Acasă | Despre noi | feedback-ul
Biosferă - este un sistem termodinamic deschis, care primește energie sub formă de energie radiantă a soarelui și a căldurii proceselor radioactive descompuse de substanțe din scoarța terestră și miezul planetei. energie radioactivă, care pondere în balanța energetică a planetei a fost semnificativă pe faze abiotici, nu joacă un rol semnificativ în viața biosferei, iar principala sursă de energie de astăzi - este radiația solară. În fiecare an, Pământul primește energie de la Soare, care este de aproximativ 10,5 * 1020 kJ. Cele mai multe din această energie este reflectată de nori de praf și suprafața pământului (aproximativ 34%), se încălzește atmosfera, litosfera și oceanelor, și apoi disipată în spațiu sub formă de radiație infraroșie (42%) este cheltuită pentru evaporarea apei și formarea de nori (23 %), mișcarea masei de aer - formarea vântului (aproximativ 1%). Doar 0,023% din energia solară care cade pe Pământ, este prins producători - plante superioare, alge și bacterii fototrofice - și este stocată în procesul de fotosinteză sub forma de energie a legăturilor chimice ale compușilor organici. Peste un an, ca urmare a fotosintezei, se formează circa 100 de miliarde de tone de substanțe organice, în care se depozitează nu mai puțin de 1,8 x 1017 kJ de energie.
Această energie legat este apoi utilizat de către consumatori și agenți de descompunere în lanțul alimentar, iar la materia cheltuiala vie isi face treaba - concentrate, transformarea, acumularea, și redistribuie elementele chimice din scoarța terestră se rupe agregate și materia non-vie. Lucrarea materiei vii este însoțită de disiparea în formă de căldură a aproape a întregii energii solare stocate în procesul de fotosinteză. Doar o fracțiune de procent din „fotosintetic“ energia nu intră în lanțul alimentar și sunt conservate în roci sedimentare sub formă de materie organică de turbă, cărbune, petrol și gaze naturale.
Deci, în procesul de lucru efectuat de biosferă, energia solară captată este transformată, adică merge pentru a efectua așa-numita lucrare utilă și se disipează. Aceste două procese respectă două legi naturale fundamentale - prima și a doua lege a termodinamicii. Prima lege a termodinamicii este deseori numită legea conservării energiei. Aceasta înseamnă că energia nu poate fi nici născută nici distrusă, ea poate fi transformată de la o formă la alta. Cantitatea de energie rămâne neschimbată.
Sistemele ecologice există o mulțime de transformare a energiei: energia radiantă a soarelui, prin fotosinteză este transformată în energie chimică a producătorilor de substanțe organice, energia stocată de către producătorii - pe energia stocată în materie organică de consumatori, la diferite niveluri, etc Societatea umană modernă, de asemenea, face imens .. cantitatea de energie pe cealaltă. A doua lege a termodinamicii determină direcția schimbărilor calitative ale energiei în procesul de transformare de la o formă la alta. Legea descrie raportul dintre munca utilă și inutilă în tranziția energiei de la o formă la alta și oferă o idee despre calitatea energiei în sine.
Cea de-a doua lege a termodinamicii, cred, domnește printre legile naturii. Și dacă ipoteza ta contravine acestei legi, nu te pot ajuta. (A. Eddington, astronom englez.
Reamintim că energia este înțeleasă ca capacitatea sistemului de a face muncă. Dar, cu orice transformare a energiei, doar o parte din ea este cheltuită pentru performanța muncii utile. Restul sunt dispersați iremediabil sub formă de căldură, adică se efectuează o lucrare goală, asociată cu o creștere a ratei de mișcare aleatorie a particulelor. Cu cât este mai mare procentul de energie consumat pentru performanța muncii utile și, în consecință, cu cât procentul este disipat sub formă de căldură, cu atât calitatea energiei inițiale este mai mare. Energia de înaltă calitate poate fi transformată în mai multe alte tipuri de energie fără costuri suplimentare de energie decât energia de calitate scăzută.
Energia de calitate slabă este energia mișcării aleatorii Brownian, adică căldura. nu poate fi folosit pentru a efectua o muncă utilă. Cantitatea de energie de proastă calitate, nepotrivită pentru performanța muncii utile, se numește entropie. Entropia simplificată este o măsură de dezorganizare, tulburare, aleatorie a sistemelor și proceselor.
Deci, conform celei de-a doua lege a termodinamicii, orice lucrare este însoțită de transformarea energiei de înaltă calitate într-o energie caldă - de căldură - și duce la o creștere a entropiei.
Pentru a reduce entropia într-un sistem închis termodinamic, care nu primește energie din afară, este imposibil, deoarece toată energia calitativă a unui astfel de sistem se transformă într-o calitate inferioară, se degradează la căldură. Cu toate acestea, într-un sistem termodinamic deschis, este posibil să se contracareze creșterea entropiei, utilizând în acest scop energia de înaltă calitate care provine din exterior și devierea energiei de calitate scăzută în afara sistemului.
Universul este un sistem închis, și în el entropia este în continuă creștere. Dar biosfera este un sistem deschis, care susține propriul nivel de entropie joasă, utilizând o sursă externă de calitate a energiei radiante - soarele - și disipa în spațiu redus de energie termică de calitate. Prin urmare, în afară de entropie fizică (entropie sistem închis), în ecologie folosesc termenul „entropie de mediu“ - numărul ireversibil împrăștiate în spațiul energiei termice, care însă este compensată de sursa externă de energie transformată - soare.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: