Научный эксперимент в химической технологии

Наука — область человеческой деятельности, направленная на выработку и систематизацию объективных знаний.
Основой науки является сбор информации, ее постоянное обновление, систематизация и критический анализ.

Задачи науки:
Сбор, описание, анализ, обобщение и объяснение фактов;
Выявление законов природы, общества, мышления и познания;
Систематизация полученных знаний;
Объяснение сущности явлений и процессов;
Прогнозирование процессов, явлений и событий;
Установление направлений и форм практического использования полученных знаний.

Специфика научного исследования
Этапы научно-исследовательской работы
В научно-исследовательской работе выделяют научное направление, проблемы и тематику (тему).
Научное направление – сфера исследований научного коллектива, посвященных решению крупных фундаментальных задач. Структурными единицами направления являются комплексные проблемы, темы и вопросы.
Проблема – сложная научная задача. Как правило, она охватывает определенную область научного исследования, имеет перспективное значение. Проблема состоит из ряда тем.
Тема – научная задача, охватывающая определенную область научного исследования.

Выбор постановки проблемы или темы является сложной и ответственной задачей и состоит из следующих этапов:
Формулировка проблемы;
Разработка структуры проблемы (выделение темы, подтемы и вопросы);
Актуальность проблемы, т.е. ценности для науки и промышленности.

Целью научного исследования является достоверное изучение объекта, процесса или явления, их структуры, связей на основании разработанных научных принципов и методов познания, а также внедрение в производство полученных результатов.

Научные исследования по степени важности для народного хозяйства, целевому назначению, источникам финансирования и продолжительности их выполнения классифицируются на следующие основные виды:
фундаментальные,
прикладные
разработки.

Фундаментальные научные исследования направлены на открытие, изучение новых явлений, законов природы, выявление закономерностей с целью расширения научного познания и установления возможности их рационального использования в практической деятельности. Такие исследования, как правило, ведутся на границе известного и неизвестного, имеют наибольшую степень неопределенности.

Прикладные научные исследования направлены на поиск способов применения результатов достижения фундаментальных наук, создание новых и совершенствование уже существующих материалов или технологий.
Прикладные научные исследования подразделяют на поисковые, научно-исследовательские и опытно-конструкторские.

Проведение поисковых исследований позволяет выявить факторы, определяющие свойства материалов, пути создания новых материалов и технологий.
Результатом научно-исследовательских работ являются новые технологии и материалы.
При выполнении опытно-конструкторских работ осуществляется выбор технологических параметров и конструкционных особенностей оборудования.

Разработка направлена на создание и совершенствование уже существующих материалов и технологий. Конечная цель разработки - подготовка результатов к внедрению.

В понятие «эксперимент» вкладывается научная постановка опытов, наблюдение исследуемого явления в строго контролируемых условиях, позволяющих не только проводить опыт, но и воспроизводить полученные результаты.
Целью эксперимента может быть:
Проверка рабочей гипотезы или теоретических представлений;
Изучение предмета или явления.
К эксперименту предъявляются следующие требования:
Проведение в кратчайший срок;
Минимальные затраты материальных и денежных средств;
Высокое качество полученных результатов.

Также эксперименты различают следующим образом:
по способу формирования условий – естественные и искусственные;
по целям исследования – преобразующие, констатирующие, контролирующие и решающие;
по организации проведения – лабораторные и производственные;
по структуре изучаемых явлений и объектов – простые и сложные;
по числу варьируемых параметров – однофакторный и многофакторный и т.д.

План-программа эксперимента
План-программа эксперимента состоит из следующих этапов:
Рабочая гипотеза;
Методика эксперимента;
Перечень необходимых материалов, приборов, установок;
Список исполнителей эксперимента;
Календарный план работ;
Затраты на выполнение эксперимента.

Отклонение результата отдельного измерения от истинного значения величины называется абсолютной ошибкой или просто ошибкой. Отношение абсолютной ошибки к измеряемой величине называется относительной ошибкой, которую обычно выражают в процентах. В зависимости от причин возникновения различают следующие виды ошибок:
систематические ошибки;
промахи, или грубые ошибки.
случайные ошибки
ошибки измерений
химические ошибки