С выделением энергии происходит

2. Энергетический обмен (катаболизм, диссимиляция)

Универсальным источником энергии во всех клетках служит АТФ (аденозинтрифосфат, или аденозинтрифосфорная кислота).

Все энергетические затраты любой клетки обеспечиваются за счёт универсального энергетического вещества — АТФ.

АТФ синтезируется в результате реакции фосфорилирования, то есть присоединения одного остатка фосфорной кислоты к молекуле АДФ (аденозиндифосфата):

АДФ + h4PO4+ 40 кДж = АТФ + h3O.

Энергия запасается в форме энергии химических связей АТФ.  Химические связи АТФ, при разрыве которых выделяется много энергии, называются макроэргическими.

При распаде АТФ до АДФ клетка за счёт разрыва макроэргической связи получит приблизительно \(40\) кДж энергии.

Энергия для синтеза АТФ из АДФ  выделяется в процессе диссимиляции.

Энергетический обмен (диссимиляция, катаболизм) — это совокупность химических реакций постепенного распада органических соединений, сопровождающихся высвобождением энергии, часть которой расходуется на синтез АТФ.

В зависимости от среды обитания организма, диссимиляция может проходить в два или в три этапа.

Процессы расщепления органических соединений у аэробных организмов происходят в три этапа: подготовительный, бескислородный и кислородный.

В результате этого органические вещества распадаются до простейших неорганических соединений.

У анаэробных организмов, обитающих в бескислородной среде и не нуждающихся в кислороде (а также у аэробных организмов при недостатке кислорода), диссимиляция происходит в два этапа: подготовительный и бескислородный.

В двухэтапном энергетическом обмене энергии запасается гораздо меньше, чем в трёхэтапном.

Первый этап — подготовительный

Подготовительный этап заключается в распаде крупных органических молекул до более простых: полисахаридов — до моносахаридов, липидов — до глицерина и жирных кислот, белков — до аминокислот.

Этот процесс называется пищеварением. У многоклеточных организмов он осуществляется в желудочно-кишечном тракте с помощью пищеварительных ферментов. У одноклеточных организмов — происходит под действием ферментов лизосом.

В ходе биохимических реакций, происходящих на этом этапе, энергии выделяется мало, она рассеивается в виде тепла, и АТФ  не образуется.

Второй этап — бескислородный (гликолиз)

Второй (бескислородный) этап заключается в ферментативном расщеплении органических веществ, которые были получены в ходе подготовительного этапа. Кислород в реакциях этого этапа не участвует.

Биологический смысл второго этапа заключается в начале постепенного расщепления и окисления глюкозы с накоплением энергии в виде \(2\) молекул АТФ.

Процесс бескислородного расщепления глюкозы называется гликолиз.

Гликолиз происходит в цитоплазме клеток.

Он состоит из нескольких последовательных реакций превращения молекулы глюкозы C6h22O6 в две молекулы пировиноградной кислоты — ПВК C3h5O3 и две молекулы АТФ (в виде которой запасается примерно \(40\) % энергии, выделившейся при гликолизе). Остальная энергия (около \(60\) %) рассеивается в виде тепла.

C6h22O6+2h4PO4+2АДФ=2C3h5O3+2АТФ +2h3O.

Получившаяся пировиноградная кислота при недостатке кислорода в клетках животных, а также клетках многих грибов и микроорганизмов, превращается в молочную кислоту C3H6O3.

В мышцах человека при больших нагрузках и нехватке кислорода образуется молочная кислота и появляется боль. У нетренированных людей это происходит быстрее, чем у людей тренированных.

При недостатке кислорода в клетках растений, а также в клетках некоторых грибов (например, дрожжей), вместо гликолиза происходит спиртовое брожение: пировиноградная кислота распадается на этиловый спирт C2H5OH и углекислый газ CO2:

C6h22O6+2h4PO4+2АДФ=2C2H5OH+2CO2+2АТФ+2h3O.

Третий этап — кислородный

В результате гликолиза глюкоза распадается не до конечных продуктов (CO2 и h3O), а до богатых энергией соединений (молочная кислота, этиловый спирт) которые, окисляясь дальше, могут дать её в больших количествах. Поэтому у аэробных организмов после гликолиза (или спиртового брожения) следует третий, завершающий этап энергетического обмена — полное кислородное расщепление, или клеточное дыхание.

Этот этап происходит на кристах митохондрий.

Третий этап, так же как и гликолиз, является многостадийным и состоит из двух последовательных процессов — цикла Кребса и окислительного фосфорилирования.

Третий (кислородный) этап заключается в том, что при кислородном дыхании ПВК окисляется до окончательных продуктов — углекислого газа и воды, а энергия, выделяющаяся при окислении, запасается в виде  \(36\) молекул АТФ  (\(2\) молекулы в цикле Кребса и \(34\) молекулы в ходе окислительного фосфорилирования).

Этот этап можно представить себе в следующем виде:

2C3h5O3+6O2+36h4PO4+36АДФ=6CO2+42h3O+36АТФ.

Вспомним, что ещё две молекулы АТФ запасаются в ходе бескислородного расщепления каждой молекулы глюкозы (на втором, бескислородном, этапе). Таким образом, в результате полного расщепления одной молекулы глюкозы образуется \(38\) молекул АТФ.

Суммарная реакция энергетического обмена:

Для получения энергии в клетках, кроме глюкозы, могут быть использованы и другие вещества: липиды, белки. Однако ведущая роль в энергетическом обмене у большинства организмов принадлежит сахарам.

Источники:

Каменский А. А., Криксунов Е. А., Пасечник В. В. Биология. 9 класс // ДРОФА.
Каменский А. А., Криксунов Е. А., Пасечник В. В. Биология. Общая биология (базовый уровень) 10–11 класс // ДРОФА.

Лернер Г. И. Биология: Полный справочник для подготовки к ЕГЭ: АСТ, Астрель.

Онлайн урок: Энергетический обмен по предмету Биология 9 класс

Задача 1

В процессе гликолиза в клетках эукариот образовались 120 молекул пировиноградной кислоты (ПВК).

Какое количество молекул глюкозы подверглось расщеплению и сколько молекул АТФ образуется при полном ее окислении? Ответ поясните.

Решение:

1) В процессе гликолиза при расщеплении 1 молекулы глюкозы образуются 2 молекулы пировиноградной кислоты и выделяется энергия, которой хватает на синтез двух молекул АТФ

2) Так как образовалось 120 молекул пировиноградной кислоты, то расщеплению подверглось 120 : 2 = 60 молекул глюкозы

3) При полном окислении в расчете на одну молекулу глюкозы образуется 38 молекул АТФ

4) Следовательно, при полном окислении 60 молекул глюкозы образуются

38 х 60 = 2280 молекул АТФ

Задача 2

Гликолизу подверглись две молекулы глюкозы, окислению только одна.

Определите количество образовавшихся в результате этого процесса молекул АТФ и углекислого газа.

Решение:

Для решения используем уравнения 2 этапа (гликолиза) и 3 этапа (кислородного) энергетического обмена.

1) При гликолизе одной молекулы глюкозы образуются 2 молекулы АТФ

2) По условию задачи гликолизу подверглось 2 молекулы глюкозы:

2х2= 4 молекулы АТФ образовалось

3) При окислении (кислородный этап) из одной молекулы глюкозы образуются 36 молекул АТФ

4) По условию задачи окислению подверглась только одна молекула глюкозы:

1 х 36= 36 молекул АТФ образовалось

5) Таким образом образовалось 4 + 36 = 40 молекул АТФ

6) Углекислый газ образуется только на 3 этапе, при полном окислении одной молекулы глюкозы образуется 6 молекул СО₂

Ответ: образовалось 40 молекул АТФ и 6 молекул СО₂

Задача 3

В процессе окислительного фосфорилирования образовалось 1728 молекул АТФ.

Определите, какое количество молекул глюкозы подверглось расщеплению и сколько молекул АТФ образовалось в результате подготовительного и бескислородного этапов катаболизма.

Решение:

1) При окислительном фосфорилировании (третий этап энергетического обмена) из одной молекулы глюкозы образуется 36 молекул АТФ, следовательно, гидролизу подверглось:

1728 : 36 = 48 молекул глюкозы

2) При гликолизе она молекула глюкозы расщепляется до двух молекул пировиноградной кислоты (ПВК) с образованием двух молекул АТФ, следовательно, образовалось:

48 х 2 = 96 молекул АТФ

3) При полном окислении одной молекулы глюкозы образуется 38 молекул АТФ, следовательно, при полном окислении 48 молекул глюкозы образовалось:

48 х 38 = 1824 молекул АТФ (1728 АТФ третьего этапа + 96 АТФ второго этапа = 1824)

Задача 4

Сколько молекул АТФ будет синтезировано в клетках в процессе гликолиза, если происходит окисление участка молекулы крахмала, содержащего 50 остатков глюкозы? 

Решение: 

1) В процессе гликолиза при окислении одной молекулы глюкозы образуется 2молекулы АТФ

2) Из фрагмента молекулы крахмала, содержащего 50 остатков глюкозы в результате гликолиза образуется 100 молекул АТФ (50 х 2 = 100)

Задача 5

В процессе полного расщепления глюкозы образовалось 342 молекулы АТФ.

Сколько молекул глюкозы поверглось расщеплению?

Сколько молекул АТФ образовалось в результате гликолиза?

Объясните полученный результат.

Решение:

1) В результате полного расщепления одной молекулы глюкозы образуется 38 молекул АТФ

2) Расщеплению поверглись 342 : 38 = 9 молекул глюкозы

3) Гликолиз– бескислородный этап катаболизма, в результате которого из одной молекулы глюкозы образуется 2 молекулы АТФ

4) Следовательно, в результате гликолиза образовалось 9 х 2 = 18 молекул АТФ

Задача 6

При беге со средней скоростью мышцы ног расходуют за 1 минуту 24 кДж энергии.

Определите сколько граммов глюкозы израсходуют мышцы ног за 25 минут бега, если кислород доставляется кровью к мышцам в достаточном количестве?

Для сведения: один моль содержит 180 грамм глюкозы, и из этого количества образуется 38 молекул АТФ.

Решение:

1) Определим, сколько всего энергии было израсходовано за 25 минут бега:

25 минут х 24 кДж = 600 кДж энергии

2) Определим сколько молекул АТФ образовалось, учитывая, что 1 молекула АТФ образует 40 кДж энергии:

600 : 40 = 15 молекул АТФ

3) Определим сколько глюкозы было израсходовано. Из условия ясно, что 1 моль глюкозы образует 38 молекул АТФ:

С₆Н₁₂О₆ + 6 О₂→ 6 СО₂ + 6 Н₂О + 38 АТФ

Составляем пропорцию:

1 моль (C₆H₁₂O₆) - 38 (АТФ)

Х моль (C₆H₁₂O₆) - 15 (АТФ)

Х=1 х 15/38

Х= 0,4 моль (C₆H₁₂O₆)

4) Определяем, сколько грамм глюкозы содержится в 0,4 молях, для этого опять составляем пропорцию:

1 моль (C₆H₁₂O₆) = 180 гр 

0,4 моль (C₆H₁₂O₆) = Х гр

Х=180 х 0,4/1

Х = 72 гр (C₆H₁₂O₆)

Ответ: 71 гр глюкозы израсходуют мышцы при беге продолжительность 25 минут

Тепловой эффект химической реакции

Из материалов урока вы узнаете, что такое «тепловой эффект химической реакции», какие реакции называют экзотермическими, а какие – эндотермическими.

I. Тепловой эффект химической реакции

В каждом веществе запасено определенное количество энергии. С этим свойством веществ мы сталкиваемся уже за завтраком, обедом или ужином, так как продукты питания позволяют нашему организму использовать энергию самых разнообразных химических соединений, содержащихся в пище. В организме эта энергия преобразуется в движение, работу, идет на поддержание постоянной (и довольно высокой!) температуры тела.

Любая химическая реакция сопровождается выделением или поглощением энергии. Чаще всего энергия выделяется или поглощается в виде теплоты (реже - в виде световой или механической энергии). Эту теплоту можно измерить. Результат измерения выражают в килоджоулях (кДж) для одного МОЛЯ реагента или (реже) для моля продукта реакции. Количество теплоты, выделяющееся или поглощающееся при химической реакции, называется тепловым эффектом реакции (Q). Например, тепловой эффект реакции сгорания водорода в кислороде можно выразить любым из двух уравнений:

2 H₂(г) + O₂(г) = 2 H₂О(ж) + 572 кДж

2 H₂(г) + O₂(г) = 2 H₂О(ж) + Q

Это уравнение реакции называется термохимическим  уравнением. Здесь символ "+Q"означает, что при сжигании водорода выделяется теплота. Эта теплота называется тепловым эффектом реакции. В термохимических уравнениях часто указывают агрегатные состояния веществ.

Реакции протекающие с выделением энергии называются ЭКЗОТЕРМИЧЕСКИМИ (от латинского "экзо" – наружу). Например, горение метана:

CH₄ + 2O₂ = CO₂ + 2H₂O + Q

Самые типичные экзотермические реакции — это реакции горения. Иногда энергетический "выигрыш" настолько велик, что происходит выделение и тепловой и световой энергии, что чаще всего принято называть взрывом. Например, горение метана в атмосфере воздуха.

В случае, если на образование новых химических связей требуется энергия большая, чем выделилась при разрыве старых связей, то системе требуется дополнительная подача тепла.

Реакции протекающие с поглощением энергии называются ЭНДОТЕРМИЧЕСКИМИ (от латинского "эндо" - внутрь). Примером является образование оксида углерода (II) CO и водорода H₂ из угля и воды, которое происходит только при нагревании.

C + H₂O = CO + H₂ – Q

Тепловые эффекты химических реакций нужны для многих технических расчетов.

Тепловые эффекты химических реакций нужны для многих технических расчетов. Представьте себя на минуту конструктором мощной ракеты, способной выводить на орбиту космические корабли и другие полезные грузы (рис.). 

Рис. Самая мощная в мире российская ракета "Энергия" перед стартом на космодроме Байконур. Двигатели одной из её ступеней работают на сжиженных газах - водороде и кислороде.

Допустим, вам известна работа (в кДж), которую придется затратить для доставки ракеты с грузом с поверхности Земли до орбиты, известна также работа по преодолению сопротивления воздуха и другие затраты энергии во время полета. Как рассчитать необходимый запас водорода и кислорода, которые (в сжиженном состоянии) используются в этой ракете в качестве топлива и окислителя?

Без помощи теплового эффекта реакции образования воды из водорода и кислорода сделать это затруднительно. Ведь тепловой эффект - это и есть та самая энергия, которая должна вывести ракету на орбиту. В камерах сгорания ракеты эта теплота превращается в кинетическую энергию молекул раскаленного газа (пара), который вырывается из сопел и создает реактивную тягу.

В химической промышленности тепловые эффекты нужны для расчета количества теплоты для нагревания реакторов, в которых идут эндотермические реакции. В энергетике с помощью теплот сгорания топлива рассчитывают выработку тепловой энергии.

Врачи-диетологи используют тепловые эффекты окисления пищевых продуктов в организме для составления правильных рационов питания не только для больных, но и для здоровых людей - спортсменов, работников различных профессий. По традиции для расчетов здесь используют не джоули, а другие энергетические единицы - калории (1 кал = 4,1868 Дж). Энергетическое содержание пищи относят к какой-нибудь массе пищевых продуктов: к 1 г, к 100 г или даже к стандартной упаковке продукта. Например, на этикетке баночки со сгущенным молоком можно прочитать такую надпись: "калорийность 320 ккал/100 г".

II. Расчёты по термохимическим уравнениям (ТХУ): алгоритмы

Алгоритм №1

Задача 1. По термохимическому уравнению 2Cu + O₂ = 2CuO + 310 кДж вычислите количество теплоты, выделившейся в результате окисления 4 моль меди.

 Алгоритм решения

 1. Над формулами веществ надпишем сведения, взятые из условия задачи, а под формулой – соотношение, отображаемое уравнением реакции

2. Находим выделившееся количество теплоты, решая пропорцию:

Ответ: количество выделившейся теплоты 620 кДж.

Алгоритм №2

Задача 2. По термохимическому уравнению С + O₂ = CO₂ + 412 кДж вычислите количество теплоты, выделившейся в результате окисления угля кислородом, объём которого равен 44,8л при н.у.

 Алгоритм решения

 1. Вычислим количество вещества кислорода:

2. Над формулами веществ надпишем ν(О₂) и х кДж, а под формулой – соотношение, отображаемое уравнением реакции

3. Находим выделившееся количество теплоты, решая пропорцию:

Ответ: количество выделившейся теплоты 824 кДж.

Алгоритм №3

Задача 3. При сжигании магния массой 3г выделяется 75,15кДж теплоты. Составьте термохимическое уравнение реакции горения магния.

Алгоритм решения

 1. Составим химическое уравнение реакции горения магния:

2Mg + O₂ = 2MgO

 2. Вычислим количество вещества магния:

3. Над формулами веществ надпишем ν(Mg) и 75,15 кДж, а под формулой – соотношение, отображаемое уравнением реакции

4. Решая пропорцию, находим тепловой эффект (Q = х) реакции:

Ответ: термохимическое уравнение имеет вид:  2Mg + O₂ = 2MgO + 1202,4кДж

Алгоритм №4

Задача 4. По термохимическому уравнению: N_2(г) + O_2(г) = 2NO_(г) – 180,7кДж,  вычислите объём вступившего в реакцию азота при н.у., если при его окислении поглотилось 45,2 кДж теплоты.

 Алгоритм решения

 1. Над формулами веществ надпишем сведения, взятые из условия задачи, а под формулой –соотношение, отображаемое уравнением реакции

2. Вычислим количество вещества азота ν(N₂) = х моль, решив пропорцию:

3. Вычислим объём азота по формуле:  V = ν ∙ V_m

V(N₂) = 0,25 моль ∙ 22,4 л/моль = 5,6л

Ответ: V(N₂) = 5,6л.

Превращение энергии при химических реакциях — Знаешь как

Содержание статьи

Та­кие реакции, как разложение углекислого кальция, разложение окиси ртути и ряд других, наоборот, требуют непрерывного при­тока тепла извне и тотчас же приостанавливаются, если прекратить нагревание.

Очевидно, в этих случаях превращение проис­ходит с поглощением тепла. При некоторых реакциях наряду с выделением тепла наблюдается также выделение света.

Тщательное изучение всевозможных химических процессов показало, что химическое превращение всегда связано с выде­лением или поглощением энергии. Эти явления составляют су­щественную особенность химических превращений; для практики они часто даже важнее, чем происходящее в то же время образование новых веществ. Поэтому мы рассмотрим выделение и поглощение энергии при химических реакциях несколько по­дробнее.

Выделение энергии в форме тепла при соединении различных веществ показывает, что эти вещества до соединения уже содер­жали в себе некоторый запас энергии, но только в скрытой форме. Такая форма энергии, скрытой в веществах и «освобо­ждающейся» только при химических превращениях, называется внутренней или химической энергией.

Образование энергии при соединении водорода с кислородом

Освобождение химической энергии связано с превращением ее в другие формы энергии. Так, например, когда водород соеди­няется с кислородом, их химическая энергия превращается в тепловую и проявляется в виде выделяющегося при реакции тепла. Понятно, что в образовавшейся воде уже нет того количе­ства энергии, которое содержали водород и кислород вместе до их соединения. Но это отнюдь не значит, что в воде совсем не осталось химической энергии.

Вода, в свою очередь, может взаи­модействовать с другими веществами с выделением тепла; следовательно, в ней еще имеется запас химической энергии. Вообще при химических превращениях освобождается только часть со­держащейся в веществах энергии; всей химической энергии мы не можем исчерпать и не знаем, как велик ее запас в различных веществах. Измеряя тепловой эффект реакции, мы можем судить только об изменении этого запаса.

Выделением тепла сопровождаются очень многие химические реакции, так как легче всего химическая энергия переходит в тепловую. Значительно реже приходится наблюдать переход хи­мической энергии в световую. Обыкновенно в тех случаях, когда при реакции выделяется свет, химическая энергия превращается в световую не прямо, а через посредство тепловой энергии. На­пример, появление света при горении угля является следствием сильного накаливания угля за счет выделяющегося при реакции тепла.

Такой же эффект можно получить, если нагреть уголь до высокой температуры чисто физическим путем, например, пропуская ток через угольную нить элек­трической лампочки. Но известны и такие, правда, очень немногочисленные процессы, где химическая энергия превращается в световую непосредствен­но. Сюда относится све­чение фосфора на возду­хе, свечение гнилого де­рева и т. п. Во всех  этих случаях выделение света происходит без сколько-нибудь заметного повышения температуры.

Переход химической энергии в электрическую

Химическая энергия может также превращаться в электри­ческую. Чтобы показать это на опыте, погрузим две пла­стинки— платиновую и цинковую — в стакан с разбавленной серной кислотой и соединим концы их проволоками с гальванометром (рис. 2). Стрелка гальванометра тотчас же отклоняется, указывая на появление электрического тока. В то же время из жидкости выделяются пу­зырьки водорода, а цинк и серная кислота посте­пенно расходуются. Сле­дует заметить, что хими­ческому превращению подвергаются только цинк и серная кислота, плати­на же остается неизме­ненной и служит лишь проводником электриче­ского тока.

Таким образом, в этих условиях химическая энергия цинка и серной кислоты переходит в электрическую энергию. Изменяя условия, можно осуществить переход химической энергии в ме­ханическую. Это легко продемонстрировать при помощи уста­новки, изображенной на рис. 3. В склянку  налита серная кислота и помещено несколько кусочков цинка.

Рис. 7. Установка для демонстрации пре­вращения химической энергии в механи­ческую. 1— склянка с цинком и серной кислотой; 2 — склянка с водой; 3 — колесико с лопастями

Выделяющийся при взаимодействии цинка с серной кислотой водород давит на воду, налитую в склянку 2, и заставляет ее подниматься по трубке вверх. Химическая энергия цинка и серной кислоты превращается здесь в объемную энергию сжатого газа, а последняя — в потен­циальную энергию поднятой воды; если под конец трубки под­ставить колесико с лопастями, то вытекающая из трубки вода будет приводить колесико в движение, совершая некоторую ра­боту.

При разложении взрывчатых веществ химическая энергия тоже превращается в механическую — частью непосредственно, частью переходя сперва в тепловую энергию.

Итак, освобождающаяся при химических превращениях хи­мическая энергия может переходить в тепловую, световую, элек­трическую и механическую энергию. Но и обратно, все эти формы энергии могут превращаться в химическую. Чаще всего происхо­дит превращение тепловой энергии в химическую. Как известно, разложение многих веществ требует непрерывного нагревания.

Сообщаемое тепло поглощается при реакции и превращается в химическую энергию продуктов разложения. Поэтому, напри­мер, ртуть и кислород, полученные путем разложения окиси ртути, содержат в сумме больше химической энергии, чем окись ртути, из которой они образовались.

Известны также и реакции соединения, сопровождающиеся поглощением тепла. Например, получение азотной кислоты из воздуха основано на том, что при высокой температуре азот со­единяется с кислородом, поглощая тепло и образуя окись азота NО, которая затем может быть превращена в азотную кислоту. В данном случае сложное вещество — окись азота обладает большим запасом энергии, чем простые вещества — азот и кисло­род, из которых она образовалась.

Превращение электрической энергии в химическую

Превращение электрической энергии в химическую происхо­дит при разложении веществ с помощью электрического тока. Примером такого превращения может служить разложение воды электрическим током. Подобным же путем в настоящее время получают многие металлы из их соединений, а также различные химические продукты: бертолетову соль, хлор, каустическую соду и др.

Очень важную роль в природе играет превращение световой энергии в химическую, сопровождающее процесс усвоения угле­кислого газа воздуха зелеными растениями. Этот процесс, под­держивающий всю органическую жизнь на земле, требует непре­рывного притока энергии извне. Такой энергией является энергия солнечных лучей, которая поглощается растениями и превра­щается в скрытую химическую энергию образующихся в расте­ниях веществ.

Разложение некоторых веществ на свету также сопрово­ждается поглощением световой энергии и ее превращением в хи­мическую. Так, например, хлористое или бромистое серебро мо­жет неограниченно долго сохраняться в темноте, но при дей­ствии света постепенно распадается на свои составные части, причем серебро выделяется в виде мельчайших черных крупи­нок. На этом основано применение хлористого и бромистого серебра в фотографии.

Так как выделение или поглощение энергии при химических реакциях чаще всего происходит в форме тепла, то все реакции, протекающие с выделением энергии, называются экзотерми­ческими. Реакции же, при которых, энергия поглощается, получили название эндотермических. В соответствии с этим и химические соединения, образовавшиеся из простых веществ с выделением энергии, называются экзотермиче­скими в отличие отэндотермических соединений, при образовании которых энергия поглощается.

Эндотермических соединений гораздо меньше, чем экзотермических; они содер­жат по сравнению с экзотермическими соединениями значи­тельно больший запас энергии и сравнительно легко разла­гаются. Tо более или менее неустойчивы. Экзотермические соединения обычно образуются при низких или умеренных тем­пературах, более устойчивы и гораздо труднее разлагаются, чем эндотермические соединения.

Из закона сохранения энергии непосредственно вытекает следующее положение:

Если при образовании какого-либо химического соединения из простых веществ выделяется (или поглощается) некоторое количество тепла, то при разложении этого соединения на про­стые вещества такое же количество тепла поглощается (или вы­деляется) .

В самом деле, если бы при образовании сложного вещества выделялось больше тепла, чем его затрачивается на разложение того же вещества, то, заставив сперва простые вещества со­единиться, а затем, разложив образовавшееся соединение, мы получили бы некоторый излишек тепла из ничего, а этого по закону сохранения энергии не может быть. Отсюда понятно, что чем больше тепла выделяется при образовании химического соединения, тем больше энергии надо затратить на его разло­жение. Поэтому экзотермические соединения более прочны и труднее разлагаются, чем эндотермические.

Статья на тему Превращение энергии при химических реакциях

Энергетический обмен, подготовка к ЕГЭ по биологии

Обмен веществ

Обмен веществ (метаболизм) складывается из процессов расщепления и синтеза - диссимиляции и ассимиляции, постоянно протекающих в организме. Чтобы жизнь продолжалась, количество поступающей энергии должно превышать (или как минимум равняться) количеству расходуемой энергии, поэтому диссимиляция и ассимиляция поддерживают определенный баланс друг с другом.

Энергетический обмен

Энергетический обмен (диссимиляция - от лат. dissimilis ‒ несходный) - обратная ассимиляции сторона обмена веществ, совокупность реакций, которые приводят к высвобождению энергии химических связей. Это реакции расщепления жиров, белков, углеводов, нуклеиновых кислот до простых веществ.

Возможно три этапа диссимиляции: подготовительный, анаэробный и аэробный. Среда обитания определяет количество этапов диссимиляции. Их может быть три, если организм обитает в кислородной среде, и два, если речь идет об организме, обитающем в бескислородной среде (к примеру, в кишечнике).

Обсудим этапы энергетического обмена более подробно:

• Подготовительный этап

Осуществляется в ферментами, в результате действия которых, сложные вещества превращаются в более простые: полимеры распадаются на мономеры. Это сопровождается разрывом химических связей и выделением энергии, большая часть которой рассеивается в виде тепла.

Под действием ферментов белки расщепляются на аминокислоты, жиры - на глицерин и жирные кислоты, сложные углеводы - до простых сахаров.

• Бескислородный этап (анаэробный) - гликолиз

Этот этап является последним для организмов-анаэробов, обитающих в условиях, где кислород отсутствует. На этапе гликолиза происходит расщепление молекулы глюкозы: образуется 2 молекулы АТФ и 2 молекулы пировиноградной кислоты (ПВК). Происходит данный этап в цитоплазме клеток.

• Кислородный этап (аэробный)

Этот этап доступен только для аэробов - организмов, живущих в кислородной среде. Из каждой молекулы ПВК, образовавшейся на этапе гликолиза, синтезируется 18 молекул АТФ - в сумме с двух ПВК выход составляет 36 молекул АТФ.

Таким образом, суммарно с одной молекулы глюкозы можно получить 38 АТФ (гликолиз + кислородный этап).

Кислородный этап протекает на кристах митохондрий (складках, выпячиваниях внутренней мембраны), где наибольшая концентрация окислительных ферментов. Главную роль в этом процессе играет так называемый цикл Кребса, который подробно изучает биохимия.

АТФ - аденозинтрифосфорная кислота

Трудно переоценить роль в клетке АТФ - универсального источника энергии. Молекула АТФ состоит из азотистого основания - аденина, углевода - рибозы и трех остатков фосфорной кислоты.

Между остатками фосфорной кислоты находятся макроэргические связи - ковалентные связи, которые гидролизуются с выделением большого количества энергии. Их принято обозначать типографическим знаком тильда "∽".

АТФ гидролизуется до АДФ (аденозиндифосфорная кислота), а затем и до АМФ (аденозинмонофосфорная кислота). Гидролиз АТФ сопровождается выделением энергии (E) на каждом этапе и может быть представлен такой схемой:

• АТФ + H₂O = АДФ + H₃PO₄ + E
• АДФ + H₂O = АМФ + H₃PO₄ + E
• АМФ + H₂O = аденин + рибоза + H₃PO₄ + E

Пластический обмен

АТФ является универсальным источником энергии в клетке: энергия макроэргических связей АТФ используется для реакций пластического обмена (ассимиляции), протекающих с затратой энергии: синтеза белка на рибосоме (трансляции), удвоению ДНК (репликации) и т.д.

В результате пластического обмена в нашем организме происходит синтез белков, жиров и углеводов.

© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2020

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

что происходит в растении в процессе фотосинтеза, что выделяется в световую и темновую фазу фотосинтеза

Что такое фотосинтез

Фотосинтез — процесс, при котором в клетках, содержащих хлорофилл, под действием энергии света образуются органические вещества из неорганических. При фотосинтезе растение поглощает углекислый газ и воду, синтезирует органические вещества и выделяет кислород, как побочный продукт фотосинтеза.

Процессы фотосинтеза идут в тканях, содержащих хлоропласты, — преимущественно, в листе, на который приходится большая часть процессов фотосинтеза. Такая ткань называется хлоренхима, или мезофилл. 

Строение хлоропластов

Чтобы понять, что происходит в растении при фотосинтезе, изучим подробнее хлоропласты. Хлоропласты — это особые пластиды растительных клеток, в которых происходит фотосинтез. Основные элементы структурной организации хлоропластов высших растений представлены на рис.1.

Хлоропласт — это двумембранный органоид. Внешняя мембрана проницаема для большинства органических и неорганических соединений. Она содержит специальные транспортные белки, благодаря которым нужные для работы хлоропласта пептиды и другие вещества попадают в него из цитоплазмы. Внутренняя мембрана обладает избирательной проницаемостью и способна контролировать, какие именно вещества попадут во внутреннее пространство хлоропласта.

Для хлоропластов хар

Общая химия / изменения энергии в химических реакциях

Из Wikibooks, открытые книги для открытого мира

Деление ядер - Energy Education

Деление ядра - это процесс расщепления ядер (обычно больших ядер). Когда большие ядра, такие как уран-235, делятся, выделяется энергия. ^[2] Высвобождается столько энергии, что наблюдается ощутимое уменьшение массы из-за эквивалентности массы и энергии. Это означает, что некоторая часть массы преобразуется в энергию.Количество массы, потерянной в процессе деления, равно примерно 3,20 · 10 ⁻¹¹ Дж энергии. Этот процесс деления обычно происходит, когда большое ядро, которое является относительно нестабильным (это означает, что в ядре существует некоторый дисбаланс между кулоновской силой и сильной ядерной силой), поражается тепловым нейтроном с низкой энергией . Помимо ядер меньшего размера, образующихся при делении, при делении также выделяются нейтроны.

Энрико Ферми первоначально расщепил ядра урана в 1934 году.Он считал, что определенные элементы могут быть получены путем бомбардировки урана нейтронами. Хотя он ожидал, что новые ядра будут иметь большие атомные номера, чем исходный уран, он обнаружил, что образовавшиеся ядра были радиоизотопами более легких элементов. ^[3] Эти результаты были правильно интерпретированы Лиз Мейтнер и Отто Фриш во время рождественских каникул. Чтобы прочитать эту очаровательную историю об истории ядерной науки, пожалуйста, прочтите эту статью.

Откуда берется энергия?

Огромная энергия, которая высвобождается в результате этого расщепления, происходит из-за того, как сильно протоны отталкиваются друг от друга с помощью кулоновской силы, которую эта сила едва удерживает вместе.Каждый протон толкает каждый другой протон с силой около 20 Н, примерно с силой руки, лежащей на коленях человека. Это невероятно огромная сила для таких маленьких частиц. Эта огромная сила на небольшом расстоянии приводит к изрядному количеству высвобождаемой энергии, которая достаточно велика, чтобы вызвать ощутимое уменьшение массы. Это означает, что полная масса каждого из осколков деления меньше массы исходного ядра. Эта недостающая масса известна как дефект массы. ^[4]

Удобно говорить о количестве энергии, которое связывает ядра вместе.Эту энергию связи имеют все ядра, кроме водорода (у которого всего 1 протон и нет нейтронов). Полезно подумать об энергии связи, доступной каждому нуклону, и это называется энергией связи на нуклон . По сути, это то, сколько энергии требуется на нуклон для отделения ядра. Продукты деления более стабильны, а это означает, что их труднее разделить. Поскольку энергия связи на нуклон для продуктов деления выше, их полная масса нуклонов ниже.Результат этой более высокой энергии связи и более низкой массы приводит к производству энергии. ^[4] По сути, дефект массы и энергия связи ядра - взаимозаменяемые термины.

Использование в производстве энергии

Деление более тяжелых элементов - экзотермическая реакция. Деление может дать до 200 миллионов эВ по сравнению с сжиганием угля, которое дает всего несколько эВ. Только из этого числа становится очевидным, почему ядерное деление используется в производстве электроэнергии. Кроме того, количество выделяемой энергии намного эффективнее на массу, чем у угля. ^[3] Основная причина того, что ядерное деление используется для выработки электроэнергии, заключается в том, что при надлежащем замедлении и использовании управляющих стержней выброшенные свободные нейтроны из реакции деления могут затем снова вступить в реакцию с топливом. Затем это создает устойчивую цепную ядерную реакцию, которая высвобождает довольно постоянное количество энергии. Одним из недостатков использования деления в качестве метода генерации электричества является то, что дочерние ядра радиоактивны. Ниже приведено моделирование, показывающее, как нейтроны в реакторе вызывают события деления внутри пучка твэлов.При моделировании красная вспышка внутри топливного стержня означает, что произошло деление, а синяя вспышка указывает на поглощение нейтронов.

Когда ядерное деление используется для выработки электроэнергии, это называется ядерной энергией. В этом случае уран-235 используется в качестве ядерного топлива, и его деление запускается поглощением медленно движущегося теплового нейтрона. Другими изотопами, которые могут быть индуцированы к подобному делению, являются плутоний-239, уран-233 и торий-232. ^[2] Для элементов легче железа в периодической таблице ядерный синтез вместо ядерного деления дает энергию.Однако в настоящее время не существует метода, который позволил бы нам получить доступ к мощности, которую может произвести синтез.

Список литературы

Семь основных источников электричества, о которых вы должны знать

Само представление о мире без электричества кажется невозможным. Это один из величайших даров науки человечеству. Почти все в нашем мире сегодня зависит от электроэнергии.

Ожидается, что электрическая зависимость со временем будет только расти. Оценки показывают, что в 2018 году мировой спрос на электроэнергию вырос до 23000 ТВтч, и это число, вероятно, будет увеличиваться с каждым годом.Этот стремительно растущий спрос отвечает за половину роста потребностей в энергии и составляет 20% от общего потребления энергии во всем мире.

СВЯЗАННЫЕ: 3+ РАЗЛИЧНЫХ ТИПА ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ, ГЕНЕРИРУЮЩИХ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЮ ДЛЯ США

Эти статистические данные ясно показывают, что электричество - это генератор будущего. Тем не менее, как мы можем генерировать такое ошеломляющее количество электроэнергии для удовлетворения постоянно растущих потребностей? Давайте узнаем!

Определение электричества

Электричество можно определить как форму энергии, которая вырабатывается в результате потока электронов из положительных и отрицательных точек внутри проводника.Мы рассматриваем электричество как вторичный источник энергии.

Это связано с тем, что он не поставляется в виде готового продукта, а должен быть получен из первичных источников, таких как ветер, солнечный свет, уголь, природный газ, реакции ядерного деления и гидроэнергетика.

Вот несколько основных способов, с помощью которых мы можем производить электричество, и как это можно сделать!

1. Электричество через трение

Первые наблюдения электрических явлений были сделаны в Древней Греции.Это произошло, когда философ Фалес Милетский (640–546 гг. До н.э.) обнаружил, что когда янтарные бруски натирают о загорелую кожу, они приобретают привлекательные характеристики, которыми раньше не обладали.

Это тот же эксперимент, который теперь можно провести, протерев пластиковый стержень тканью. Поднося его ближе к маленьким кусочкам бумаги, он привлекает их, как это характерно для наэлектризованных тел.

Все мы знакомы с эффектами статического электричества. Некоторые люди более подвержены влиянию статического электричества, чем другие.Некоторые пользователи автомобилей ощущают его воздействие при нажатии на ключ или прикосновении к пластине автомобиля.

Мы создаем статическое электричество, когда протираем ручку одеждой. То же самое происходит, когда мы натираем стекло о шелк или янтарь с шерсти.

Таким образом, понятия заряда и подвижности необходимы при изучении электричества, и без них электрический ток не мог бы существовать.

2. Электричество за счет химического воздействия

Все батареи состоят из электролита (который может быть жидким, твердым или полутвердым), положительного электрода и отрицательного электрода.Электролит - это ионный проводник.

Один из электродов производит электроны, а другой электрод их принимает. Когда электроды подключены к питаемой цепи, они производят электрический ток.

Батареи, в которых химическое вещество не может вернуться в исходную форму после преобразования химической энергии в электрическую, называются первичными или гальваническими батареями.

Батареи или аккумуляторы двусторонние.В этих типах батарей химическое вещество, которое реагирует в электродах с образованием электрической энергии, может быть восстановлено путем пропускания через него электрического тока в направлении, противоположном нормальному режиму работы батареи.

3. Электричество под действием света

Когда солнечный свет становится более интенсивным, напряжение, генерируемое между двумя слоями фотоэлектрического элемента, увеличивается. Но как работает фотоэлемент?

При отсутствии света система не вырабатывает энергию.Когда солнечный свет попадает на пластину, клетка начинает функционировать. Фотоны солнечного света взаимодействуют с доступными электронами и увеличивают их энергетические уровни.

Таким образом, электричество вырабатывается за счет солнечной энергии.

4. Тепловая электроэнергия за счет теплового воздействия

Тепловая генерирующая установка - это тип установки, в которой турбина, приводимая в действие паром под давлением, используется для перемещения оси электрогенераторов. Обычные тепловые электростанции и атомные тепловые электростанции используют энергию, содержащуюся в сжатом паре.

Самый простой пример - подключить чайник, полный кипятка, к лопастному колесу, которое, в свою очередь, связано с генератором. Стей

Возобновляемые источники энергии, факты и информация

Солнечная, ветровая, гидроэлектростанция, энергия биомассы и геотермальная энергия могут обеспечить энергию без воздействия ископаемого топлива на нагревание планеты.

Избранные кадры любезно предоставлены NASA

Солнечная, ветровая, гидроэлектростанция, биомасса и геотермальная энергия могут обеспечивать энергию без воздействия ископаемого топлива на нагревание планеты.

Избранные кадры любезно предоставлены NASA

ОПУБЛИКОВАНО 30 января 2019 г.

В любой дискуссии об изменении климата возобновляемые источники энергии обычно возглавляют список изменений, которые мир может осуществить для предотвращения наихудших последствий повышения температуры.Это потому, что возобновляемые источники энергии, такие как солнце и ветер, не выделяют углекислый газ и другие парниковые газы, которые способствуют глобальному потеплению.

Чистая энергия может рекомендовать гораздо больше, чем просто быть «зеленой». Растущий сектор создает рабочие места, делает электрические сети более устойчивыми, расширяет доступ к энергии в развивающихся странах и помогает снизить счета за электроэнергию. Все эти факторы способствовали возрождению возобновляемых источников энергии в последние годы, когда ветер и солнце устанавливают новые рекорды для производства электроэнергии.

В течение последних 150 лет или около того люди в значительной степени полагались на уголь, нефть и другие ископаемые виды топлива для питания всего, от лампочек до автомобилей и заводов. Ископаемое топливо встроено почти во все, что мы делаем, и в результате выбросы парниковых газов при сжигании этого топлива достигли исторически высоких уровней.

Поскольку парниковые газы улавливают в атмосфере тепло, которое в противном случае могло бы уйти в космос, средняя температура на поверхности растет. Глобальное потепление является одним из симптомов изменения климата, этим термином ученые теперь предпочитают описывать сложные сдвиги, влияющие на погодные и климатические системы нашей планеты.Изменение климата включает не только повышение средних температур, но и экстремальные погодные явления, изменение популяций и мест обитания диких животных, повышение уровня моря и ряд других воздействий.

Конечно, у возобновляемых источников энергии, как и у любого другого источника энергии, есть свои компромиссы и связанные с ними дискуссии. Один из них посвящен определению возобновляемой энергии. Строго говоря, возобновляемые источники энергии - это именно то, что вы могли подумать: они доступны постоянно или, по выражению Управления энергетической информации США, «практически неисчерпаемы».«Но« возобновляемая энергия »не обязательно означает экологичность, как часто утверждают противники этанола на основе кукурузы или крупных плотин гидроэлектростанций. Она также не включает другие ресурсы с низким или нулевым уровнем выбросов, у которых есть свои сторонники, включая энергоэффективность и ядерная энергетика.

Смотрите все наши видео о возобновляемых источниках энергии здесь.

Каковы примеры возобновляемых источников энергии?

Такие технологии, как солнечная и ветровая энергия, становятся все более распространенными по всему миру и являются примерами возобновляемых источников энергии. Есть несколько способов получения энергии из возобновляемых источников. Эти альтернативы ископаемому топливу в ближайшие годы станут еще более важной частью нашей структуры производства электроэнергии.

Узнайте, сколько будут стоить солнечные панели в вашем районе в 2020 г.

Что такое возобновляемые источники энергии?

Возобновляемые источники энергии - это источники энергии, которые постоянно пополняются за счет естественных процессов.Эти ресурсы часто также называют альтернативными или возобновляемыми источниками энергии, главным образом потому, что они представляют собой вариант топлива, который может заменить традиционные невозобновляемые ископаемые виды топлива. Ископаемые виды топлива, такие как нефть и уголь, при сжигании производят энергию, но их запасы ограничены, поскольку они естественным образом не восполняются в достаточно короткие сроки, чтобы люди могли их использовать.

Возобновляемые источники энергии полезны, потому что они оказывают очень ограниченное негативное воздействие на окружающую среду по сравнению с ископаемым топливом.В прошлом они были слишком дорогими для широкого использования. Однако это меняется - многие возобновляемые источники энергии экономически эффективны, а некоторые даже могут быть разумным финансовым решением для домовладельцев, предприятий и правительств. В частности, солнечная энергия - отличный вариант для владельцев недвижимости, которые хотят уменьшить воздействие на окружающую среду и сэкономить деньги. Вы можете узнать, сколько солнечной энергии сэкономит вам, помогая окружающей среде, с помощью солнечного калькулятора EnergySage.

5 основных альтернатив ископаемому топливу

Существует пять основных технологий, которые считаются «возобновляемыми источниками энергии».Ниже мы собрали инфографику, чтобы сравнить пять основных вариантов использования возобновляемых источников энергии »:

Инфографика: 5 типов возобновляемых источников энергии

Читайте еще более подробную информацию об этих возобновляемых источниках:

Солнечная энергия

Одним из самых популярных видов возобновляемой энергии является солнечная энергия. Солнечная энергия исходит от солнца, которое снабжает всю нашу планету энергией, необходимой для выживания. Используя солнечные панели, мы можем собирать энергию непосредственно из солнечного света и преобразовывать ее в электричество, которое питает наши дома и предприятия.Солнечная энергия также может использоваться для производства горячей воды или зарядки аккумуляторных систем.

Солнечная энергия приносит пользу как вашему банковскому счету, так и окружающей среде. Стоимость солнечной энергии постоянно снижается, и установка солнечной энергии в вашем доме почти всегда сэкономит вам деньги в течение всего срока службы вашей установки. Кроме того, производство солнечной энергии не загрязняет окружающую среду и не выделяет ископаемое топливо, а это значит, что вы можете значительно снизить воздействие на окружающую среду, установив солнечную батарею.

Энергия ветра

Другой тип возобновляемой энергии, с которым мы взаимодействуем каждый день, - это ветер.Когда вы чувствуете ветер, вы просто чувствуете, как воздух движется с места на место из-за неравномерного нагрева поверхности Земли. Мы можем уловить силу ветра с помощью массивных турбин, которые вырабатывают электричество при вращении.

Хотя это не всегда практичный вариант для отдельного домовладельца, энергия ветра становится все более популярной для коммунальных предприятий. Огромные ветряные электростанции, занимающие много квадратных миль, можно увидеть по всему миру. Как и солнечная энергия, энергия ветра практически не загрязняет окружающую среду и является растущим и важным возобновляемым источником энергии, поставляющим электроэнергию в сети по всему миру.В 2017 году ветряные фермы произвели более шести процентов электроэнергии, используемой в США.

Гидроэнергетика

. Мы можем производить возобновляемую энергию из движущейся воды так же, как мы можем из движущегося воздуха. Энергия генерируется, когда вода проходит через турбину, вращая ее для производства электроэнергии. Это часто случается у больших плотин или водопадов, где вода значительно падает на высоте. Два важных места, где производится гидроэнергия (также известная как гидроэлектроэнергия), - это плотина Гувера на реке Колорадо и Ниагарский водопад на границе между Нью-Йорком и Канадой.

Многие возобновляемые источники энергии еще не оказали существенного влияния на общий баланс электроэнергии США, но гидроэнергетика уже является одним из основных игроков. На долю крупных гидроэлектростанций по всей стране в 2017 году пришлось 7,5% электроэнергии, использованной в США, и эта цифра растет. В дополнение к масштабным проектам, таким как плотина Гувера, гидроэлектроэнергия может производиться за счет более мелких проектов, таких как подводные турбины и нижние плотины на небольших реках и ручьях.

Гидроэнергетика также является экологически чистым источником энергии, так как гидроэлектростанции не производят выбросов.Однако гидроэнергетика оказывает большее воздействие на окружающую среду, чем некоторые другие возобновляемые источники энергии, поскольку они могут изменять уровни воды, течения и пути миграции рыб и других пресноводных организмов.

Геотермальная энергия

Земля содержит в себе огромный источник энергии. Тепло, захваченное при формировании нашей планеты, в сочетании с теплом, выделяемым в результате радиоактивного распада в породах глубоко под земной корой, приводит к огромному количеству геотермальной тепловой энергии. Иногда это тепло выходит сразу в больших количествах, что мы видим как извержения вулканов на поверхности.

Мы можем улавливать и использовать геотермальную энергию, используя пар из нагретой воды для вращения турбины. В системе геотермальных источников вода перекачивается под землю. После нагрева он поднимается обратно на поверхность в виде пара и вращает турбину для выработки электричества.

Кроме того, геотермальное тепло можно использовать непосредственно для отопления или охлаждения зданий. С помощью этой технологии, известной как грунтовый тепловой насос, жидкость закачивается под поверхность земли для нагрева или охлаждения, где температура постоянна круглый год и составляет около 50 градусов.

Хотя геотермальная энергия по-прежнему является небольшой частью нашего энергобаланса, она является многообещающим возобновляемым источником энергии с огромным потенциалом энергоснабжения. В Исландии, например, геотермальная энергия уже обеспечивает 90 процентов потребностей в отоплении домов и 25 процентов потребностей в электроэнергии. Однако есть некоторые опасения по поводу геотермальной энергии, включая стоимость строительства электростанции и ее связь с нестабильностью поверхности и землетрясениями.

Биомасса

Последний пример возобновляемой энергии - биомасса.Энергия биомассы относится к любой энергии, произведенной из недавно живущих органических веществ, таких как растения или животные. Биомасса - это возобновляемый ресурс, потому что растения можно отрастить относительно быстро, и они растут, используя возобновляемую энергию солнца. Такие виды топлива, как этанол и биодизель (как для легковых, так и для грузовых автомобилей), также производятся из биомассы.

Топливо из биомассы также считается «углеродно-нейтральным», что означает, что оно не выделяет в атмосферу дополнительного количества углекислого газа. Предполагается, что это правда, потому что, в принципе, до тех пор, пока новые растения высаживаются и выращиваются всякий раз, когда растения собирают и сжигают для получения энергии, эти новые растения будут поглощать углерод, образующийся в результате сгорания, что не приведет к дополнительному добавлению углерода в атмосферу .Однако возобновление жизни растений требует времени, и вопрос о том, насколько топливо из биомассы является действительно углеродно-нейтральным, вызывает споры.

Солнечная энергия - наиболее практичный возобновляемый источник энергии для домовладельцев

Если вы хотите уменьшить воздействие на окружающую среду и сэкономить деньги, возможно, вам стоит обратить внимание на солнечную энергию. Поскольку цены на солнечную энергию продолжают падать, пришло время начать вырабатывать солнечную энергию.

На торговой площадке EnergySage Solar Marketplace вы можете запросить расценки у ближайших к вам высококачественных, прошедших предварительную проверку специалистов по установке солнечных батарей.Сравнивая цены на солнечную энергию, вы можете быть уверены, что получаете лучшую сделку на солнечную энергию. Если вы находитесь на ранних этапах покупки солнечной энергии и хотите приблизительную оценку установки, ознакомьтесь с нашим солнечным калькулятором, который может показать вам первоначальные затраты и долгосрочную экономию, которую вы можете получить от солнечной энергетической системы.

Экологическое содержание

Узнайте, сколько будут стоить солнечные панели в вашем районе в 2020 г.

Объяснение потока энергии через экосистему

Это известный факт, что экосистемы поддерживают себя за счет круговорота питательных веществ и энергии, которые они получают из нескольких внешних источников. Начнем с того, что первичные продуценты, такие как водоросли, некоторые бактерии и растения, на трофическом уровне используют солнечную энергию для создания органического растительного материала в процессе фотосинтеза.

После этого травоядные или животные, которые питаются только растениями, становятся частью второго трофического уровня.Третий трофический уровень - это хищники, которые в конечном итоге поедают травоядных.

СВЯЗАННЫЕ С: ПОДЗЕМНАЯ ЭКОСИСТЕМА БОЛЬШЕ РАЗНООБРАЗНОГО, ЧЕМ ЖИЗНЬ НА ПОВЕРХНОСТИ

Кроме того, если есть еще более крупные хищники, они занимают более высокие трофические уровни. Точно так же организмы, такие как медведи гризли, которые едят и лосось, и ягоды, находятся на самом высоком трофическом уровне, поскольку питаются на нескольких трофических уровнях.

Затем идут разлагатели, в том числе грибы, бактерии, черви, насекомые, а также плесень, которые превращают все мертвые организмы и отходы в энергию.Происходит преобразование, чтобы вернуть питательные вещества на место, где они принадлежат - в почву.

Вот, вкратце, как работает экосистема. Давайте теперь немного углубимся в вопрос, почему энергия не подлежит вторичной переработке!

Чтобы понять, почему невозможно переработать энергию, в первую очередь важно обратить внимание на работу экосистемы. Растения преобразуют солнечную энергию в свои корни, листья, стебли, плоды и цветы посредством фотосинтеза.

Затем организмы, потребляющие эти растения, используют накопленную энергию посредством дыхания для выполнения ряда повседневных дел.При этом часть энергии также теряется в виде тепла.

Говоря простым языком, организмы используют 90% энергии, которую они получают от растений, и поэтому, когда это продвигается на несколько шагов в пищевой цепочке, нет энергии для повторного использования.

Важно отметить, что передача энергии в экосистеме - довольно сложный процесс. Энергия необходима на всех уровнях пищевой цепи, как и питательные вещества.

Однако, когда энергия переходит к организму за организмом от исходных растений, она также расходуется и истощается, и в конечном итоге не остается ничего, что можно было бы переработать для образования большего количества энергии.

Энергия играет решающую роль в экосистемах по очевидной причине. Это помогает организмам оптимально выполнять свою повседневную деятельность. На планете существует потрясающее множество разнообразных экосистем, и процесс передачи энергии позволяет этим экосистемам естественным образом выполнять свои функции. Доступность энергии уменьшается по мере ее движения по континууму.

Когда энергия входит в экосистему, передача энергии в основном зависит от того, какой организм питается другим организмом.Первичные производители, потребители, а также разлагатели играют свою роль в энергетическом цикле.

Все трое получают энергию от предыдущего шага пищевой цепи для выполнения своих процессов. Здесь важно отметить, что во время процесса разложения вся оставшаяся энергия экосистемы затем выделяется в виде тепла, а затем рассеивается.

Это также причина того, что садовая мульча и компостные кучи выделяют тепло. Таким образом, роль энергии в экосистемах не подлежит сомнению.

Если бы не было энергии, не было бы вообще экосистемы.

Как упоминалось выше, энергия не может быть переработана, и она не перерабатывается в экосистеме. Напротив, он течет в экосистему и выходит из нее.

Но материя действительно перерабатывается в биосфере, и именно здесь материя и энергия движутся по-разному. Хотя энергия имеет односторонний поток, материя может повторно использоваться между экосистемами и внутри них.

Здесь также уместно отметить, что энергия не перерабатывается так же, как атомы и питательные вещества.Он проникает в экосистему через солнце, а затем покидает экосистему, как только организмы в пищевой цепи и на различных трофических уровнях потребляют столько, сколько им необходимо для выполнения своих естественных повседневных процессов.

Организмы выделяют эту энергию в форме тепла обратно в биосферу. Внутренняя часть Земли также является частью, откуда высвобождается много энергии и откуда она поступает в экосистему. Таким образом, в двух словах, энергия преимущественно входит в биосферу и покидает ее.

Питательные вещества - это важные химические вещества, играющие важную роль во всех типах экосистем. Они помогают организмам выжить, эффективно расти и разлагаться.

В этом контексте круговорот питательных веществ - это важный экологический процесс, который обеспечивает постоянное перемещение всех видов питательных веществ в живой организм из физической среды. После этого питательные вещества возвращаются обратно, и они попадают в физическую среду.

Стабильность и здоровье организмов в экосистеме в значительной степени зависят от стола и сбалансированного цикла питательных веществ, которые включают как живые, так и неживые участники.Эти питательные циклы также включают экологические, химические, а также биологические взаимодействия и процессы.

Водород, углерод и кислород, возможно, являются наиболее часто используемыми неминеральными питательными веществами, которые существуют в экосистеме. Затем идут макроэлементы, такие как фосфор, азот, кальций, магний и калий.

СВЯЗАННЫЕ С: 11 НАИБОЛЬШИХ ЗАЩИТНЫХ МЕХАНИЗМОВ В ПРИРОДЕ

Каждое питательное вещество играет жизненно важную роль в круговороте, а также зависит от биологических возможностей, а также геологии организмов, реакций и химических процессов.

Как можно видеть, питательные вещества, энергия, а также организмы, существующие в экосистеме, зависят друг от друга, чтобы выполнять свои процессы для поддержания физической среды. Если хотя бы один из этих химических процессов или взаимодействий выйдет из строя, весь цикл будет нарушен и возникнет огромный дисбаланс в естественном порядке вещей.

Смотрите также

• 
  Выделения женские желтого цвета
• 
  Выделения перед месячными за неделю коричневые с запахом
• 
  Сколько после кесарева идут кровянистые выделения у женщин
• 
  Какие выделения считаются нормой
• 
  Когда кончает девушка какие выделения
• 
  После приема антибиотиков выделения
• 
  Коричневые выделения после месячных через неделю причины и лечение
• 
  После выскабливания мало выделений
• 
  После биопсии шейки матки выделения кровянистые через неделю
• 
  Выделения после биопсии эндометрия
• 
  Во время беременности выделение крови