Меню

Энергия солнца превратилась в энергию запасенную в веществе растений

Поглощение, превращение и использование энергии растениями

Поток энергии в биогеоценозе

Изучение потока энергии в биогеоценозе позволяет получить дополнительные сведения о функциональной структуре биотических сообществ. Кроме того, оно позволяет выяснить потенциальную биологическую продуктивность данного местообитания. Располагая такими сведениями, можно вычислить, сколько особей каждого вида могло бы здесь существовать.

Вся жизнь на Земле существует за счет солнечной энергии. На Солнце происходит непрерывное превращение водорода в гелий, а при образовании одного атома гелия из четырех атомов водорода часть массы «исчезает» (если быть точным, при образовании 4,003 г гелия исчезает 0,029 г) и превращается в энергию в соответствии со знаменитым уравнением Эйнштейна E = mс 2 , где E — энергия, m — исчезнувшая масса, с — скорость света, представляющая собой постоянную величину (300000 км/с).

Так как каждую минуту на Солнце исчезает более сотни миллионов тонн массы, а скорость света так велика, то высвобождается огромное количество энергии. Этот избыток энергии не накапливается на Солнце, а излучается в пространство в виде электромагнитных волн разной длины: света, радиоволн, рентгеновских лучей, инфракрасного излучения и т. д. Такой процесс превращения массы в энергию может поддерживаться на Солнце благодаря чрезвычайно высокой температуре; на нашей планете при нормальных условиях он не происходит.

Большая часть приходящей к Земле энергии поглощается атмосферой; это главным образом ультрафиолетовая часть спектра — чрезвычайно опасная для живых организмов. Таким образом теряется 30% падающей на Землю энергии. Около 50% падающей энергии превращается в тепло и вновь излучается во внешнее пространство в форме инфракрасного теплового излучения, а 20% расходуется на испарение воды и образование облаков. И наконец, лишь 0,02% падающей энергии поглощается биосферой (рис.1).

Энергия, поглощенная биосферой, идет на совершение биологической работы живыми организмами, направленной на поддержание их жизни.

Поглощение, превращение и использование энергии растениями

Растения поглощают солнечную энергию при помощи хлоропластов включающих в себя пигмент — хлорофилл, который содержится в листьях и определяет зеленый цвет растений. Листья имеют большую поверхность для поглощения солнечного света и отверстия (устьица) для обмена с окружающей средой кислородом и двуокисью углерода. Поглотив электромагнитную энергию солнца растения в процессефотосинтеза запасают ее в форме сахаров — основного химического источника энергии.

Необходимая для фотосинтеза вода с содержащимися в ней солями подается от корней по «водопроводной» системе, называемой ксилемой, а образовавшийся сахар (питательные вещества) распределяется по всем частям растения с помощью другой проводящей системы, называемой флоэмой. Ксилема и флоэма образуют циркуляторную систему растения (рис. 2), которая распределяет в растениях питательные вещества и энергию.

Созданное растениями в процессе фотосинтеза органическое вещество — это валовая первичная продукция (ВПП). Часть энергии валовой первичной продукции расходуется самим растением на дыхание, остальная часть сохраняется в виде прироста органического вещества и представляет собой накопление чистой первичной продукции (ЧПП): ВПП — Дыхание = ЧПП.

Чистая первичная продукция является тем самым органическим веществом, которое накапливается в растениях. Из него в результате сложных процессов, происходящих в растениях, образуются все их органы — стебли, листья, корни, цветки плоды и другие, которые могут использоваться в пищу гетеротрофными организмами.

Эту чистую первичную продукцию можно выразить в единицах массы: взвесить, например, при уборке урожая (килограмм на 1 га за [период времени] и энергии (при сжигании в калориметре): джоуль на 1 м 2 за период времени, например, сутки, месяц, год). Установлено, что при сжигании 1 г абсолютно сухого вещества выделяется 4 кДж энергии. При этом следует принять во внимание, что равные количества различных биологических веществ не обязательно равны по своим энергетическим показателям. Обычно принимают следующие соотношения: для 1 г углеводов — 4 кДж; протеинов — 4 кДж; липидов — 9 кДж; стволовой древесины — 4,5 кДж; живых листьев — 4,7 кДж; лесной подстилки — 4,5 кДж.

Ежегодно зеленые растения превращают в органическое вещество колоссальные количества углерода (в общем около 200 млрд. т). Около 10% этой массы синтезируют наземные растения; остальное приходится на долю морских растений, главным образом микроскопических водорослей. Как показывают расчеты, благодаря активности зеленых растений вся углекислота, находящаяся в атмосфере и растворенная в воде, обновляется примерно за каждые 300 лет, а весь кислород — примерно за каждые 2000 лет. Ход процесса фотосинтеза почти одинаков у всех зеленых растений — от мельчайшей водоросли до огромного Мамонтова дерева.

Читайте также:  Генетика растений это наука о

Природа многих химических реакций, происходящих при фотосинтезе, была выяснена опытами ван Ниля, Арнона, Кальвина, Гаффрона, Рабиновича и многих других учёных. Большая часть этих исследований проводилась с одноклеточными зелеными водорослями Chlorella или Scenedesmus. Однако эксперименты с листьями фасоли, ячменя, табака, дыни показали, что сходные цепи реакций имеются и у высших растений.

Источник

разработка урока «Окружающий мир»
план-конспект урока по окружающему миру (3 класс) на тему

Скачать:

Вложение Размер
okruzhayushchiy_mir_razrabotka_uroka_veshchestvo_i_energiya.docx 21.84 КБ

Предварительный просмотр:

Окружающий мир (3-й класс)

Глава I. ВЕЩЕСТВО И ЭНЕРГИЯ

Тема: Превращение энергии

  1. Ознакомиться с превращением энергии.
  2. Ознакомиться с законом сохранения энергии в превращениях.
  3. Объяснить превращение энергии в тепло и его рассеивание.

Оборудование: молоток, гвоздь, доска для забивания гвоздя, спиртовка, штатив, пробирка с водой, электролампа, машинка на батарейке, плакат «Превращение энергии» из комплекта «Наглядные материалы по окружающему миру для 3-го класса».

и технология оценивания учебных успехов

Ι. Актуализация знаний и постановка учебной проблемы .

– Ребята, мы сегодня опять выступим в роли экспериментаторов. От вас потребуется внимание и умение воспользоваться уже полученными знаниями. Попробуйте определить наличие энергии и источники энергии в следующих опытах: 1) забить гвоздь, при этом наблюдателю предложить потрогать шляпку гвоздя сразу после окончания демонстрации и поделиться своими ощущениями; 2) включить настольную лампу; 3) запустить машинку на батарейке.

(В первом опыте источником энергии было движение руки, в результате гвоздь был забит, шляпка гвоздя стала тёплой. Во втором опыте источником энергии является электричество, лампа светится и стала горячей. В третьем опыте источником энергии служит батарейка, в результате машинка двигалась.)

– В каком виде наблюдали проявление энергии?

(В первом опыте энергия движения руки привела к совершению работы – забит гвоздь (если не скажут, ничего страшного продолжаем обсуждать остальные опыты); во втором опыте энергия проявилась в виде свечения лампочки; в третьем опыте энергия проявилась в виде движения машинки.)

– Что интересного заметили? Какой у вас возникает вопрос? (Что происходит с энергией в продемонстрированных опытах?)

– Сформулируйте проблему урока. (Может ли энергия меняться?)

– Какова будет тема урока? Давайте разбираться.

План ( примерный ) 3

– Что мы сейчас с вами делали? (Планировали нашу деятельность.)

– Какое умение формировали?

– Как вы думаете, какие знания нам понадобятся сегодня на уроке?

Предлагают вспомнить, что такое энергия, источники энергии и т.п.

1. Развиваем умения извлекать информацию из схем, иллюстраций, текстов.

2. Представлять информацию в виде схемы.

3. Выявлять сущность, особенности объектов.

4. На основе анализа объектов делать выводы.

5. Обобщать и классифицировать по признакам.

6. Ориентироваться на развороте учебника.

7. Находить ответы на вопросы в иллюстрации.

ΙΙ. Совместное открытие знаний.

Работа в учебнике.

– Выполните задание к рисункам на с. 18.Что является источником энергии в каждом случае? ( Выполняют задание. Источниками энергии являются: пища, электричество, текущая вода.)

– Какие действия можно было наблюдать в каждом рассматриваемом случае? (В первом случае – человек согрелся, во втором случае – движение, в третьем случае – свечение.)

– Любое действие имеет причину. Для рассматриваемых случаев определите причину того или иного действия. (В первом случае причина – съедание бутерброда, во втором – выработка электрической энергии батарейкой при замыкании цепи, в третьем – выработка энергии турбиной электростанции, приведённая в движение текущей водой.)

– Сравните причины и источники энергии, определённые вами. Какой напрашивается вывод? ( Для этого необходимо на доске зафиксировать по ходу рассуждений причины и источники энергии.) (Причины и источники энергии совпадают. Действие имеет причину, источник энергии.)

– А может ли исчезнуть энергия? Почему, что же с ней может происходить? Прочитайте текст на с. 18–19 и выполните задание в рабочей тетради на с. 8.

– Давайте проведём ещё один опыт. Вам потребуется определить: источник энергии, и будет ли наблюдаться превращение одного вида энергии в другой. Итак, нагреем в пробирке воду на спиртовке. Наблюдателю необходимо предложить осторожно потрогать пробирку после нагревания. (Источником энергии будет спирт. Вода в пробирке после нагревания в пламени спиртовки стала тёплой. Энергия, запасённая в веществе (спирт), превратилась в тепловую энергию (вода в пробирке нагрелась).

– Предположите, что произойдёт с водой в пробирке через определённое время, например через 5 минут? (Остынет.)

– Можем ли мы сохранить всё полученное тепло или запасти его? (Нет.)

– Что происходит с теплом? Проверьте свои предположения по учебнику, с. 21.

– Используя знания, полученные сегодня на уроке, как бы вы ответили на вопрос Лены, заданный на прошлом уроке: почему нужно беречь энергию?

Какую проблему решали сегодня на уроке? Как мы можем ответить на проблемный вопрос урока? (Энергия может изменяться и превращаться из одной формы в другую.)

– Что мы сейчас делали?

– Какие умения формировали?

1. Развиваем умение слушать и понимать других.

2. Строить речевое высказывание в соответствии с поставленными задачами.

3 . Оформлять свои мысли в устной форме.

4. Умение работать в паре и в группах.

1. Развиваем умения выказывать своё отношение к героям,

выражать свои эмоции.

2. Оценивать поступки в соответствии с определённой ситуацией.

3. Формируем мотивацию к обучению и целенаправленной познавательной деятельности.

ΙΙΙ. Самостоятельное применение знаний.

1. Работа в учебнике

– Ответьте на вопросы на с. 19 (кроме 4-го).

– Выполните задание к рисункам на с. 19, 20.

Вопросы к ученику, выполнявшему работу (начало формирования алгоритма самооценки):

– Что тебе нужно было сделать?

– Удалось тебе выполнить задание?

– Ты сделал всё правильно или были недочёты?

– Ты составил всё сам или с чьей-то помощью?

– Какой был уровень задания?

– Какие умения формировались при выполнении этого задания?

– Сейчас мы вместе с … ( имя ученика ) учились оценивать свою работу.

2. Выполнение проверочной работы.

Вариант 1. Задание 1 вряд ли вызовет затруднение. 2) Необходимый уровень . В. Энергия – источник движения, способность совершать работу. Повышенный уровень . Энергия текущей воды превратилась в энергию света. Энергия электричества в игрушечной машине превратилась в источник движения игрушки. Энергия, содержащаяся в веществе пищи, превратилась в источник движения мышц. Закон сохранения энергии. Максимальный уровень . Лампа стала получать электрическую энергию.

Вариант 2 . Задание 1 вряд ли вызовет затруднение. 2) Необходимый уровень . Неверное утверждение: Б. Энергия не может накапливаться. Повышенный уровень . Энергия, содержащаяся в веществе пищи, превратилась в источник движения мышц. Энергия Солнца превратилась в энергию, запасённую в веществе растений. Энергия, запасённая в древесине, согрела дом. Закон сохранения энергии. Максимальный уровень . Энергия пищи дала силы ребятам.

1. Развиваем умение высказывать своё предположение на основе работы с материалом учебника.

2. Оценивать учебные действия в соответствии с поставленной задачей.

предстоящую работу (составлять план).

4. Осуществлять познавательную и личностную рефлексию.

ΙV. Домашнее задание.

Чтение текста темы 4, творческое задание по желанию – вопрос 4 на с. 19.

– Как нужно относиться к энергии? Почему?

– Какую работу мы сейчас выполняли?

– Кто с ней справлялся легко?

– Кому пока было трудновато?

– Кто или что вам помогло справиться?

– Кто доволен сегодня своей работой?

– Кто хотел бы что исправить? Что? Что для этого нужно сделать?

– Какую бы отметку вы себе поставили?

– Что нового узнали?

– Где пригодятся знания?

По теме: методические разработки, презентации и конспекты

Рабочая тетрадь в двух частях.

Разработка рабочей программы по курсу Правильное питание. 1 часть . 2 класс.

Цели урока: познакомить учащихся со знаками «+», «–», «=»; учить детей понимать значение данных знаков, читать равенства; работать над развитием внимания, логического мышления учащихся; при.

данное методическое пособие рассказывает о том как разработать сценарий интегрированного занятия по ДПИ с использованием синтеза искусств.

Содержание методической разработки занятий нацелено на понимание обучающимися того, что язык это основное средство человеческого общения, формированию правильной устной и пись.

Содержание методической раработки занятий нацелено на формирование навыка скорого, каллиграфического письма и выстроения взаимосвязи между звуковым восприятием, моторным навыком и графическим изображе.

Детские конфликты – это не просто негативные явления в детской жизни, это особые, значимые ситуации общения. И от того, насколько взрослые (педагоги и родители) будут готовы к правильному руково.

Источник

Энергия солнца — альтернативный источник энергии, мощный и вечный!

Согласно научным выводам, земля перехватывает много солнечной энергии, что составляет 173 триллиона тераватт. Это буквально на десять тысяч больше энергии, чем население всего мира . Это подтверждает тот факт, что солнце является самым изобильным источником энергии на всем земном шаре и что оно может стать одним из самых надежных источников энергии.

Традиционно энергетические потребности в мире удовлетворяются ископаемыми видами топлива, такими как нефть, природный газ и уголь. Однако эти источники энергии имеют два основных отрицательных воздействия:

Они играют большую роль в глобальном потеплении и загрязнении кислотными дождями , что отрицательно сказывается на многих животных, растениях и людях в окружающей среде .

Немногие страны имеют полный доступ к энергоресурсам на ископаемом топливе, что может привести к глобальной политической и экономической нестабильности.

Лучшей альтернативой является солнечная энергия, которая является возобновляемым ресурсом, то есть она не станет недоступной. Он обеспечивает неограниченное, постоянное снабжение через время. Солнечная энергия также является зеленым источником энергии, поскольку она не выделяет загрязняющие вещества в процессе производства энергии.

Итак, что такое солнечная энергия?

Солнечная энергия — это энергия, вырабатываемая солнцем в виде тепла и света. Это один из самых возобновляемых и доступных источников энергии на планете Земля. Тот факт, что он доступен в большом количестве и свободен и никому не принадлежит, делает его одним из самых важных из нетрадиционных источников энергии. Солнечная энергия использовалась людьми с древних времен, используя простые увеличительные стекла, чтобы сконцентрировать свет солнца в лучах настолько жарко, что они могли бы загореться.

В основном, солнечная энергия может быть использована для преобразования ее в тепловую энергию или может быть преобразована в электричество. Солнечная энергия — это энергия, запряженная солнцем. Он используется двумя основными способами:

  • Через производство электроэнергии

Этот метод использует солнечные фотоэлектрические (PV) устройства или солнечные элементы, которые преобразуют энергию солнца в электричество. Фотоэлектрические устройства производят электричество прямо от солнечного света через электронный процесс, который естественно встречается в конкретных типах материалов, известных как полупроводники.

Электроны, содержащиеся в этих материалах, пропускаются солнечными лучами, что стимулируется движением по электронной цепи, передачей мощности в сетку или прямым питанием электрических устройств. Эта форма энергии может использоваться для питания солнечных часов, калькуляторов или сигналов трафика. Они часто используются в местах, которые не подключены к электрической сети.

Солнечные коллекторы

Солнечный тепловой коллектор использует тепло, поглощая солнечные лучи. Этот метод использует энергию солнца для нагрева воды (солнечные панели горячей воды) для домашнего использования, такие как водонагреватели, гидромассажные ванны и бассейны. На концентрированных солнечных электростанциях используются более сложные сборщики для производства электроэнергии путем нагрева жидкости для включения турбины, подключенной к генератору. Простые сборщики обычно используются в коммерческих и жилых зданиях для обогрева помещений.

Солнечная энергия, превращенная в электричество, может быть мгновенно использована для питания огней или многих других устройств. Более того, он может храниться в батареях для будущего использования. Солнечные элементы обычно генерируют электричество постоянного тока (DC). Однако его можно преобразовать в переменный ток (переменный ток) с помощью устройства, известного как инвертор. Солнечная энергия, преобразованная в тепловую энергию с целью нагрева воды, может быть использована мгновенно или храниться в виде горячей воды в резервуарах, которые будут использоваться позже.

Солнечную энергию можно широко классифицировать как активную или пассивную солнечную энергию в зависимости от того, как они захватываются и используются. В активной солнечной энергии специальное солнечное отопительное оборудование используется для преобразования солнечной энергии в тепловую энергию, тогда как в пассивной солнечной энергии механического оборудования нет. Активная солнечная энергия включает использование механического оборудования, такого как фотогальванические элементы, солнечные тепловые коллекторы или насосы и вентиляторы для улавливания солнечной энергии .

Пассивные солнечные технологии превращают солнечную энергию в тепловую энергию без использования активных механических систем. Это главным образом практика использования окон, стен, деревьев, размещения зданий и других простых методов для захвата или отклонения солнца для использования. Пассивное солнечное отопление — отличный способ сохранить энергию и максимизировать ее использование. Примером пассивного солнечного нагрева является то, что происходит с вашим автомобилем в жаркий летний день.

Источник