Впервые термин энергия был употреблен в 1807 г

Впервые термин “энергия” был употреблен в 1807 г. Использование термина “энергия” В философии – Аристотелем В механике – в рамках естественнонаучной картины мира

1. Трактовка термина “энергия” Лейбниц называл феномен энергии “живой силой”. Гельмгольц – “сила напряжения”

По теории Эйнштейна: Философский принцип неразрывности материи и движения на уровне физического познания конкретизируется в формах закона взаимосвязи массы и энергии: Е=mc 2 Согласно этому закону, всякий объект, обладающий массой, будет с необходимостью обладать и энергией, и наоборот, всякий объект, обладающий энергией, будет иметь массу.

СОВРЕМЕННАЯ ТИПОЛОГИЯ ВИДОВ ЭНЕРГИИ С учетом материальных носителей По типу их взаимодействия В термодинамике

С УЧЕТОМ МАТЕРИАЛЬНЫХ НОСИТЕЛЕЙ МЕХАНИЧЕСКАЯ КИНЕТИЧЕСКАЯ ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ ТЕПЛОВАЯ ХИМИЧЕСКАЯ

ПО ТИПУ ИХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ГРАВИТАЦИОННАЯ

В ТЕРМОДИНАМИКЕ СВОБОДНАЯ СВЯЗАННАЯ

В 1962 г. Нобелевский лауреат П. Митчелл высказал предположение, что энергия, освобождающаяся при дыхании и фотосинтезе, сначала запасается в виде электричества и разности концентрации протонов между двумя отсеками, разделенными мембранной, чтобы затем использоваться для синтеза АТФ (аденозинтрифосфат). Гипотеза была подтверждена. Так биоэнергетика вплотную подошла к исследованию энергии. До сих пор понятие энергии в науке остается центральным. Наука утверждает, что Вселенная материальна или что она есть энергия. Закон сохранения и превращения энергии заставляет взглянуть на общество и составляющих его индивидов как на элементы, производящие и преобразующие энергию.

На вопрос, что такое энергия, часто энергия можно услышать ответ со ссылкой на Рерихов. Энергия – это, сила которая Рерихов запечатлевает образы на пластической, космической субстанции.

Первичное органическое вещество на Земле образуется в основном зелеными растениями под воздействием солнечной энергии в процессе фотосинтеза, который сопровождается поглощением энергии. Зеленый лист содержит миллионы клеток, в которых заключены молекулы хлорофилла. Фотон солнечного света Ф взаимодействует с молекулой хлорофилла, в результате чего, высвобождается электрон одного из атомов, так называемый «бешеный электрон» . Этот электрон взаимодействует с молекулой аденозиндифосфата (АДФ), которая получает достаточную дополнительную энергию для превращения в молекулу аденозинтрифосфата (АТФ)-вещества, являющегося энергоносителем. АТФ - универсальный аккумулятор энергии. АДФ≈―>АТФ≈

Фотон Ф солнечного света Молекула хлорофилла • «бешенный электрон» ē АДФ АТФ Рис. 1 Схема процесса фотосинтеза

Молекула АТФ в живой клетке, содержащей воду и диоксид углерода СО 2, способствует образованию молекул органического вещества (глюкозы) и кислорода. При этом АТФ превращается вновь в АДФ. АТФ + 6 Н 2 О + 6 СО 2 С 6 Н 12 О 6 + 6 О 2 + АДФ + Еф

О процессе образования органического вещества на Земле. 1) 2) 3) 4) Согласно второму началу термодинамики любые виды энергии в конечном итоге превращаются в тепловую форму и рассеиваются. Реакция фотосинтеза сопровождается накоплением энергии в органическом веществе за счет преобразования энергии фотонов в энергию химических связей. Растения непрерывно поглощают из атмосферного воздуха громадное количество СО 2 и выделяют О 2. Синтез органического вещества может осуществляться бактериями-серобактериями, нитрифицирующими бактериями, железобактериями. Животные не способны к реакциям фотосинтеза. Они вынуждены использовать солнечную энергию опосредованно – через органическое вещество, созданное

В биогеоценозе образуется цепь последовательной передачи вещества и эквивалентной ему энергии от одних организмов к другим, или так называемая трофическая цепь ( «трофе» - питаюсь). Отдельные звенья цепей называются трофическими уровнями. Растения называют самопитающимися или автотрофами. Автотрофы продуцируют первичное органическое вещество из неорганического и называются продуцентами.

Организмы, которые не могу строить собственное вещество из минеральных компонентов, используют в пищу созданное автотрофами. Их называют поэтому гетеротрофами, что означает «питаемый другими» , или консументами (от лат. «концумцио» -потреблять). Консументы бывают второго, третьего и т. д. порядка, образуя трофические (пищевые) цепи различной сложности. Таким образом, продуценты и питающиеся ими консументы образуют два первых звена трофической цепи. Плотоядные животные являются консументами, но в отличии от растительноядных – консументами второго порядка и т. д. Разные трофические цепи связаны между собой общими звеньями, образуя трофическую сеть. На рисунке 2 представлены примеры трофических цепей трёх типов.

Рис. 2 Примеры трофических (пищевых) цепей Микроорганизмы Простейшие (бактерии) 1 Птицы Млекопитающие 3 Насекомые Человек 3 Растения 2 Растительноядные животные Хищники -Трофическая цепь 1 -Трофическая цепь 2 -Трофическая цепь 3 Хищники 2 1

В процессе питания на всех трофических уровнях появляются «отходы» органического характера. Деструкторы – организмы, называемые редуцентами (бактерии, грибы, простейшие и др. ), в процессе жизнедеятельности разлагают эти «отходы» до минеральных веществ, а также выделяющиеся при дыхании редуцентов СО 2, вновь возвращаются к продуцентам. На рисунке 3 представлена общая структура трофических цепей, связывающая все уровни от продуцентов до редуцентов.

Продуценты О 2 СО 2 Минеральные вещества Органическое вещество Редуценты Консументы СО 2 «Отходы органического характера» Рис. 3. Общая структура трофических цепей

Трофическая цепь в биогеоценозе есть одновременно цепь энергетическая. В процессе жизнедеятельности сообщества создается и расходуется органическое вещество. Это значит, что экосистемы обладают определенной продуктивностью, т. е. образованием определенной массы вещества в единицу времени. Ежегодно на суше растения образуют в пересчете на сухое вещество биомассу весом Р=1, 7*1012 т, эквивалентной энергии Е=3, 2*1018 к. ДЖ. В среднем 1 га суши Земли образует 3 т сухого вещества в год.

Продуктивность экологических систем и соотношение в них различных трофических уровней принято выражать в форме пирамид, в которых отражают соотношения численности организмов, биомасс и энергии различных трофических уровней. Правило десяти процентов. Е 3 3. Хищники Е 3=0, 1 Е 2 2. Растительноядные животные Е 2=0, 1 Е 1 1. Растения На каждом этапе передачи вещества и энергии Е по пищевой цепи теряется примерно 90%, т. е. если оценить продуктивность последовательных трофических уровней в пирамиде, то получим убывающий ряд чисел, каждое из которых примерно в 10 раз меньше предыдущего.