки; за період навчання у них мають бути сформовані такі навики, які їм будуть потрібні упродовж всього життя, у якій би галузі вони не працювали: самостійність суджень, уміння концентруватися на основних проблемах, постійно поповнювати власний запас знань.Зараз вимоги до рівня підготовки випускника пред’являються у формі компетенцій. Обов’язковими компонентами будь-якої компетенції є відповідні знання і уміння, а також особистісні якості випускника. Синтез цих компонентів, який виражається в здатності застосовувати їх у професійній діяльності, становлять сутність компетенції. Отже, інтегральним показником досягнення якісно нового результату, який відповідає вимогам до сучасного вчителя, виступає компетентність випускника університету. Оволодіння сукупністю універсальних (завдяки інтегральному підходові до викладання) і професійних компетенцій дозволить випускнику виконувати професійні обов’язки на високому рівні. Необхідно шляхом інтеграції навчальних дисциплін, використовуючи активні методи та інноваційні технології, які привчають до самостійного набуття знань і їх застосування, допомагати як формуванню практичних навиків пошуку, аналізу і узагальнення любої потрібної інформації, так і набуттю досвіду саморозвитку і самоосвіти, самоорганізації і самореалізації, сприяти становленню і розвиткові відповідних компетенцій, актуальних для майбутньої професійної діяльності учителя.Стосовно обговорюваного питання, то в результаті вивчення циклу природничих дисциплін випускник повинен знати фундаментальні закони природи, неорганічної і органічної матерії, біосфери, ноосфери, розвитку людини; уміти оцінювати проблеми взаємозв’язку індивіда, людського суспільства і природи; володіти навиками формування загальних уявлень про матеріальну першооснову Всесвіту. Звичайно, що забезпечити такі компетенції будь-яка окремо взята природнича наука не в змозі. Шлях до вирішення цієї проблеми лежить через їх інтеграцію, тобто через оволодіння масивом сучасних природничо-наукових знань як цілісною системою і набуття відповідних професійних компетенцій на основі фундаментальної освіти [2].Когнітивною основою розвитку загальнонаукових компетенцій є наукові знання з тих розділів дисциплін природничо-наукового циклу ВНЗ, які перетинаються між собою. Тобто, успішність їх розвитку визначається рівнем міждисциплінарної інтеграції вказаних розділів. Загальновідомо, що найбільший інтеграційний потенціал має загальний курс фізики, оскільки основні поняття, теорії і закони фізики широко представлені і використовуються у більшості інших загальнонаукових і вузькоприкладних дисциплін, що створює необхідну базу для розвитку комплексу загальнонаукових компетентностей.У той же час визначальною особливістю структури наукової діяльності на сучасному етапі є розмежування науки на відносно відособлені один від одного напрями, що відображається у відокремлених навчальних дисциплінах, які складають змістове наповнення навчальних планів різних спеціальностей у ВНЗ. До деякої міри це має позитивний аспект, оскільки дає можливість більш детально вивчити окремі «фрагменти» реальності. З іншого боку, при цьому випадають з поля зору зв’язки між цими фрагментами, оскільки в природі все між собою взаємопов’язане і взаємозумовлене. Негативний вплив відокремленості наук вже в даний час особливо відчувається, коли виникає потреба комплексних інтегрованих досліджень оточуючого середовища. Природа єдина. Єдиною мала б бути і наука, яка вивчає всі явища природи.Наука не лише вивчає розвиток природи, але й сама є процесом, фактором і результатом еволюції, тому й вона має перебувати в гармонії з еволюцією природи. Збагачення різноманітності науки повинно супроводжуватися інтеграцією і зростанням упорядкованості, що відповідає переходу науки на рівень цілісної інтегративної гармонічної системи, в якій залишаються в силі основні вимоги до наукового дослідження – універсальність досліду і об’єктивний характер тлумачень його результатів.У даний час загальноприйнято ділити науки на природничі, гуманітарні, математичні та прикладні. До природничих наук відносять: фізику, хімію, біологію, астрономію, геологію, фізичну географію, фізіологію людини, антропологію. Між ними чимало «перехідних» або «стичних» наук: астрофізика, фізична хімія, хімічна фізика, геофізика, геохімія, біофізика, біомеханіка, біохімія, біогеохімія та ін., а також перехідні від них до гуманітарних і прикладних наук. Предмет природничих наук складають окремі ступені розвитку природи або її структурні рівні.Взаємозв’язок між фізикою, хімією і астрономією, а особливо аспектний характер фізичних знань стосовно до хімії і астрономії дають можливість стверджувати, що роль генералізаційного фактору при формуванні змісту природничо-наукової освіти можлива лише за умови функціонування системи астрофізичних знань. Генералізація фізичних й астрономічних знань, а також підвищення ролі наукових теорій не лише обумовили фундаментальні відкриття на стику цих наук, але й стали важливим засобом подальшого розвитку природничого наукового знання в цілому [4]. Що стосується змісту, то його, внаслідок бурхливого розвитку астрофізики в останні декілька десятків років потрібно зробити більш астрофізичним. Астрофізика як розділ астрономії вже давно стала найбільш вагомою її частиною, і роль її все більше зростає. Вона взагалі знаходиться в авангарді сучасної фізики, буквально переповнена фізичними ідеями й має величезний позитивний зворотній зв’язок з сучасною фізикою, стимулюючи багато досліджень, як теоретичних, так і експериментальних. Зумовлено це, в першу чергу, невпинним розвитком сучасних астрофізичних теорій, переоснащенням науково-технічної дослідницької бази, значним успіхом світової космонавтики [3].Разом з тим, сучасна астрономія – надзвичайно динамічна наука; відкриття в ній відбуваються в різних її галузях – у зоряній і позагалактичній астрономії, продовжуються відкриття екзопланет тощо. Так, нещодавно відкрито новий коричневий карлик, який через присутність у його атмосфері аміаку і тому, що його температура істотно нижча, ніж температура коричневих карликів класів L і T, може стати прототипом нового класу (його вчені вже позначили Y). Важливим є й те, що такий коричневий карлик – фактично «сполучна ланка» між зорями і планетами, а його відкриття також вплине на вивчення екзопланет.Сучасні астрофізичні космічні дослідження дозволяють отримати унікальні дані про дуже віддалені космічні об’єкти, про події, що відбулися в період зародження зір і галактик. Міжнародна астрономічна спілка (МАС) запровадила зміни в номенклатурі Сонячної системи, ввівши новий клас об’єктів – «карликові планети». До цього класу зараховано Плутон (раніше – дев’ята планета Сонячної системи), Цереру (до цього – найбільший об’єкт з поясу астероїдів, що міститься між Марсом і Юпітером) та Еріду (до цього часу – об’єкт 2003 UB313 з поясу Койпера). Водночас МАС ухвалила рішення щодо формулювання поняття «планета». Тому, планета – небесне тіло, що обертається навколо Сонця, має близьку до сферичної форму і поблизу якого немає інших, таких самих за розмірами небесних тіл. Існування в планетах твердої та рідкої фаз речовини в широкому діапазоні температур і тисків зумовлює не тільки величезну різноманітність фізичних явищ та процесів, а й перебіг різнобічних хімічних процесів, таких, наприклад як, утворення природних хімічних сполук – мінералів. На жодних космічних тілах немає такого розмаїття хімічних перетворень, як на планетах. Проте на них можуть відбуватися не тільки фізичні та хімічні процеси, а й, як свідчить приклад Землі, й біологічні та соціальні. Тобто планети відіграють особливу роль в еволюції матерії у Всесвіті. Саме завдяки існуванню планет у Всесвіті відбувається перехід від фізичної форми руху матерії до хімічної, біологічної, соціальної, цивілізаційної. Планети – це база для розвитку вищих форм руху матерії. Слід зазначити, що це визначення стосується лише тіл Сонячної системи, на екзопланети (планет поблизу інших зір) воно поки що не поширюється. Було також визначено поняття «карликова планета». Окрім цього, вилучено з астрономічної термінології термін «мала планета». Таким чином, сьогодні в Сонячній системі є планети (та їх супутники), карликові планети (та їх супутники), малі тіла (астероїди, комети, метеороїди).Використання даних сучасних астрономічних, зокрема астрофізичних уявлень переконливо свідчать про те, що дійсно всі випадки взаємодій тіл у природі (як в мікросвіті, так й у макросвіті і мегасвіті) можуть бути зведені до чотирьох видів взаємодій: гравітаційної, електромагнітної, ядерної і слабкої. В іншому плані, ілюстрація застосувань фундаментальних фізичних теорій, законів і основоположних фізичних понять для пояснення особливостей будови матерії та взаємодій її форм на прикладі всіх рівнів організації матерії (від елементарних частинок до мегаутворень Всесвіту) є переконливим свідченням матеріальної єдності світу та його пізнаваності.Наукова картина світу, виконуючи роль систематизації всіх знань, одночасно виконує функцію формування наукового світогляду, є одним із його елементів [1]. У свою чергу, з науковою картиною світу завжди корелює і певний стиль мислення. Тому формування в учнів сучасної наукової картини світу і одночасно уявлень про її еволюцію є необхідною умовою формування в учнів сучасного стилю мислення. Цілком очевидно, що для формування уявлень про таку картину світу і вироблення у них відповідного стилю мислення необхідний й відповідний навчальний матеріал. В даний час, коли астрофізика стала провідною складовою частиною астрономії, незабезпеченість її опори на традиційний курс фізики є цілком очевидною. Так, у шкільному курсі фізики не вивчаються такі надзвичайно важливі для осмисленого засвоєння програмного астрономічного матеріалу поняття як: ефект Доплера, принцип дії телескопа, світність, закони теплового випромінювання тощо.В умовах інтенсифікації наукової діяльності посилюється увага до проблем інтеграції науки, особливо до взаємодії природничих, технічних, гуманітарних («гуманітаризація освіти») та соціально-економічних наук. Розкриття матеріальної єдності світу вже не є привілеями лише фізики і філософії, та й взагалі природничих наук; у цей процес активно включилися соціально-економічні і технічні науки. Матеріальна єдність світу в тих галузях, де людина перетворює природу, не може бути розкритою лише природничими науками, тому що взаємодіюче з нею суспільство теж являє собою матерію, вищого ступеня розвитку. Технічні науки, які відображають закони руху матеріальних засобів людської діяльності і які є тією ланкою, що у взаємодії поєднує людину і природу, теж свідчать про матеріальність засобів людської діяльності, з допомогою яких пізнається і перетворюється природа. Тепер можна стверджувати, що доведення матеріальної єдності світу стало справою не лише філософії і природознавства, але й всієї науки в цілому, воно перетворилося у завдання загальнонаукового характеру, що й вимагає посилення взаємозв’язку та інтеграції перерахованих вище наук.Звичайно, що найбільший внесок у цю справу робить природознавство, яке відповідно до характеру свого предмета має подвійну мету: а) розкриття механізмів явищ природи і пізнання їх законів; б) вияснення і обґрунтування можливості екологічно безпечного використання на практиці пізнаних законів природи.Інтеграція природничо-наукової освіти передбачає застосування впродовж всього навчання загальнонаукових принципів і методів, які є стержневими. Для змісту інтегративних природничо-наукових дисциплін найбільш важливими є принцип доповнюваності, принцип відповідності, принцип симетрії, метод моделювання та математичні методи.Вважаємо за доцільне звернути особливу увагу на метод моделювання, широке застосування якого найбільш характерне для природничих наук і є необхідною умовою їх інтеграції. Необхідність застосування методу моделювання в освітній галузі «природознавство» очевидна у зв’язку зі складністю і комплексністю цієї предметної галузі. Без використання цього методу неможлива інтеграція природничо-наукових знань. У процесі моделювання об’єктів із області природознавства, що мають різну природу, якісно нового характеру набувають інтеграційні зв'язки, які об’єднують різні галузі природничо-наукових знань шляхом спільних законів, понять, методів дослідження тощо. Цей метод дозволяє, з одного боку, зрозуміти структуру різних об’єктів; навчитися прогнозувати наслідки впливу на об’єкти дослідження і керувати ними; встановлювати причинно-наслідкові зв’язки між явищами; з іншого боку – оптимізувати процес навчання, розвивати загальнонаукові компетенції.Фундаментальна підготовка студентів з природничо-наукових спеціальностей неможлива без послідовного і систематичного формування природничо-наукового світогляду у майбутніх фахівців.Науковий світогляд – це погляд на Всесвіт, на природу і суспільство, на все, що нас оточує і що відбувається у нас самих; він проникнутий методом наукового пізнання, який відображає речі і процеси такими, якими вони існують об’єктивно; він ґрунтується виключно на досягнутому рівні знань всіма науками. Така узагальнена система знань людини про природні явища і її відношення до основних принципів буття природи складає природничо-науковий аспект світогляду. Отже, світогляд – утворення інтегральне і ефективність його формування в основному залежить від ступеня інтеграції всіх навчальних дисциплін. Адже до складу світогляду входять і відіграють у ньому важливу роль такі узагальнені знання, як повсякденні (життєво-практичні), так і професійні та наукові.Вищим рівнем асоціативних зв’язків є міждисциплінарні зв’язки, які повинні мати місце не лише у змісті окремих навчальних курсів. Тому, сучасна тенденція інтеграції природничих наук і створення спільних теорій природознавства зобов’язує викладацький корпус активніше упроваджувати міждисциплінарні зв’язки природничо-наукових дисциплін у навчальний процес ВНЗ, що позитивно відобразиться на ефективності його організації та підвищенні якості навчальних досягнень студентів.Підсумовуючи вище викладене, можна зробити наступні висновки:Однією з особливостей компетентісного підходу, що відрізняє його від знанієво-центрованого, є зміна функцій підготовки вчителів з окремих дисциплін, які втрачають свою традиційну самодостатність і стають елементами, що інтегруються у систему цілісної психолого-педагогічної готовності випускника до роботи в умовах сучасного загальноосвітнього навчального закладу.Інтеграційні процеси, так характерні для сучасного етапу розвитку природознавства, обов’язково мають знаходити своє відображення в природничо-науковій освіті на рівні як загальноосвітньої, так і вищої школи. Майбутнім педагогам необхідно усвідомлювати взаємозв’язок і взаємозалежність наук, щоб вони могли підготувати своїх учнів до роботи в сучасних умовах інтеграції наук.Учителям біології, хімії, географії необхідно володіти методами дослідження об’єктів природи, переважна більшість яких базується на законах фізики і передбачає уміння працювати з фізичними приладами. Крім того, саме фізика створює основу для вивчення різноманітних явищ і закономірностей, які складають предмет інших природничих наук.Інтеграція природничо-наукових дисциплін дозволить розкрити у процесі навчання фундаментальну єдність «природа – людина – суспільство», значно посилить інтерес студентів до вивчення цього циклу дисциплін, дасть можливість інтенсифікувати навчальний процес і забезпечити високий рівень якості його результату.

Анотація: У роботі розглянуто можливість застосування іммобілізованих пивних дріжджів низового зброджування, включених у матрицю гелю полівінілового спирту, у виробництві крафтового пива у закладах ресторанного господарства. Проаналізовано способи іммобілізації мікроорганізмів та вибір носія. Ефективність включення клітин у гелі досягається при оптимальному поєднанні розмірів пор гелю клітини мікроорганізму (дріжджів) та оптимізації мікрооточення клітини. Для підвищення механічної міцності носіїв і більш міцного утримування включених у них клітин використовується обробка матриць біфункціональними зшиваючими реагентами, які здатні взаємодіяти з функціональними групами, які входять до складу оболонки клітини. Перевагою методу є його простота, можливість одержання препаратів у будь якій формі (сферичні частинки, плівки, рулони та ін.), універсальність, тобто можливість використання для іммобілізації будь яких біологічно активних речовин. Одержані зразки іммобілізованих клітин стабільні, оскільки захищені гелем від несприятливих зовнішніх впливів, у тому числі і від бактеріального забруднення, оскільки крупні бактеріальні клітини не можуть проникнути у дрібнопористу матрицю. Встановлено переваги застосування полівінілового спирту у якості носія перед іншими речовинами, які застосовують для іммобілізації та переваги способу іммобілізації включення у структуру матриці який відрізняється міцністю фіксації клітин. Хімічні методи іммобілізації клітин не знаходять широкого розповсюдження. Вони засновані на утворенні ковалентних зв’язків з активованим носієм, на поперечній зшивці клітин за рахунок активних груп амінокислот та інших сполук у оболонці клітин з біфункціональними реагентами, які в свою чергу, мають токсичну дію на клітини, зменшуючи їхню життєдіяльність. Визначено перспективи застосування іммобілізованих клітин у процесах бродіння при отриманні спиртовмісної продукції. Проведено дослідження процесу головного зброджування пивного сусла та проведена порівняльна характеристика якісного показника, який визначається видимим ступенем зброджування, між зразком із застосуванням іммобілізованих дріжджів та зразком із прямим внесенням дріжджів. Можна стверджувати, що спосіб зброджування пивного сусла із застосування іммобілізованих дріжджів не впливає на хід технологічного процесу. Зроблено висновки на користь використання методу зброджування із застосуванням іммобілізованих клітин, який дає значну економію матеріальних ресурсів (дріжджів) у порівнянні із класичною технологією виробництва пива. Запропонована технологія дає можливість значно зменшити витрати на проведення технологічного процесу освітлення та фільтрування крафтового пива і квасу при виробництві у закладах ресторанного господарства, та заощадити матеріальні ресурси, адже використання дріжджів у іммобілізованому вигляді підвищує кратність їх застосування.