能量传递计算
生态系统中能量流动的计算方法
湖北省恩施州清江外国语学校彭邦凤
生态系统中能量流动的计算是近几年高考的热点，考生常因缺乏系统总结和解法归纳而容易出错。下面就相关问题解法分析如下：
一、食物链中的能量计算
1.已知较低营养级生物具有的能量（或生物量），求较高营养级生物所能获得能量（或生物量）的最大值。
例1.若某生态系统固定的总能量为24000kJ，则该生态系统的第四营养级生物最多能获得的能量是（）
A. 24kJ
B. 192kJ
C.96kJ
D. 960kJ
解析：据题意，生态系统固定的总能量是生态系统中生产者（第一营养级）所固定的能量，即24000kJ，当能量的传递效率为20%时，每一个营养级从前一个营养级获得的能量是最多的。因而第四营养级所获得能量的最大值为：24000×20%×20%×20%=192kJ。
答案：D
规律：已知较低营养级的能量（或生物量），不知道传递效率，计算较高营养级生物获得能量（或生物量）的最大值时，可按照最大传递效率20%计算，即较低营养级能量（或生物量）×(20%)n（n为食物链中由较低营养级到所需计算的营养级的箭头数）。
2.已知较高营养级的能量（或生物量），求较低营养级应具备的能量（或生物量）的最小值。
例2.在一条有5个营养级的食物链中，若第五营养级的生物体重增加1 kg，理论上至少要消耗第一营养级的生物量为（）
A. 25 kg
B. 125 kg
C. 625 kg
D. 3125 kg
解析：据题意，要计算消耗的第一营养级的生物量，应按照能量传递的最大效率20%计算。设需消耗第一营养级的生物量为X kg，则X=1÷(20%)4=625 kg。
答案：C
规律：已知能量传递途径和较高营养级生物的能量（或生物量）时，若需计算较低营养级应具有的能量（或生物量）的最小值（即至少）时，按能量传递效率的最大值20%进行计算，即较低营养级的生物量至少是较高营养级的能量（或生物量）×5n（n为食物链中，由较低营养级到所需计算的营养级的箭头数）。
3.已知能量的传递途径和传递效率，根据要求计算相关生物的能量（或生物量）。
例3.在能量金字塔中，生产者固定能量时产生了240molO2，若能量传递效率为10%～15%时，次级消费者获得的能量最多相当于多少mol葡萄糖？（）
A.0.04
B. 0.4
C.0.9
D.0.09
解析：结合光合作用的相关知识可知：生产者固定的能量相当于240÷6＝40mol葡萄糖；生产者的能量传递给次级消费者经过了两次传递，按最大的能量传递效率计算，次级消费者获得的能量最多相当于40×15%×15%＝0.9mol葡萄糖。
答案：C
规律：已知能量传递效率及其传递途径时，可在确定能量传递效率和传递途径的基础上，按照相应的能量传递效率和传递途径计算。
二、食物网中能量流动的计算
1.已知较高营养级从各食物链中获得的比例，未告知传递效率时的能量计算。
例4.右图食物网中，在能量传递效率为10%～20%时，假设每个营养级的生物从前一营养级的不同生物处获得的能量相等。则人的体重每增加1 kg，至少需要消耗水藻kg。
解析：由题意知：人从大鱼和小鱼处获得的能量是相等的，小鱼从虾和水藻处获得的能量是相等的，而且，题中“至少”需要多少，应按能量传递的最大效率计算。计算方法如下：
在“小鱼→大鱼→人”的传递途径中，大鱼的生物量至少为0.5÷20%＝2.5 kg，小鱼的生物量至少为2.5÷20%＝12.5 kg；在“小鱼→人”的传递途径中，小鱼的生物量至少是0.5÷20%＝2.5 kg。因此，小鱼的生物量总量至少为12.5+2.5=15 kg。
同理：在“水藻→水蚤→虾→小鱼”的传递过程中，水藻的生物量至少是
15÷2÷20%÷20%÷20%＝937.5 kg；在“水藻→小鱼”的传递过程中，水藻的生物量至少是
15÷2÷20%＝37.5 kg。因此，水藻的生物量总量至少为937.5+37.5=975 kg。
答案：975
规律：对于食物网中能量流动的计算，先应根据题意写出相应的食物链并确定各营养级之间的传递效率，按照从不同食物链获得的比例分别进行计算，再将各条食物链中的值相加即可。
2.已知较高营养级从各食物链中获得的比例，在特定传递效率时的计算。
例5.若人的食物1/2来自植物，1/4来自小型食肉动物，1/4来自羊肉，若各营养级之间的能量传递效率为10%时，人增重1 kg需要消耗的植物为＿＿ kg。
解析：根据题意可画出食物网（右图），从题目要求可以判断能量的传递效率为10%，根据人增重从不同途径获得能量的比例可计算如下：
植物→人：0.5÷10%＝5 kg；
植物→羊→人：0.5÷10%÷10%＝50 kg；
植物→羊→小型肉食动物→人：0.5÷10%÷10%÷10%＝500 kg；
因此：人增重1 kg共消耗植物5+50+500=555 kg。
答案：555
规律：对于食物网中能量流动的计算，先应根据题意写出相应的食物网，根据特定的传递效率，按照从不同食物链获得的比例分别计算，再将各条食物链中的值相加即可。
三、已知各营养级的能量（或生物量），计算特定营养级间能量的传递效率
例6.在某生态系统中，1只2 kg的鹰要吃10 kg的小鸟，0.25 kg的小鸟要吃2 kg的昆虫，而100 kg的昆虫要吃1000 kg的绿色植物。若各营养级生物所摄入的食物全转化成能量的话，那么，绿色植物到鹰的能量传递效率为（）
A. 0.05%
B. 0.5%
C. 0.25%
D. 0.025%
解析：根据题意，可根据能量传递效率的概念计算出各营养级之间的能量传递效率，再计算出绿色植物转化为鹰的食物链中各营养级的生物量。即：10 kg 的小鸟需要昆虫的生物量=10÷（0.25÷2）=80 kg；80 kg的昆虫需要绿色植物的生物量=80÷（100÷1000）=800 kg。
因此，从绿色植物→昆虫→小鸟→鹰的生物量依次为800 kg→80 kg→10 kg →2 kg，则鹰转化绿色植物的百分比为2/800×100%=0.25%。
答案：C
规律：要计算能量传递效率，可先根据各营养级的生物量计算出各营养级的传递效率，并推算出不同营养级的生物量，最后计算出所需计算转化效率的较高营养级（本题中的鹰）的生物量（或能量）占较低营养级（本题中的植物）的比例即可。
四、巩固练习
1.某人捕得一条重2 kg的杂食海鱼，若此鱼的食物有1/2来自植物，1/4来自草食鱼类，1/4来自以草食鱼类为食的小型肉食鱼类，则该鱼至少需要海洋植物＿＿kg。
2.在浮游植物→浮游动物→鱼这条食物链中，如果鱼要增加1000 kg，那么，至少需要浮游动物和浮游植物分别是（）
A.10000 kg和50000 kg
B.5000 kg和25000 kg
C.50000 kg和50000 kg
D.10000 kg和10000 kg
3.某个生态系统中，生产者和次级消费者的总能量分别是E1和E3，在下列几种情况中，可能导致生态平衡被破坏的是
A. E1＞100E3
B. E1＜100E3
C. E1＜25E3
D. E1＞25E3
4.有一食物网如右图所示。假如猫头鹰的食物2/5来自兔子，2/5来自老鼠，其余来自蛇，那么猫头鹰要增加20g体重，最多消耗植物＿＿克。
5.右图为美国生态学家林德曼于1942年对一个天然湖泊──赛达伯格湖的能量流动进行测量时所得结果。请据图中相关数据，则第二营养级向第三营养级的能量传递效率是＿＿＿。
6.下图所示的食物网中，C生物同化的总能量为a，其中A生物直接供给C 生物的比例为x，则按最低的能量传递效率计算，需要A生物的总能量（y）与x 的函数关系式为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
五、巩固练习答案与解析
1.80 kg 解析：由题意可知，这条鱼的食物来源于三条食物链，即：植物→杂食鱼；植物→草食鱼类→杂食鱼；植物→草食鱼类→小型肉食鱼类→杂食鱼，由较高营养级的生物量求其对较低营养级的需要量时，应按能量传递效率20%计算。通过三条食物链消耗植物分别是5 kg、1
2.5 kg和62.5 kg，因此，消耗植物的最少量是5＋12.5＋62.5＝80 kg。
2.B 解析：较高营养级获得参量一定时，能量传递效率越大，则所需较低营养级生物量越少，应按20%的能量传递效率计算。所以需要浮游动物的生物量为1000÷20%=5000 kg，所需浮游植物为1000÷20%÷20%=25000 kg。
3.D 解析：生态系统的能量传递效率为10%～20%，当生产者的能量小于次级消费者能量的25倍，则说明该生态系统中，在生产者、初级消费者和次级消费者之间的能量流动效率已经高于20%，此时，次级消费者对于初级消费者的捕食强度会加大，可能使生态系统的稳定性受到破坏，影响生生态系统的可持续性发展，导致生态平衡破坏。
4.5600 解析：该食物网中有三条食物链，最高营养级为鹰。据题意，应按最低能量传递效率（10%）计算，可得到三条链消耗的植物分别为800g、800g、4000g，共消耗植物5600克。
5.20.06% 解析：能量传递效率为下一个营养级所获得的能量占上一个营养级获得能量的比例。则：第二营养级向第三营养级的传递效率为：12.6÷62.8×100%＝20.06%。
6.y＝100a－90ax 解析：C从A直接获得的比例为x，则直接获得能量为ax，需要消耗A的能量为10ax；通过B获得的比例为（1－x），则获得能量为（1－x）a，需要消耗A的能量为100（1－x）a。因此，消耗A的总能量为：10ax＋100（1－x）a＝100a－90ax，可得函数关系式：y＝100a－90ax。
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微波：波速、相速、群速和能量传输速度的区别与联系
波速、相速、群速、能量传输速度 1、定义 波速（wave celerity）：单位时间内波形传播的距离，以波长与波周 期之比表示.V=入/T. 相速(phase velocity)：相速度,单一频率的正弦电磁波波的等相面 （例如波峰面或波谷面）在介质中传播的速度v=c/n，c为自由空间 中的光速，n为介质对该频率电磁波的折射指数。 在理想介质中，电磁波的相速仅与介质参数有关. 群速(group velocity)：（1）、波列作为整体的传播速度（2）波群传播的速度。波的群速度，简称群速，是指波的包络传播的速度。实 际上就是波实际前进的速度。群速是一个代表能量的传播速度。 概念引入原因： 实用系统的信号总是由许多频率分量组成，在色散介质中，各单色 分量将以不同的相速传播，因此要确定信号在色散介质中的传播速 度就发生困难，为此引入群速的概念，它描述信号的能量传播速度。能量传播速度：群速是波群的能量传播速度. 2、相互关系 （1）相关概念 非色散介质：无线电波在介质中传播时，介电常数ε与频率无关， 波的传播速度也与频率无关的介质； 色散介质：与此相反，如果介电常数ε或传播速度v与频率有关的 介质. 正常色散：一切无色透明介质在可见光区域均表现为正常色散。特点：波长变大时，由v=λf,频率不变，则V增大。而n=c/v，则折 射率值n变小，角色散率D变小。
反常色散：在某些波段会出现，波长变大时折射率值增大的现象， 这称为反常色散。反常色散同样是物质的普遍性质。反常色散与选 择吸收密切相关，即在发生物质的选择吸收波段附近出现反常色散。 角色散率：由夫琅和费衍射理论知，产生衍射亮条纹的条件（光栅 方程）：dsinθ=kλ（k＝ 1， 2，…， n）光栅方程对λ微分，就 可得到光栅的角色散率：ψ=Δθ/Δλ=k/dcos. 角色散率是光栅、棱镜等分光元件的重要参数，随着k的增大，色 散率也就越大。它表示单位波长间隔内两单色谱线之间的角间距， 当光栅常数d愈小时，角色散愈大；光谱的级次愈高，角色散也愈大。且当光栅衍射时，如果衍射角不大，则cosθ接近不变，光谱 的角色散几乎与波长无关，即光谱随波长的分布比较均匀，这和棱 镜的不均匀色散有明显的不同。 （2）他们之间的相互关系 波速与相速：（1）、由波动方程所确定的光波速度v=c/n，反映了 光波波面相位的传播速度。 （2）、相速度只代表相位变化的快慢，并不代表电磁波能量的真正 传播速度。 （3）、电磁波的波速（3*10^8）是固定不变的.电磁波的相速 （c/n,n可以小于1）于介质n有关，可以超过光速，也可以为负值. 波速与群速：群速则总小于自由空间的光速c。由于色散的存在， 同一光信号所包含的不同光谱成分在色散介质中不能同步传播,其合 振动是一个复色平面波,随着该平面波以一相速度向前传播，调制波 也以一速度速度向前优越传播，该速度反映了光波能量度的传播速度，故称之为光波在色散介质中的群速度。 相速与群速：群速和相速只是在频散煤质中才有差别.群速度可以理 解为多个频率的光相互影响和形成的一个周期性的复杂震动。其相 速度是这个周期中某一个震动形式相同的位置的传播速度，群速度 就是整个这个周期传播的速度。在无色散介质中，群速等于相速度，其群速度跟相速度同方向同大小；在色散介质中，群速度不等于相
九年级上第二章 能量转化及计算基础练习
能量转化及计算 一．选择题（共19小题） 1．下列关于能量转化的说法，正确的是（） A．图中，风力发电将空气的动能转化为电能 B．图中，拉开的弹弓将石子弹出的过程，弹性势能增大 C．图中，“神舟五号”载人飞船成功返航，返回舱在减速着陆过程中机械能守恒 D．图中，水平路面上疾驰的汽车，将重力势能转化为动能 2．如图所示的情景中，关于能量的说法正确的是（） A．水力发电，将电能转化为机械能 B．在空中飞行的C919，只具有重力势能 C．张弓待发，弓静止，所以没有能量
D．过山车冲上高处的过程中，重力势能增加 3．下列事例中，关于能量转化说法正确的是（） A．手机充电过程是化学能转化为电能 B．发电机发电过程是电能转化为机械能 C．搓手取暖过程是机械能转化为内能 D．汽车的发动机工作过程是机械能转化为电能 4．下列关于热和能的说法正确的是（） A．燃料燃烧过程中，内能转化为化学能 B．热机做功过程中，内能转化为机械能 C．燃料的热值越大，燃烧时放出的热量越多 D．热机的效率越高，做功越快 5．下列实例与能量转化相对应的是（） A．热机：机械能转化为内能 B．发电机：电能转化为机械能 C．电动机：电能转化为机械能 D．燃料燃烧：内能转化为化学能 6．如图所示是我国自主研发的油电混合动力轿车在水平平直公路上高速行驶情形，下列说法正确的是（） A．轿车以汽油模式行驶是将汽油化学能直接转换为机械能 B．轿车上表面空气流速大压强小 C．轿车对地面的压力等于重力 D．轿车行驶过快惯性增大，容易造成危险 7．下列能量转化的描述正确的是（） A．手机电池充电：化学能→电能 B．发电机工作：电能→机械能
能量转化效率专题
能量转化效率专题 一、能量转化效率计算（公式：能量转化效率=有效利用的能量÷总能量） 1、炉子的效率： 例题：用天然气灶烧水，燃烧0.5m 3 的天然气，使100kg 的水从20℃升高到70℃.已知水的比 热容c=4.2×103J/（kg ·℃）,天然气的热值q=7.0×107J/m 3 。求： (1)0.5m 3 天然气完全燃烧放出的热量Q 放。 （2）水吸收的热量Q 吸。 （3）燃气灶的效率η。 2、太阳能热水器的效率： 例题：某太阳能热水器的水箱接受太阳热辐射2.4×107 J,如果这些热量使水箱内50L 温度30℃的水，温度上升到57℃，求太阳能热水器的效率。 3、汽车的效率： 例题：泰安五岳专用汽车有限公司是一家大型的特种专用汽车生产基地。该厂某型号专用车在 车型测试中，在一段平直的公路上匀速行驶5.6km ，受到的阻力是3.0×103 N ，消耗燃油1.5×10－3m 3（假设燃油完全燃烧）。若燃油的密度ρ＝0.8×103kg/m 3，热值q ＝4×107 J/kg ，求： （1）专用车牵引力所做的功。 （2）已知热机效率η＝W Q （式中W 为热机在某段时间内对外所做的功，Q 为它在这段时间内所消耗的燃油完全燃烧所产生的热量），则该专用车的热机效率是多少？ 4、电热水器的效率： 例题：标有“220V,1000W ”的电水壶内装有2kg 的水，正常工作10min ，使水温升高了50℃，求：（1）水吸收的热量是多少J ？ （2）电水壶消耗了多少J 的电能？ （3）此电水壶的效率是多少？
5、电动机车的效率： 电动自行车以其轻便、经济、环保倍受消费者青 睐。某型号电动自行车的主要技术参数如表所示。在某平直路段上，电动自行车以额定功率匀速行驶时，受到的平均阻力为40N 。若自行车以7m/s 的速度行驶了1min 则， ①此时自行车克服阻力做了多少功？ ②消耗了多少J 的电能？ ③电动自行车的效率多大？ 巩固练习： 1、天然气在我市广泛使用，已知天然气的热值为4×107 J ／m 3 。，完全燃烧0.05m 3 天然气可以放出多少J 的热量，这些热量若只有42％被水吸收，则可以使常温下5kg 的水温度上升多少℃。 [水的比热容为4.2×103 J/(kg ·℃)] 2、小红家里原来用液化石油气烧水，每天用60℃的热水100kg 。她参加“探究性学习”活动后，在老师和同学的帮助下，制造了一台简易的太阳能热水器。 （1）若用这台热水器每天可将100kg 的水从20℃加热到60℃，这些水吸收的热量是多少？ （2）若液化石油气燃烧放出的热量有70%被水吸收，她家改用太阳能热水器后平均每天可节约液化石油气多少kg ？（液化石油气的热值是8.0×107 J/kg ） （3）请你说出太阳能热水器的优点。（至少说出一条） 3、太阳能热水器是直接利用太阳能给水加热的装置，下表是小明家的太阳能热水器某天在阳光 照射下的相关信息：其中太阳辐射功率是指1h 内投射到1m 2 面积上的太阳能 求：（1）水在10h 内吸收的热量； （2）太阳能热水器的能量转化效率。 4、如图所示为小艳家新买的一辆小汽车．周末，爸爸开车带着小艳出去游玩，途中，这辆汽车在1h 的时间内，在水平路面上匀速行驶了72km ，消耗汽油6kg ．若已知该汽车发动机的功率（即 牵引力的功率）为23kW ，汽油的热值为4.6×107 J/kg ，g=10N/kg ．则 （1）该汽车克服阻力做的功是多少； （2）该汽车的牵引力是多少N （3）该汽车发动机的效率是多少。 5、随着“西气东输”，天然气进入扬州市民家庭，小明家已经开始使用天然气了。小明家原来
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中考物理热量计算的压轴题及答案 中考真题 人类的祖先钻木取火，为人类文明揭开了新的一页，钻木取火的一种方法如图所示，将削尖的木棒伸到木板的洞里，用力压住木棒来回拉动钻弓，木棒在木板的洞里转动时，板与棒互相摩擦，机械能转化为内能.而热集中在洞内，不易散发，提高了木棒尖端的温度，当达到约260℃时木棒便开始燃烧，因木头是热的不良导体，故受热厚度很薄，木棒受热部分的质量只有0.25g.已知：来回拉一次钻弓需1.0s，弓长为s=0.25m，人拉弓的力为16N，木头比热c=2×103 J/(kg·℃)，室温为20℃. 问： (1)人来回拉一次钻弓克服摩擦力所做的功为多少? (2)人克服摩擦力做功使机械能转化为内能，若其中有25%被木 棒尖端吸收，则1s内可使木棒尖端温度提高多少℃? (3)请你估算用多长时间才能使木棒燃烧起来? 【示范解析】 (1)人来回拉一次钻弓克服摩擦力所做的功W=2FS=2×16N×0.25m=8J;(2)木棒尖端吸收的热量Q=ηW=25%×8J=2J，木棒尖端升高的温度△t=Q/cm=2 J/[2×103J/(kg.℃)×0.25×10-3kg]=4℃;(3)使木棒燃烧起来的时间 t=(260℃-20℃)÷4℃/s=60s. 拓展延伸 1.阅读下面的短文，回答问题， 太阳能热水器 太阳能热水器是利用太阳能把水从低温加热到高温，以满足人们日常生活的需要.它具有安全、节能、环保等优点.
如图1所示，太阳能热水器主要由两部分构成：一部分是妾许多根玻璃吸热管组成的集热器，每根玻璃吸热管由双层玻璃管组成，双层玻璃管之间是真空.如图1所示是玻璃吸热管的工作原理图，它的结构与保温瓶的玻璃内胆相似，只是在玻璃吸热管的内表面涂了一层黑色的吸热材料;另一部分是保温储水箱，保温储水箱下部与玻璃吸热管相通. 玻璃吸热管工作原理如图2所示：当太阳光入射到黑色的吸热层上时，黑色吸热层能把太阳能更有效地转化为内能，将管内的水加热.向光一侧的水被加热后体积增大、密度变小而向上运动;背光一侧的水由于温度较低、密度较大而向下运动，形成冷热水循环，最终整箱水都升高至一定的温度.玻璃吸热管具有吸热保温作用 . 请回答以下问题： (1)玻璃吸热管内向光一侧的水吸热后体积增大、密度变小，所受到的浮力_______重力. (2)能否将黑色的吸热材料涂在玻璃吸热管的外表面上?简单说明理 由.___________ _____________________________________________________________________ _______. (3)将质量为100kg初温为20℃的水加热到60℃，求这些水需要吸收多少热量?[水的比热容是4.2×103J/(kg.℃)] (4)某品牌太阳能热水器集热器面积为S=2m2，热效率为η=40%(即热水器能将照射到玻璃吸热管上的太阳能的40%转化为水的热能)，该地点太阳能辐射到地面的平均功率为P=1.4×103W/m2(即平均每平方米每秒钟太阳辐射能为1.4×103J).在第(3)小题中水吸收的热量由该热水器提供，求需要加热多少小时?
生物能量转换效率
生物能量转换效率 根据科技部发布的《全民节能减排手册》，如果每月用手洗代替一次机洗，每台洗衣机每年可节能约1.4千克标准煤，相应减排二氧化碳3.6千克。如果全国1.9亿台洗衣机都因此每月少用一次，那么每年可节能约26万吨标准煤，减排二氧化碳68.4万吨。 对于清洁衣服，很多白领和年轻人有着很高的要求，怕染色、怕交叉感染，所以常常一堆衣服要分两三次洗完。其实，这是一种不低碳的生活方式，专家表示，如果每月用手洗代替一次机洗，每台洗衣机每年可相应减排二氧化碳3.6千克。 读者王小姐说，冬天时，每个周六她都要花一个下午来洗衣服，贴身衣物、深色外衣、浅色外衣，至少要用洗衣机洗三次。“其实贴身衣物很小很薄，虽然衣服少，但是洗衣机不会偷懒，还是用那么多水和电，我总是觉得很浪费。现在天气暖和了，完全可以用手洗代替，不仅低碳，还更干净。”自从用手洗衣服后，王小姐说她每周的洗衣时间缩短了一个小时，而且用水量也明显减少了。“我发现洗衣服还挺累的，就当锻炼身体了！” 这里明显有个问题，科技部认为手洗是不用能量的！其实生物的能量转化效率是较低的。 一只鹰2千克要吃10千克小鸟能量传递效率2/10=20% 0.25千克小鸟要吃2千克昆虫能量传递效率0.25/2= 12.5% 100千克昆虫要吃1000千克绿色植物能量传递效率100/1000=10% 真正有用的质量只有： 20%×12.5%×10%=0.25% 而且，生物做功时，有用的质量变成机械能还要浪费大部分，分解一分子葡萄糖产生2870KJ能量，而只有1161KJ用于合成ATP，只有ATP中的能量才被用于生命活动，其余几乎都以热的形式散失了。算一算大约40%多吧。 这样看来，利用人的手工劳动以代替机器是得不偿失的。所以有经验的老板总是用机器代替工人，不会像科技部那样建议手洗代替机洗的。
第十章能量计算题
一．计算题（共11小题） 1．一锅炉每天把3t的水加热到100℃，需要吸收的热为1.008×109J的热，求：原来水的初温为多小℃？【假定热量完全吸收，C 水 =4.2×103J/（kg．℃）】 2．某家庭用燃气热水器将质量为100kg，温度为20℃的自来水加热到50℃，消耗的天然气体积为1m3（假设天然气完全燃烧）．已知水的比热容为4.2×103J/（kg?℃），天然气的热值为 3.2×107J/m3．求： （1）天然气完全燃烧放出的热量； （2）水吸收的热量； （3）该热水器工作时的效率．3．某家庭需要将50kg、20℃的水加热到60℃作为生活用水，他们利用煤气灶烧热水时，需要燃烧0.8kg的煤气．已知煤气的热值q=4.2×107J/kg．水的比热容为c=4.2×103J/（kg?℃）．求：（1）把50kg、20℃的水加热到60℃需吸收的热量； （2）完全燃烧0.8kg的煤气时放出的热量；（3）此煤气灶烧水的效率．
4．如图所示，是最新一款无人驾驶汽车原型图．汽车自动驾驶时使用雷达传感器，以及激光测距器来了解周围的交通状况．该款车以72km/h 的速度在一段平直的公路上匀速行驶了8km时，消耗汽油1.5L．假设燃油完全燃烧，汽油机的效率为30%，（已知：汽油的密度为0.8×103kg/m3，汽油的热值为4.5×107J/kg），那么，在这段运动过程中： （1）该汽车发动机做的有用功是多少？汽车受到的阻力多大？ （2）该汽车的输出功率为多少？ 5．天然气是一种热值高、污染小的清洁能源，2016年三明市迎来了天然气时代．完全燃烧0.035m3的天然气放出多少焦的热量？若这些热量完全被水吸收，能使多少千克的水温度升高50℃？（水的比热容c=4.2×103J/（kg?℃），天然气的热值取q=4×107J/m3）
波速、相速、群速、能量传输速度
波速、相速、群速、能量传输速度 09电子 0938003 游瑞蓉1、定义 波速（wave celerity）：单位时间内波形传播的距离，以波长与波周 期之比表示.V=入/T. 相速(phase velocity)：相速度,单一频率的正弦电磁波波的等相面 （例如波峰面或波谷面）在介质中传播的速度v=c/n，c为自由空间 中的光速，n为介质对该频率电磁波的折射指数。 在理想介质中，电磁波的相速仅与介质参数有关. 群速(group velocity)：（1）、波列作为整体的传播速度（2）波群传播的速度。波的群速度，简称群速，是指波的包络传播的速度。实 际上就是波实际前进的速度。群速是一个代表能量的传播速度。 概念引入原因： 实用系统的信号总是由许多频率分量组成，在色散介质中，各单色 分量将以不同的相速传播，因此要确定信号在色散介质中的传播速 度就发生困难，为此引入群速的概念，它描述信号的能量传播速度。能量传播速度：群速是波群的能量传播速度. 2、相互关系 （1）相关概念 非色散介质：无线电波在介质中传播时，介电常数ε与频率无关， 波的传播速度也与频率无关的介质； 色散介质：与此相反，如果介电常数ε或传播速度v与频率有关的 介质.
正常色散：一切无色透明介质在可见光区域均表现为正常色散。特点：波长变大时，由v=λf,频率不变，则V增大。而n=c/v，则折 射率值n变小，角色散率D变小。 反常色散：在某些波段会出现，波长变大时折射率值增大的现象， 这称为反常色散。反常色散同样是物质的普遍性质。反常色散与选 择吸收密切相关，即在发生物质的选择吸收波段附近出现反常色散。 角色散率：由夫琅和费衍射理论知，产生衍射亮条纹的条件（光栅 方程）：dsinθ=kλ（k＝ 1， 2，…， n）光栅方程对λ微分，就 可得到光栅的角色散率：ψ=Δθ/Δλ=k/dcos. 角色散率是光栅、棱镜等分光元件的重要参数，随着k的增大，色 散率也就越大。它表示单位波长间隔内两单色谱线之间的角间距， 当光栅常数d愈小时，角色散愈大；光谱的级次愈高，角色散也愈大。且当光栅衍射时，如果衍射角不大，则cosθ接近不变，光谱 的角色散几乎与波长无关，即光谱随波长的分布比较均匀，这和棱 镜的不均匀色散有明显的不同。 （2）他们之间的相互关系 波速与相速：（1）、由波动方程所确定的光波速度v=c/n，反映了 光波波面相位的传播速度。 （2）、相速度只代表相位变化的快慢，并不代表电磁波能量的真正 传播速度。 （3）、电磁波的波速（3*10^8）是固定不变的.电磁波的相速 （c/n,n可以小于1）于介质n有关，可以超过光速，也可以为负值. 波速与群速：群速则总小于自由空间的光速c。由于色散的存在， 同一光信号所包含的不同光谱成分在色散介质中不能同步传播,其合 振动是一个复色平面波,随着该平面波以一相速度向前传播，调制波 也以一速度速度向前优越传播，该速度反映了光波能量度的传播速度，故称之为光波在色散介质中的群速度。
运动消耗能量计算方法
运动消耗能量计算方法 二十多年前，国立台湾师范大学体育研究所的运动生理学实验室，即已利用Douglas 袋与Scholander 气体分析仪，进行人体运动前、运动中与运动后的摄氧量与二氧化碳产生量测量。其实，透过运动过程中的氧气消耗量与二氧化碳产生量推算，不仅可以评估运动过程的实际能量消耗，更可以用来评量运动时的脂肪与葡萄糖消耗比例。 首先，运动参与者必须先了解到，如果人体以葡萄糖做为能量来源时，每消 耗 1 公升的氧气会产生 1 公升的二氧化碳，也就是说，以葡萄糖为能量来源时的呼吸商（respiratory of quotient ，简称RQ体内局部组织的二氧化碳产生 量除以氧气摄取量）等于1 ;以脂肪为能量来源时的RQ约等于0.7 ;以蛋白质为能量来源时的RQ约等于0.8。不过，人体内的组织呼吸状况评量，有其执行上的困难存在，因此，透过人体参与运动时的肺部气体交换状况（呼吸交换率，respiratory exchange ratio ，简称RER肺部气体交换时的二氧化碳增加量 除以氧气消耗量）的测量，再加上蛋白质仅在激烈运动时，才有少量参与提供能量的现象; 运动生理学研究者可以依据肺部的气体交换，评量出运动过程的能量消耗特征。 一般来说，人体安静休息时的REF约0.82、在极低强度（散步、慢跑、轻松骑车）运动时的RER反而下降（约0.75至0.80之间）、接近最大运动时的RER 约等于1。也就是说，人体在低强度运动状态下，脂肪参与提供能量的比例较高，随着运动强度的增加，RER也随着上升，葡萄糖参与提供能量的比例也增加；在最大运动状态下，则几乎皆以葡萄糖提供能量。当RER等于0.85时，葡萄糖与 脂肪各提供一半的身体能量需求。除此之外，随着RER的上升，人体每消 耗1公升氧气所能产生的能量也随着增加；例如当RER等于0.8时，人体消耗每公升氧气能够产生4.801kcal的能量；当REF等于0.9时，人体消耗每公升氧气能够产生4.924kcal的能量；当RER等于1时，人体消耗每公升氧气则能够产生5.047kcal 的能量。尽管最低与最高能量产生的差异不及 1 %，但是，随 着运动强度增加，逐渐提高每公斤氧气的能量消耗趋向，却也是不争的事实。 以下的实例，可以让您更清楚运动时的能量消耗评量。「如果您昨天花了三十分钟骑脚踏车逛街，运动时的强度是5METs即5X 3.5ml/kg/min的摄氧量强度）运动过程中的呼吸交换率平均为0.9 ，请问在骑车的三十分钟内，您共消耗多少克的葡萄糖与脂肪？」。 首先，必须先确定您的体重是多少公斤。如果您的体重正好是70公斤，那么三十分钟内的总氧气消耗量为 5 X 3.5ml/kg/min X 70kg X 30min= 36750ml 的氧气，共消耗4.924kcal/每公升氧气X 36.75公升氧气二180.96kcal的能量（运动后的过耗氧量并不在此计算的范围内）。 在不考虑运动后的心跳率与耗氧量，会有缓慢下降的事实下，三十分钟的中等强度骑脚踏车运动期间，能量消耗约180kcal 左右。如果运动的过程中，蛋白质没有提供身体能量来源（只有葡萄糖与脂肪提供能量），那么0.9 的RER
能量流动的转换率计算
生态系统中能量流动转换率的计算 要做好生态系统中能量流动的转换率的计算题，首先要理解食物链、食物网和营养级的关系，其次要理解生态系统中能量流动的过程和规律。 1、某一食物链中关于能量流动的计算 生态系统的能量流动具有两个特点：能量流动的单向性和不可逆性，能量在流动过程中会逐级减少。生态系统各营养级之间的能量转化效率为10%-20%。在某一食物链中，若求最高营养级获得最多能量或提供最少生产者，一般取20%作为转化效率；反之，则取10%作为转化效率。 生态系统的总能量=第一营养级通过光合作用固定的太阳能的总量 ① ② 某一营养级得到的能量 = 第一营养级的能量 × (转换率)某一营养级数-1 ③ 第M 营养级得到的能量 = 第N 营养级的能量 × (转换率)M-N ④ 例题1：假定某生态系统中有绿色植物，蛙、蛇、鹰、昆虫和食虫鸟等生物，此生态系统的总能量为24000千焦，如营养级之间能量转化效率为15%，第三营养级和第四营养级所利用的能量分别是（ ）。 解析：套用公式③，第三营养级所利用的能量= 24000千焦 × （15%）3-1= 540千焦 ；第四营养级所利用的能量= 24000千焦 × （15%）4-1=81千焦。 2、某一食物网中关于能量流动的计算 首先要能识别食物网中的各条食物链，理解同一营养级的概念，然后结合食物链中的能量流动。 其一：只涉及食物网中一条食物链，根据要求选择相应的食物链，计算某一生物获得的最多（或最少）的能量。 例题2：在图-1中海鸟获得能量最多的食物链是 _______。海鸟每增加1千克，需消耗生产者生产的有机 物至少是___________千克。 解析：由于能量在流动过程中会逐级减少，食物链 越长，损失的能量也越多。因此，海鸟获得能量最多的食物链应该是最短的食物链，即水藻→甲壳类→海鸟。海鸟消耗生产者生产的某一营养级得到的能量 上一营养级的总能量 ×100% 两个营养级之间能量流动的转换率 = 水藻甲壳类水绵海鸟水蚤大鱼小鱼淡虾图-1
一天能量计算
一天能量计算 一天能量计算; 自己学了营养学的，但是懒得按照能量制作食谱，那要算来算去还是有些麻烦。整个孕期里，大夫基本上都让我控制体重，不要宝宝长的太大了。可是我没吃多少多好多优质，我家宝宝还是长的偏大了。关键是宝宝的吸收能力好。 计算法算出你每日所需的能量 1.求出标准体重 12~~~48岁人员： 49岁以上成人： 女性正常体重（千克）=【身高（厘米）-100】+-10% 标准体重（千克）=【身高（厘米）- 男性正常体重（千克）=【身高（厘米）-105】+-10% 105】*0.9 2.成人体质指数（BMI），判断属于正常、肥胖还是消瘦。 BMI（kg/m2）=实际体重（kg）/身高的平方（m2） 成人的BMI数值 体重指数, 男性, 女性
过轻, 低于20, 低于19 适中, 20-25, 19-24 过重, 25-30, 24-29 肥胖, 30-35, 29-34 非常肥胖, 高于35, 高于34 专家指出最理想的体重指数是22 3.了解体力活动及胖瘦情况。根据成人能量供给量表确定能量供给量。 全日能量供给量（kcal）=标准体重（kg）*单位标准体重能量需要量（kcal/kg）1kcal=4.184kj 体型体力劳动量 极轻体力活动轻 轻体力活动中体力活动重体力活动 消瘦30 35 40 40-45 正常20-25
30 35 40 肥胖15-20 20-25 30 35 另：孕中后期的能量在非孕基础上增加200kcal/d 算算我的： 身高176cm，体重（孕前）65kg，从事轻体力活动。 （1）标准体重=176-100=76kg *0.9=68.4kg （按最小值吧） （2）体质指数=65/（1.76*1.76）=21 属于正常体重 （3）正常体重、轻体力劳动者单位标准体重能量供给量为30kcal/kg 总能量=68.4*30=2052（kcal）+200=2252（kcal） 蛋白质、脂肪、糖类（碳水化合物）占能量的比例为15%、25%、60%，换算成克的比例系数为4、9、4 蛋白质P= 2252*0.15/4=307.8/4=76.95g 脂肪F= 2252*0.25/9=563/9=62.6g 糖类C= 2252*0.6/4= 1351/4=337.8g
60分钟各项运动所耗热量表
各种运动消耗热量表 选择运动项目的时候，应该注意一些可以活动全身肌肉的运动，例如：快走、慢跑、打网球、游泳等，同时要持之以恒，才能够达到运动健身的功效喔！ 提醒你，各种运动所消耗的热量与运动时间的长短有密切的关系，如果你想用运动减肥，每项运动的时间应该超过20分钟以上，这样才能够真正地达到运动减重的效果。 运动医学专家认为，运动消耗人体内多少热量取决于多方面因素。 一是性别。一般讲，从事同样的运动，男性消耗的热量比女性多。因为男性的基础代谢率先女性高得多。 二是体重。从事同样的运动，体重重的人消耗的热量比体重轻的多。 三是运动项目。不同的运动及运动强度，运动量各不相同，所消耗的热量亦有较大的差异。 下面我们以两个体重分别为50公斤和90公斤的男子为例，看看他们从事不同项目的运动锻炼，以及在从事家务等日常活动时，究竟能消耗掉多少千卡的热量： 散步：散步1小时，前者消耗热量233千卡，后者为416千卡； 疾行：疾行半小时，前者消耗热量250千卡，后者为430千卡； 慢跑：慢跑45分钟（相当于跑6000米），前者消耗热量375千卡，后者为675千卡；跑步：跑步半小时，前者消耗热量240千卡，后者为310千卡； 跳舞：跳舞半小时，前者消耗热量170千卡，后者为310千卡； 健身操：做1小时健身操，前者消耗热量480千卡，后者为610千卡； 跳绳：跳绳10分钟，前者消耗热量240千卡，后者为450千卡； 游泳：游泳半小时，前者消耗热量300千卡，后者为540千卡； 打高尔夫球：打高尔夫球1小时，前者消耗热量250千卡，后者为450千卡； 爬楼梯：如果爬4层楼梯，前者消耗热量13千卡，后者为24千卡（70公斤的人可消耗19千卡热量） （多爬楼梯减肥效果显著。在相同的时间内，爬楼梯所消耗的热量是游泳的4倍），（一个体重60公斤的人，若快步爬10分钟楼梯则要消耗836千卡热量） 遛狗：遛狗一刻钟，前者消耗热量44千卡，后者为78千卡； 擦地板或擦玻璃：从事这类家务劳动半小时，前者消耗热量82千卡，后者为148千卡；侍弄花草：侍弄花草两小时，前者消耗热量215千卡，后者为387千卡； 运动医学专家指出，肥胖才要收到运动减肥的成效，在一定时间内必须达到一定的运动量。 有效减肥运动的能量消耗有一个“起点”，即每天起码要消耗热量300千卡，如果低于这一基数，减肥效果就不明显。 比如，一个人准备在一个月减轻体重1公斤，每天除了300千卡的基数，还要再加上300千卡的运动消耗量。这样，每周应消耗热量4200千卡，1个月当中要消耗约1.7万千卡。
初中物理专题复习能量转化中的效率计算
初中物理专题复习能量转化中的效率计算 能量可以从一种形式转化为另一种形式，要实现这种能量的转化需要一定的设备，由于设备本身的限制，不可能将一种能量全部转化为另一种能量，这就出现了设备的效率问题。笔者发现，2011年各地中考以设备的效率为载体，围绕有用的能量和总能量涉及的相关知识设置考点，试题的综合性较强，覆盖初中物理的力、热、电、能量等知识。 1．锅炉的效率 例1．（2011鞍山）某中学为学生供应开水，用锅炉将200kg的水从25℃加热到100℃，燃烧了6kg 的无烟煤。水的比热容是4.2×103J／（kg·℃），无烟煤的热值是3.4×l07J／kg。求： （1）锅炉内的水吸收的热量是多少? （2）无烟煤完全燃烧放出的热量是多少? （3）此锅炉的效率是多少? 解析：试题以锅炉为载体，考查了吸热升温公式和燃料燃烧放热公式。要求锅炉的效率，需要清楚锅炉将燃料燃烧放出的热量转化为水的内能，因此水温度升高吸收的热量是有用的能量，无烟煤完全燃烧放出的热量是总能量。 答案：（1） （2） （3）锅炉的效率
2．柴油抽水机的效率 例2．（2011荆门）今年我省出现大面积干旱，造成农田缺水，严重影响农作物生长，为缓解旱情，很多地方采用柴油抽水机从江湖中引水灌溉。某柴油抽水机把湖水抬升4.5m流入沟渠，再去灌溉农田。已知在2h内抬升了1600m3的水，此柴油抽水机的效率为40%，柴油的热值为4.5×107J/kg，g取10N/kg，求：（1）此柴油抽水机2h做了多少有用功？℃ （2）此柴油抽水机工作2h消耗了多少柴油？ （3）此柴油抽水机的总功率为多少千瓦？ 解析：柴油抽水机将柴油完全燃烧产生的能量通过克服重力做功转化为水的重力势能。试题以此为载体，考查了质量、密度、重力、热值、功和功率等知识。 （1）虽然抽水机是将水连续地分批抽上去，我们可以想象成抽水机将全部1600m3的水一次性地在2h 内缓慢抬升4.5m，这就是等效法的应用。这样利用计算出水的质量，再用计算重力，然后用就可以计算出有用功。 （2）要计算柴油的质量，需要先计算柴油燃烧放出的热量。这就要利用柴油抽水机的效率为40%这个数据。教学中发现很多同学常犯一个错误，就是利用柴油抽水机做的有用功去乘以效率。避免错误的方法 是想清楚柴油燃烧放出的热量是总的能量，总的能量要比有用的能量数值大。应该根据，得到 。 （3）柴油抽水机的总功率应该用总能量除以时间计算，总能量就是柴油燃烧放出的热量，时间是2h，要注意把单位化成秒。 答案：（1）
能量转化中的效率计算
能量转化中的效率计算 能量可以从一种形式转化为另一种形式，要实现这种能量的转化需要一定的设备，由于设备本身的限制，不可能将一种能量全部转化为另一种能量，这就出现了设备的效率问题。笔者发现，2019年各地中考以设备的效率为载体，围绕有用的能量和总能量涉及的相关知识设置考点，试题的综合性较强，覆盖初中物理的力、热、电、能量等知识。 1．锅炉的效率 例1．（2019鞍山）某中学为学生供应开水，用锅炉将200kg 的水从25℃加热到100℃，燃烧了6kg的无烟煤。水的比热容是4.2×103J／（kg·℃），无烟煤的热值是3.4×l07J／kg。求： （1）锅炉内的水吸收的热量是多少? （2）无烟煤完全燃烧放出的热量是多少? （3）此锅炉的效率是多少? 解析：试题以锅炉为载体，考查了吸热升温公式和燃料燃烧放热公式。要求锅炉的效率，需要清楚锅炉将燃料燃烧放出的热量转化为水的内能，因此水温度升高吸收的热量是有用的能量，无烟煤完全燃烧放出的热量是总能量。 答案：（1） （2） （3）锅炉的效率
2．柴油抽水机的效率 例2．（2019荆门）今年我省出现大面积干旱，造成农田缺水，严重影响农作物生长，为缓解旱情，很多地方采用柴油抽水机从江湖中引水灌溉。某柴油抽水机把湖水抬升4.5m 流入沟渠，再去灌溉农田。已知在2h内抬升了1600m3的水，此柴油抽水机的效率为40%，柴油的热值为4.5×107J/kg，g取10N/kg，求： （1）此柴油抽水机2h做了多少有用功？℃ （2）此柴油抽水机工作2h消耗了多少柴油？ （3）此柴油抽水机的总功率为多少千瓦？ 解析：柴油抽水机将柴油完全燃烧产生的能量通过克服重力做功转化为水的重力势能。试题以此为载体，考查了质量、密度、重力、热值、功和功率等知识。 （1）虽然抽水机是将水连续地分批抽上去，我们可以想象成抽水机将全部1600m3的水一次性地在2h内缓慢抬升 4.5m，这就是等效法的应用。这样利用计算出水的质量，再用计算重力，然后用就可以计算出有用功。 （2）要计算柴油的质量，需要先计算柴油燃烧放出的热量。这就要利用柴油抽水机的效率为40%这个数据。教学中发现很多同学常犯一个错误，就是利用柴油抽水机做的有用功去乘以效率。避免错误的方法是想清楚柴油燃烧放出的热量是总的能量，总的能量要比有用的能量数值大。应该根据，得
生物能量计算
生态系统中能量流动的计算方法 湖北省恩施州清江外国语学校彭邦凤 生态系统中能量流动的计算是近几年高考的热点，考生常因缺乏系统总结和解法归纳而容易出错。下面就相关问题解法分析如下： 一、食物链中的能量计算 1.已知较低营养级生物具有的能量（或生物量），求较高营养级生物所能获得能量（或生物量）的最大值。 例1.若某生态系统固定的总能量为24000kJ，则该生态系统的第四营养级生物最多能获得的能量是（） A. 24kJ B. 192kJ C.96kJ D. 960kJ 解析：据题意，生态系统固定的总能量是生态系统中生产者（第一营养级）所固定的能量，即24000kJ，当能量的传递效率为20%时，每一个营养级从前一个营养级获得的能量是最多的。因而第四营养级所获得能量的最大值为：24000×20%×20%×20%=192kJ。 答案：D 规律：已知较低营养级的能量（或生物量），不知道传递效率，计算较高营养级生物获得能量（或生物量）的最大值时，可按照最大传递效率20%计算，即较低营养级能量（或生物量）×(20%)n（n为食物链中由较低营养级到所需计算的营养级的箭头数）。 2.已知较高营养级的能量（或生物量），求较低营养级应具备的能量（或生物量）的最小值。 例2.在一条有5个营养级的食物链中，若第五营养级的生物体重增加1 kg，理论上至少要消耗第一营养级的生物量为（） A. 25 kg B. 125 kg C. 625 kg D. 3125 kg 解析：据题意，要计算消耗的第一营养级的生物量，应按照能量传递的最大效率20%计算。设需消耗第一营养级的生物量为X kg，则X=1÷(20%)4=625 kg。 答案：C 规律：已知能量传递途径和较高营养级生物的能量（或生物量）时，若需计算较低营养级应具有的能量（或生物量）的最小值（即至少）时，按能量传递效率的最大值20%进行计
能量传递效率计算专题
能量流动之 能量传递效率计算专题·导学案 【学习目标】 1、进一步巩固能量流动 2、掌握能量流动过程中能量传递效率的计算方法 3、学会分析具体问题的方法 【引言】 “能量流动”是生态系统的重要功能之一。在高中生物知识中，能量流动与物质循环的关系、能量流动的特点、能量传递的效率等知识共同构成了以“生态系统的能量流动”为中心的知识体系。然而在“能量流动”知识中，仍存在一些易被忽视或不常见的问题，如“能量值”的表示方式、最值的计算、能量流动与生态系统稳态的关系等。 【导学探究】 一、能量流动的几种“最值”计算 由于一般情况下能量在两个相邻营养级之间的传递效率是 10%~20%。故在能量流动的相关问题中，若题干中未做具体说明，则一般认为能量传递的最低效率为10%，最高效率为20%。所以，在已知较高营养级生物的能量求消耗较低营养级生物的能量时，若求“最多”值，则说明较低营养级生物的能量按“最低”效率传递，若求“最（至）少”值，则说明较低营养级生物的能量按“最高”效率传递。反之，已知较低营养级生物的能量求传递给较高营养级生物的能量时，若求“最多”值，则说明较低营养级生物的能量按“最高”效率传递，若求“最少”值，则说明较低营养级生物的能量按“最低”效率传递。这一关系可用下图来表示。 1. 以生物的同化量（实际获取量）为标准的“最值”计算
题1. 下图为某生态系统食物网简图，若E生物种群总能量为 ，B生物种群总能量为，从理论上计算，A贮存的总能量最少为（） A. B. C. D. 2. 以生物的积累量为标准的“最值”计算 题2. 已知某营养级生物同化的能量为1000kJ，其中95%通过呼吸作用以热能的形式散失，则其下一营养级生物获得的能量最多为（） A. 200kJ B. 40kJ C. 50kJ D. 10kJ 二、能量值的几种不同表示方式及相关计算 “能量值”除了用“焦耳”等能量单位表示外，在许多生物资料中，其还可用生物量、数量、面积、体积单位等形式来表示，因而使能量流动关系有了更加丰富的内涵，但是不管用何种单位形式表示，通常情况下能量的传递效率都遵循“10%~20%”的规律，下面结合一些例子分别加以阐述。 1. 能量（单位）表示法及计算 以能量（单位）“焦耳”表示能量值的多少是“能量流动”知识中最常见的形式。在以“焦耳”为单位的能量传递过程中，各营养级的能量数值呈现出典型的“金字塔”形，不可能出现倒置。 1.1 以生物体同化量的总量为特征的计算 如题1 1.2 以ATP为特征的计算 这种形式的能量计算是建立在物质氧化分解的基础上的，它常涉及利用呼吸作用或光合作用的反应式。
动能势能做功与能量转化的关系
动能势能做功与能量转化 的关系 Newly compiled on November 23, 2020
第2讲 动能 势能 [目标定位] 1.明确做功与能量转化的关系.2.知道动能的表达式，会用公式计算物体的动能.3.理解重力势能的概念，知道重力做功与重力势能变化的关系.4.理解弹性势能的概念，会分析决定弹性势能大小的因素. 一、功和能的关系 1．能量：一个物体能够对其他物体做功，则该物体具有能量． 2．功与能的关系：做功的过程就是能量转化的过程，做了多少功，就有多少能发生转化，所以功是能量转化的量度．功和能的单位相同，在国际单位制中，都是焦耳． 二、动能 1．定义：物体由于运动而具有的能量． 2．大小：物体的动能等于物体的质量与它的速度的平方乘积的一半，表达式：E k ＝12 m v 2，动能的国际单位是焦耳，简称焦，用符号J 表示． 3．动能是标量(填“标量”或“矢量”)，是状态(填“过程”或“状态”)量． 三、重力势能 1．重力的功 (1)重力做功的特点： 只与物体运动的起点和终点的位置有关，而与物体所经过的路径无关． (2)表达式 W G ＝mg Δh ＝mg (h 1－h 2)，其中h 1、h 2分别表示物体起点和终点的高度． 2．重力势能 (1)定义：由物体所处位置的高度决定的能量称为重力势能． (2)大小：物体的重力势能等于它所受重力的大小与所处高度的乘积，表达式为E p ＝mgh ，国际单位：焦耳． 3．重力做功与重力势能变化的关系 (1)表达式：W G ＝E p1－E p2＝－ΔE p . (2)两种情况： 4．重力势能的相对性 (1)重力势能总是相对某一水平面而言的，该水平面称为参考平面，也常称为零势能面，选择不同的参考平面，同一物体在空间同一位置的重力势能不同． (2)重力势能为标量，其正负表示重力势能的大小．物体在参考平面上方时，重力势能为正值；在参考平面下方时，重力势能为负值． 想一想 在同一高度质量不同的两个物体，它们的重力势能有可能相同吗
人体每日所需热量计算公式
热量的基本知识 热量的单位：营养学中用“千卡”做热量的单位。1千卡是1000克水由15℃升高1度所需要的热量。 热量消耗的途径主要有三个部分，第一部分是基础代谢率，约占了人体总热量消耗的65~70%，第二部分是身体活动，约占总热量消耗的15~30%，第三部分是食物的热效应，占的比例最少约10%，这三者的比例大致已经固定。 热量的单位：大卡， 1大卡 = 1000卡 关系换算： 1千卡(KCAL)=千焦耳(KJ) 1千焦耳(KJ)=千卡(KCAL) 1卡=焦耳 1焦耳=卡 食物中的热量计算： 饮食中可以提供热量的营养素是糖类（碳水化合物）、脂肪、蛋白质、酒精、有机酸等。它们所含的热量，以每克为单位，分别是：醣类（碳水化合物） 4大卡、脂肪 5大卡、蛋白质 4大卡、酒精7大卡、有机酸大卡。 计算食物或饮食所含的热量，首先要知道其中热量营养素的重量，然后利用以下公式计算： 热量(kcal)=糖类克数×4+蛋白质克数×4+脂肪克数×9+酒精克数 ×7 成人消耗的热量利用在三方面：基础代谢量、活动量、食物热效应；成长阶段与怀孕阶段还需要额外的热量以供建构组织。
控制体重增长，就要严格控制每天摄入的热量。同时，也要基本满足一天的能量需求。 这就需要我们对自身每天需要多少热量有一个全面的认识，从而做到合理饮食。人体每天所需要的热量就是人体基础代谢所需要的基本热量、体力活动所需要的热量和消化食物所需要的热量之和。计算自身所需热量有三种基本方法： 第一，根据体重算出每天所需热量的范围 热量a=体重（千克）x22 热量b=体重（千克）x33 人体每天所需热量应该在热量a与热量b之间 第二，根据个人的身高、体重、性别、年龄来计算 男性：66+[体重（千克）]+[5x身高（厘米）]年龄 女性：65+[体重（千克）]+[身高（厘米）]年龄 依照这个公式所得出的千卡数就是你每天大致要消耗的热量值 第三，根据每个人的体重和劳动强度来衡量（比较适合于非常耗费体力的特殊职业） 1、非体力劳动的内勤工作者，如办公室职员： 25千卡x体重（公斤） 2、需要稍耗费体力的外勤工作者，如理发师： 30千卡x体重（公斤） 3、纯体力工作者，如建筑工人： 35千卡x体重（公斤） 亲爱的朋友，来算算你每天所需要的能量吧，以后的进食要合理规范了。
1.23能量传递效率
能量传递效率 1．下图表示某池塘生态系统中饲养草鱼时的能量流动过程示意图，a～i表示能量值，关于该过程的叙述正确的是（） A．流经该生态系统的总能量为a B．第一、二营养级之间的能量传递效率为（g＋h）/a C．第一、二营养级之间的能量传递效率为h/b D．可通过投放消化酶提高第一、二营养级之间的能量传递效率 2．如图为生态系统中能量流动部分示意图（字母表示能量），下列正确的是 A．图中b＝h＋c＋d＋e＋f B．生产者与初级消费者之间的能量传递效率为b/a×100% C．“草→兔→狼”这一关系中，狼粪便的能量属于d D．缩短食物链可以提高能量传递效率 3．下图为某湖泊生态系统能量流动的定量分析图解，图中A、B、C代表三个营养级，数字均为实际测得的能量数值，单位为J/(cm2·a)（焦每平方厘米年）。已知该生态系统受到的太阳辐射总能量为118 872 J/(cm2·a)，但其中118 761 J/(cm2·a)的能量未被利用。下列叙述不正确的是( ) A．A固定的总的太阳能是111 J/(cm2·a) B．从第一营养级到第二营养级的能量传递效率是18.4% C．在B同化的总能量中，细胞呼吸消耗的能量约占16.7% D．相邻营养级之间的能量传递效率一般是10%～20% 5．图甲表示某生态系统碳循环示意图，图乙表示该生态系统中能量流动的部分示意图（N1～N4表示能量数值），下列说法错误的是（） A．图甲中B、C、D、E构成群落，碳在其中流动的形式是有机物 B．图乙中的a表示初级消费者的同化量，b表示用于生长、发育和繁殖的能量 C．图乙中能量由初级消费者到次级消费者的传递效率为N4/N2×100% D．能量在各营养级的流动离不开生态系统的物质循环和信息传递