Ekologia -W2-RJ- 020307 dr hab. inż. Andrzej Doniec prof. PŁ
-W2-
020307
Ekologia
Funkcja stanu określana jest przez stan początkowy i końcowy.
(L) – praca wykonana na układzie ( + jak „na układzie” , - jeśli „przez układ”)
(U) – energia wewnętrzna – suma wszystkich energii występujących w układzie.
Rodzaje przekazywania ciepła:
- konwekcja
- promieniowanie
- przewodzenie (przekazywanie energii od jednej cząsteczki do drugiej itd.)
I Zasada Termodynamiki (Zasada zachowania energii)
§ Dla układu otwartego ∆U może nastąpić albo na sposób ciepła, albo na sposób pracy
§ W układzie izolowanym we wszystkich procesach w tym układzie, energia wewnętrzna pozostaje niezmieniona
Układy dążą do stanu równowagi.
Równowaga dynamiczna – tyle samo ubywa co przybywa
II Zasada termodynamiki
§ W procesach działających samorzutnie w kierunku osiągnięcia równowagi rośnie „nieuporządkowanie” oraz maleje zdolność do wykonania pracy zewnętrznej.
§ Nie jest możliwe pobieranie ciepła z jednego termodynamicznie jednorodnego ciała i zamiana go na pracę bez zmiany w otoczeniu.
Rys1.
Entropia – funkcja stanu (S)
∆Q – ciepło dostarczane do układu
T – temperatura
Zmiana entropii układu składa się ze zmian na zewnątrz i wewnątrz układu. W procesach przebiegających samorzutnie energia zawsze wzrasta.
Procesy odwracalne – przyrost entropii
Procesy nieodwracalne – S zawsze rośnie
Układ dąży do pewnego makro stanu odpowiadającego największej liczbie mikro stanów.
Jeżeli układ pobiera z otoczenia bardziej uporządkowanie, przyrost entropii jest wolniejszy
Egzergia – pewna część energii (1955). Jest to max. Zdolność danej substancji do wykonania pracy wobec otoczenia. Ustala się ją dla określonego układu i otoczenia. Jest wyrażana przez:
T0 – temperatura otoczenia
Q - ciepło dostarczane do układu
Egzergia jest zużywana w odróżnieniu od energii.
Podstawową jednostką jest organizm.
Zbiór organizmów to populacja.
Jednego rodzaju żyjących na pewnym terenie
Biocenoza – zbiór populacji współwystępujących w określonym miejscu i czasie. Istnieją związki między tymi populacyjnymi. Są one między sobą zależne. Biocenoza ma swoją organizację i jest trwała.
Biotop – wszystko co znajduje się na terenie, gdzie występują organizmy żywe (gleba, powietrze…). Czynniki abiotyczne umożliwiające funkcjonowanie organizmom żywym.
Biocenoza + Biotyp = Ekosystem
Ekosystem – zespół organizmów żywych na danym terenie oraz jego nieożywione otoczenie. Cechą charakterystyczną Ekosystemu jest ciągły przepływ energii i obieg materii w ekosystemie następuje ciągła weryfikacja genetycznych właściwości.
Ekosystem jest złożoną strukturą. Im bardziej złożony tym bardziej jest odporny (na zranienia, na czynniki zewnętrzna.
Materia organiczna w 95% składa się z węgla, powstają w wyniku fotosyntezy.
Fotosynteza – zamiana związków nieorganicznych w związki organiczne dzięki promieniom słonecznym. Produkty fotosyntezy to węglowodory, białka i tłuszcze.
Producenci – rośliny
Konsumenci – roślinożercy
Konsumenci II rodzaju – konsumują konsumentów
Destruenci – bakterie, grzyby – dokonują rozkładu martwych organizmów.
Rozbudowany Łańcuch pokarmowy to sieć troficzna.
Ekosystem jako ziemia – układ zamknięty wymieniamy energię z otoczeniem, jednak nie materię.
Organizmy żywe są układami otwartymi.
Przyroda nie zna pojęcia odpadów.
Odkrycie zasobów węgla i stwierdzenie jego przydatności do spalania zbiegło się z wynalezieniem maszyny parowej. Przyczyniło się to także do rozwoju produkcji stalowej. Usprawniło to także transport.
Charakterystyka naszych czasów:
1) Nastąpiło ogromne zużycie surowców (kilkadziesiąt Gigaton/rok, jest to ponad 1000ton/sek)
2) Znakomity wzrost zużycia energii
3) Zanieczyszczenie środowiska.
Minnie_