Законы преобразования энергии

Энергия в экосистемах

Лекция 4

Энергия (гр. energeia – деятельность) - источник жизни, основа и средство управления всеми природными и общественными системами.

Энергия - одно из основных свойств материи - спо­собность производить работу; в широком смысле - сила.

Очевидно, что законы превращения энергии проявляются во всех процессах, происходящих в природе и обществе, включая экономику, культуру, науку и искусство. Энергия - движущая сила мироздания. Компонент энергии есть во всем: в материи, информации, произведениях искусства и человеческом духе.

Фундаментальные законы термодинамики имеют универ­сальное значение в природе. Любая естественная или искусственная система, не подчиняющаяся этим законам, обречена на гибель. Но для управления энергетическими процессами прежде всего необходимо понять роль энергии в экологических системах. Знание закономерностей энергетических потоков в природных экосистемах поможет предсказать будущее антропогенных_систем. В конечном счете состояние экономики определяется соотношением между энергией, которую человек эффективно использует на данной территории, и количеством энергии, импортируемой извне. Если эксплуатация источников энергии происходит с той же_интенсивностью, с какой обнаруживают новые источники, то формируется благополучное общество. Если энергетические траты превышают имеющиеся ресурсы, то это приводит к их истощению и кризису в экономике. Проекты, связанные с изменением окружающей среды, также необходимо оценивать с позиций энергоэффективности. Например, не всякая переработка отходов нужна, поскольку некото­рое количество отбросов является энергетическими ресурсами биосферы. Энергетический подход помогает определять, какой уровень жизни наиболее соответствует природным возможностям.

Ясно, что будущее зависит от объединения энергетики, эконо­мики и экологии (трех «э») в единую систему взаимосвязанных явлений и процессов. Изучение таких систем требует системного и энергетического подхода, поскольку энергия - это тот фундамент, который позволяет природные ценности перевезти в разряд экономических, а экономические - оценивать с позиций экологии.

Природные экологические системы могут служить моделью общих принципов управления, основанного на энергетических процессах. Эти системы существуют на Земле много миллионов лет. Изучив природные системы, можно познать многие законы, справедливые для антропогенных экосистем.

Несмотря на огромное разнообразие природных систем, приспособленных к конкретным климатическим и биологическим условиям существования, в их поведении есть общие черты, свя­занные с принципиальным сходством энергетических процессов.

Превращение энергии Солнца в энергию пищи путем фотосин­теза, происходящего в зеленом листе, иллюстрирует действие двух законов термодинамики.

Солнечная энергия Q_солн, получаемая поверхностью зеленого листа,, уравнивается рассеянной (отраженной и тепловой) и концентрированной (фотосинтезируемого вещества) формами энергии: Q_солн = q_расс+ q_конц.

Дата добавления: 2014-01-04