Energy_地球能量转换_关联图示
能量流动与转化的基本原理
源
辅助能
生物辅助能
人工辅助能
工业辅助能
图7-1 农业生态系统能量来源
直接工业 辅助能
间接工业 辅助能
图7-2 农业生态系统能源及类型
二、 能量流动与转化定律
1. 热力学第一定律
热力学第一定律指出：能量可以在不同的介质中被传递， 在不同的形式间被转化，但能量既不能被消灭，也不能被创
造。即能量在转化过程中是守恒的，它只能以严格的当量比
若某一营养级的同化量为At，生产量为Pt，摄食量为It， 则营养级内的生态效率主要有：
生态生长效率：生产量与摄食量之比，即Pt/It。 净生态学效率：生产量与同化量之比，即Pt/At。 同化效率：消费者同化量与摄食量之比，即At/It。
营养级 之间的 生态效 率主要 有：
摄食效率
本营养级摄食量与上一营养级摄食量之比，即It /It-1。
其表达式为：
E (DM H/Σ/Σ 100%
式中，E为作物的光能利用率；DM为一定时间内单位面积形成的干 物质量(kg)，时间一般是一年，有时也可以是一个特定的生长季；H为作 物器官的产热率，即单位干物质燃烧产生的热量(kcal/kg或kJ/kg)；∑Q为 同期投射到单位面积上的总辐射量或光合有效辐射量(kcal或kJ)。
生产量与呼吸量之和构成同化量A（assimilation），即： A=P+R
次级生产的能量转化效率随着生产者的种类和生态型不同 而不同，还与其所处的生态环境有关。
人工饲养的家畜、家禽能量转化率要明显高于野生动物。
三、 农业生态系统的能量转化效率
1. 初级生产能量转化效率
农业生态系统初级生产的能量转化效率一般用光能利用 率（solar energy use efficiency）表示，即一定时间内投射到 绿色植物表层的太阳辐射能（或光合有效辐射能）被植物转 化为有机物质中的化学能的比率，也称为太阳能转化率。
教科版高中物理必修第三册第四章第1节能量 能量守恒定律
一、能量的概念 一个物体能够对外做功，我们就说这个物
体具有能量。 二、能量的多样性
对应于不同的运动形式，能的形式也是 多种多的 ．
说一说： 你知道的能量形式？
机械能、内能、电能、太阳能、化学能、生物 能、原子能等．
各种各样的能量
能量形式 机械能 内能
涵义
机械能是与物体的运动或位置的 高度、形变相关的能量，表现为 动能和势能。
历史上曾有人设想制造一种不需要消耗任何能源 就可以不断做功的机器，即永动机，这样的机器能不 能制成？为什么？
请你分析一下，高处水槽中水 的势能共转变成哪几种形式的能， 说明这个机器是否能够永远运动 下去．
磁力永动机
滚珠永动机
阿基米德螺旋永动机
人们还提出过利用轮子的惯性、细管子的毛细作用、 电磁力、 流水等获得有效动力的种种永动机设计方案，但都无一例外地失 败了，17～18世纪许多机械专家就已经论证了永动机是不可能的。
法国科学院在1775年就正式决定，不再研究和试验任何永动机！
永动不可能制成的原因 ： 根据能量守恒定律，任何一部
机器，只能使能量从一种形式转化 为另一种形式，而不能无中生有地 制造能量，因此第一类永动机是不 可能制成的.
宏观上影响内能的是物体的体积和温度，平时我们说摩擦生热的热， 其实指的就是转化成物体的内能，当物体内能增大时表现形式之一就 是温度升高。
它的对外表现就是物体温度和物体状态。同一个物体温度越高，说 明内能越大；同样温度的同一物体，在气体状态时内能最大，液体状 态时小一些，固体状态时内能最小。比如相同质量的0℃的冰、水、水 蒸气，相比，水蒸气的内能最大，冰的内能最小。
一切由分子构成的物 质 电器设备所消耗的的 能量都是电能 可见光、紫外线、微 波和红外线等
农业生态学第四章--能量流动
A 贮存量 R1 体增热 R2 维持能
F 固体排泄物
U 液体排泄物
G 气体排泄物
ห้องสมุดไป่ตู้三节 次级生产的能量转化
二、次级生产在农业生态系统中的地位和作用 1．转化农副产品，提高利用价值 2．生产动物蛋白质，改善食物构成。 3．促进物质循环，增强生态系统功能。 4. 提高经济价值。
第三节 次级生产的能量转化
第一节 能量流动的基本规律
三、能量流动的基本定律 1． 热力学第一定律（能量守恒定律） The first law of thermodynamics(the law of conservation of energy): When energy is converted from one form into another, energy is neither gained nor lost. Q=ΔE+W Q 吸热 ΔE 内能（潜能） W 做功 用于生态系统：绿色植物同化的太阳能=贮存在植物体内的化学潜能+植 物呼吸消耗的热能
第四章 农业生态系统的能量流动 Chapter 4 Energy Flow in Agroecosystem
第一节 能量流动的基本规律 The Basic Law of Energy Flow
第二节 初级生产的能量转化 Energy Flow on the level of primary production
efficiencies)
第一节 能量流动的基本规律
四、能量流动的特征 1．能流是单向流动 2．能流是能量不断递减的过程 3. 能量流动的途径和渠道是食物链(food chain)和食物网 (food web)
第二节 初级生产的能量转化
一、初级生产的能量平衡 1. 初级生产（primary production)：
农业生态学-第6章-能量流动
（二）食物网（Food Web）
在生态系统中，各种生物成员之间的取食与 被取食关系，往往不是单一的，多数情况是 交织在一起的，一种生物常常以多种食物为 生，而同一食物又往往被多种消费者取食， 于是就形成了生态系统内多条食物链相互交 织，互相联结的“网络”，这种网络被称为 “食物网”。
含义是系统从温度为绝对零度无分子运动 的最大有序状态向含热状态变化过程中每 一度(温度变化)的热量(变化)，即熵变化 就是热量变化与绝对温度之比，在温度处 于绝对零度时熵值为零。
熵 实际上是对热力学体系中不可利用的热能
的度量。
热力学第二定律也称熵定律，因为能量总是从
集中形式趋向分散，这个过程不可逆。
二、食物链与食物网
Food chain and food web
食物链和食物网是生态系统中能量流动的渠 道。
(一)食物链(Food chain)
1.食物链的概念与特点
食物链 指生态系统中生物组分通过吃与被吃
的关系彼此连接起来的一个序列，组成一个整 体，就像一条链索一样，这种链索关系就被称 为食物链。
重要问题
1.农业生态系统能量传递途径与转化的实质 2.农业生态系统能量转化的基本定律 3.人工辅助能对农业生产的作用 4.农业生态系统能值分析与调控途径
第一节 能量流动的途径 Pathway of the energy flow
农业生态系统能量的来源 食物链与食物网 农业生态系统能量流动的路径
一、农业生态系统能量的来源
营养级（Trophic levels)
earth's energy cycle解析
地球能量循环解析地球能量循环是指太阳能在地球大气、地表和海洋中的循环过程。
这一循环过程涉及到太阳辐射、大气吸收、地表和海洋的物理过程以及生态系统的能量转换。
地球能量循环对于地球的气候、生态平衡和人类生活都具有重要的影响。
1. 太阳辐射太阳辐射是地球能量循环的起源。
太阳辐射主要包括可见光、紫外线和红外线。
这些辐射穿过大气层直接照射到地表和海洋表面，并且是地球上所有生命活动的直接能源。
2. 大气吸收地球大气对太阳辐射的吸收和反射是地球能量循环的重要环节。
大气中的各种气体和气溶胶对太阳辐射有不同的吸收和反射特性，其中以水蒸气和二氧化碳的吸收能力最强。
大气吸收太阳辐射后会产生大气加热和辐射能量，成为地表和海洋的次生能源。
3. 地表和海洋物理过程地表和海洋表面的太阳辐射主要表现为热量的吸收和反射。
其中，地表的岩石、土壤和水体会吸收太阳辐射并将其转化为热能，随后释放到大气中。
而海洋则会吸收和贮存大量的太阳辐射能量，导致海洋表面温度升高、产生海洋环流和气候变化。
4. 生态系统能量转换生态系统中的植物通过光合作用将太阳能转化为生物能量，植物的生长和呼吸过程释放出氧气和二氧化碳。
动物和微生物通过食物链和食物网获取能量，并释放出二氧化碳和热能。
这些能量转化过程对地球能量循环起着至关重要的作用。
5. 地球能量平衡地球能量循环通过各种物理和生态过程实现能量的平衡。
太阳辐射提供能量输入，大气和地表的物理过程实现热量的转移和平衡，生态系统能量转换维持了生物圈内的生命活动。
这种平衡对地球的气候和生态系统的稳定具有重要的意义。
总结起来，地球能量循环是一个复杂而又精密的系统，由太阳辐射、大气吸收、地表和海洋的物理过程以及生态系统的能量转换共同完成。
这一循环过程对于维持地球的气候、生态平衡和生命活动具有至关重要的作用。
深入研究地球能量循环，不仅有助于我们更好地理解地球的运行机制，也有助于我们更好地预测和应对地球气候和环境变化。
地球能量循环的复杂性地球能量循环是一个包含多种要素和相互作用的复杂系统。
第二讲 能量的相互转换 2
能量的相互转换知识要点：中考中经常出现的能量形式有：机械能、内能、太阳能、风能、化学能、光能、核能、电磁能等等。
这些能量之间都可以相互转化，并且遵守能量守恒定律。
能量守恒——能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移过程中，能量的总量保持不变。
这些能量中的重点是机械能和内能：1．机械能=动能＋势能（1）动能：运动物体的质量大，速度越大，它的动能就越大。
（2）势能：分为重力势能和弹性势能．重力势能：物体的重力越大，举得越高，重力势能就越大。
弹性势能：物体的弹形变越大，弹性势能就越大。
1. 机械能你乘坐的校车，往前跳跃的青蛙，甚至是你听到的声音都具有机械能。
机械能（mechanical energy）是指与物体的运动或位置高度，形变相关的能。
机械能可以表现为动能，也可以表现为势能。
2. 热能所有的物体都是由叫做原子和分子的微小粒子组成的。
由于粒子的运动形式和排列和排列结构方面的原因，所有这些粒子既有动能又有势能。
热能（thermal energy）是指组成物体的粒子的运动速度就会增大，从而使得物体摸上去感觉是热的。
随着势能的增加，冰淇淋开始融化。
3. 化学能化合物，如巧克力、木头和蜡，都储存有化学能（chemical energy）。
化学能是指储存在化合物化学键里的势能。
你吃的食物，用来点蜡烛的火柴都储存有化学能，甚至你身体的细胞里都储存有化学能。
4. 电能当门的金属球形握把上的静电击中你的时候，你就能感受到电能。
运动的电荷形成电流，或者说产生了电能（electrical energy）。
电器设备，如收音机、电灯以及电脑等，用的都是来自电池或电厂的电能。
5. 电磁能你每天看到的光就是一种电磁能（electroma-gnetic energy）。
电磁能以各种各样的波的形式传播，这些波同时具备某些电的属性和磁的属性。
除了可见光外，紫外线、微波和红外线都是电磁能的表现形式。
能量的转化与守恒-2020-2021学年九年级科学章节知识框架思维导图(浙教版)
车上坡时，当功率一定时，可以通过换挡减小速度来增加上坡时的牵引力，有利于上坡W从支点向力的作用线引垂线，画出垂足，则从支点到垂足的距离就是力臂，力臂用虚线（或实线）表示并用大括号勾出杠杆平衡条件可知，当阻力、阻力臂一定时，动力臂越长，动力越小，动力臂最长时，动力最小。
有用功、额外功、总功的定义17机械效率63义：由定滑轮和动滑轮组合在一起构成滑轮组点：同时具备定滑轮和定滑轮的特点，既可以省力，又能改变力的方向（但费距离）轮组省力情况分析：注意上式仅在不计绳重和摩擦时成立定滑轮组中承担重物绳子的段数n 的方法要分清哪个是定滑轮，哪个是动滑轮在动滑轮与定滑轮之间画一条直线，将它们隔开来，只计算绕在动滑轮上的绳子段数子自由端移动的距离：装滑轮组的方法首先根据题意求出承担物重的绳子的段数基本原则是“奇动偶定”还要注意绕绳时，绳不可相交于不同的目的有用功和额外功会发生改变，如：用水桶从井里打水的过程，对水桶中的水所做的功为用功，对水桶所做的功为无用功；但当水桶不小心掉入井里，想办法把水桶从井中捞出时，对水桶所机械效率是一个比值，通常用百分比表示，由于总功大于有用功，所以机械效率小于效率是标志机械做功性能好坏的物理量，机械效率越高，机械的性能越好在所做的有用功不变的情况下，减小额外功，具体方法为：在所做的额外功一定的情况下，增大有用功使用它可以省力，但要费距离斜面的倾斜程度响斜面机械效率的因素：斜面的光滑程度有用功：克服物体重力所做的功额外功：克服摩擦力所做的功总功：拉力所做的功机械效率：当斜面光滑时，机械效率为 100%不计绳重及摩擦G为重物的重力G动为动滑轮的重力说明n为承担重物和动滑轮重力的绳子的股数h为重物上升的高度s为绳自由端移动的距离F摩为物体与水平面间的摩擦力F为拉力说明s物为物体移动的距离s绳为绳自由端移动的距离物体的重力同一装置，物重越大，机械效率越高。
动滑轮的重力提升同一重物，动滑轮的重力越小，机械效率越高。
工程热力学主要循环图示
通过循环图示分析热泵的工作原理，实现低品位热能的回收利用。
热管技术
利用循环图示研究热管技术，实现高效传热和节能。
环保技术
废热处理
利用循环图示分析废热处理过程中的能量转换和利用，降低环境污 染。
温室气体减排
通过循环图示研究温室气体减排技术，减少温室气体排放。
工业废水处理
利用循环图示分析工业废水处理过程中的能量转换和利用，实现废水 零排放。
影响因素
热效率受到工质的选择、循环过程的设计、实际运行条件等因素 的影响。
机械效率
01
机械效率
表示循环过程中机械能转换为输 出功的效率，是评价机械发动机 性能的重要指标。
计算公式
02
03
影响因素
$eta_{mech} = frac{W_{net}}{W_{net} + Q_{in}}$。
机械效率受到工质的选择、循环 过程的设计、实际运行条件等因 素的影响。
THANKS
感谢观看
循环效率受到多种因素的 影响，如循环过程的设计、 工质的选择、实际运行条 件等。
热效率
热效率
表示循环过程中热能转换为机械能的效率，是评价热力发动机性 能的重要指标。
计算公式
$eta_{th} = frac{W_{net}}{Q_{in} - Q_{out}}$，其中 $Q_{out}$为循环中输出热量。
对于封闭系统，热量自发地从低温流向高温，而不是相反方向。
03
循环图示的解析
循环效率
循环效率
表示循环过程能量转换的 完善程度，是评价循环过 程性能的重要参数。
计算公式
$eta
=
frac{W_{net}}{Q_{in}}$，