能量传递计算
能量传递效率计算公式
能量传递效率计算公式
1. 基本公式。
- 能量传递效率 = （下一营养级同化量/上一营养级同化量）×100%。
- 例如：在一个简单的食物链中，草→兔→狐。
如果兔同化的能量为100 kJ，草同化的能量为500 kJ，那么从草到兔的能量传递效率 =（100/500）×100% = 20%。
2. 相关概念解释。
- 同化量：指某一营养级从外环境中得到的全部化学能。
它表现为这一营养级的呼吸消耗量、这一营养级流向下个营养级的能量、这一营养级流向分解者的能量以及未被利用的能量之和。
对于生产者（主要是绿色植物）来说，同化量就是通过光合作用固定的太阳能总量。
对于消费者来说，同化量 = 摄入量 - 粪便量。
例如，一只羊吃了10 kg草，产生了2 kg粪便，那么羊的同化量就是10 - 2 = 8 kg（这里假设能量可以用质量来简单类比表示）。
- 在计算能量传递效率时，必须准确确定上一营养级和下一营养级的同化量。
如果在一个复杂的食物网中，要明确所研究的特定食物链上的营养级关系。
比如在一个包含草、昆虫、蛙、蛇、鹰的食物网中，如果要计算昆虫到蛙的能量传递效率，就只考虑昆虫和蛙在这条食物链中的同化量关系，而不能混入其他食物链中的能量流动情况。
人工输入能量的能量传递效率计算
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机械波的能量传播计算
机械波的能量传播计算机械波是一种能量传播的现象，它在介质中以波动的形式传递能量。
在我们日常生活中，机械波无处不在，如声波、水波等。
了解机械波的能量传播计算方法，有助于我们更深入地理解波动现象。
首先，我们来讨论机械波的传播速度与能量传输的关系。
根据物理学的基本原理，我们知道机械波的传播速度与介质的特性相关。
以声波为例，声波在固体、液体和气体中的传播速度不同，这取决于介质的密度和弹性系数。
声波在固体中传播最快，其次是液体，最慢的是气体。
当机械波传播速度增加时，能量的传输速度也随之增加。
因此，传播速度是能量传播的重要指标之一。
其次，我们来探讨机械波的能量传输计算方法。
机械波的能量传输与波的振幅和波长有关。
以水波为例，当水波振幅增大时，能量传输的速度也随之增加，即波的能量密度增大。
而波长越短，单位长度内的波动次数越多，能量传输也更迅速。
因此，我们可以通过波的振幅和波长来计算机械波的能量传输量。
另外，机械波在传播过程中还存在能量损耗的现象。
能量损耗主要包括各种形式的能量耗散和衰减。
以声波为例，声波在传播过程中会因为声阻尼、空气粘滞等因素而发生能量损耗。
在实际应用中，在计算机械波的能量传输时，需要考虑这些能量损耗因素，以获得准确的结果。
最后，我们来探讨机械波的能量传输实例。
以地震波为例，地震波以机械波的形式传播能量。
当地震波在地壳中传播时，能量在岩石中传递和转换，导致地震波的衰减。
地震波的传播速度和能量传输量与地壳的密度和弹性有关。
根据地震波的传播速度和能量传输量，地震学家可以判断地震的强度，并预测地震的破坏程度，从而采取相应的应对措施。
综上所述，机械波的能量传播计算涉及传播速度、波的振幅和波长等因素。
通过准确计算机械波的能量传输量，我们可以更好地理解波动现象，并应用于实际生活和工程中。
通过实例的分析，我们也可以了解不同类型的波动现象以及能量传输的特点。
掌握机械波的能量传播计算方法，可以帮助我们更好地理解自然界中的现象，丰富我们的科学知识。
能量和功的传递
实际应用：在电力传输 、热力传输、机械传动 等领域，提高功传递效 率具有重要意义
提高传递效率的方法
减少能量损失：优化设备设计， 提பைடு நூலகம்材料性能
提高能量利用率：合理分配能 量，避免浪费
采用高效传递方式：如采用电 磁感应、液压传动等
定期维护和保养设备：确保设 备运行正常，减少故障和磨损
能量和功传递的 应用
马达将液压能转化为机械能。
液压功传递的优点：可以传递较 大的力矩，实现精确控制，结构
简单，易于维护。
液压功传递的应用：广泛应用于 各种机械设备中，如挖掘机、起
重机、压路机等。
液压功传递的注意事项：需要定 期检查液压油的质量和清洁度，
防止液压系统出现故障。
气压功传递
气压功传递的 定义：通过气 体压力的变化 来传递功的一
能源利用领域的应用
太阳能：利用太阳能进行发电、供热、制冷 等
风能：利用风能进行发电、抽水、灌溉等
水能：利用水能进行发电、灌溉、供水等
地热能：利用地热能进行发电、供热、制冷 等
生物质能：利用生物质能进行发电、供热、 制油等
核能：利用核能进行发电、供热、制氢等
机械工程领域的应用
机械传动：齿轮、链条、皮带等传 动装置，将能量和功从一个部件传 递到另一个部件
飞机：喷气发动机 将化学能转化为热 能和机械能，驱动 飞机飞行
船舶：螺旋桨将机 械能转化为推进力 ，驱动船舶航行
其他领域的应用
机械能：如汽车、 飞机等交通工具的
能量传递
热能：如锅炉、空 调等热力系统的能
量传递
电能：如发电站、 电网等电力系统的
能量传递
化学能：如电池、 燃料电池等化学电
源的能量传递
计算热量传递的公式及实际案例
提高精度的方法：优化算法、提高测量精度、增加样本量等
安全性和可靠性考虑
公式适用范围：确保公式适用于特定的应用场景和条件
数据准确性：确保输入数据的准确性和可靠性，避免因数据错误导致的计算误差
计算方法选择：根据实际情况选择合适的计算方法和模型，以提高计算结果的准确性和可靠性
结果验证：对计算结果进行验证，确保其符合实际情况和预期效果，避免因计算错误导致的安全隐患和损失
在新能源领域的应用：提高太阳能、地热能等可再生能源的利用效率
在建筑设计中的应用：预测建筑物的热环境，提高建筑能效
在工业生产中的应用：优化生产工艺，提高生产效率
在环保领域的应用：预测气候变化，制定应对策略
热量传递计算公式的发展趋势和未来研究方向
随着科技的发展，热量传递计算公式将更加精确和复杂，以满足各种复杂场景的需求。
导热计算公式
傅里叶定律：描述热量在固体中的传导速率与温度梯度的关系
热传导方程：描述热量在物体内部的传导过程
热阻公式：描述物体内部的热阻与温度梯度的关系
牛顿冷却定律：描述物体表面与周围环境之间的热量传递速率
热容公式：描述物体吸收或释放热量的能力与温度变化的关系
热平衡方程：描述物体内部的热量平衡关系
对流换热计算公式
热量传递计算公式及实际应用案例
汇报人：XX
目录
01
添加目录标题
02
热量传递的基本概念
03
热量传递计算公式
04
热量传递计算公式的实际应用案例
05
热量传递计算公式的应用注意事项
06
热量传递计算公式的应用前景和发展趋势
添加章节标题
热量传递的基本概念
热量传递的定义
热量传递：物体之间由于温度差而产生的能量传递过程
能量传递效率计算
能量传递效率计算
能量传递效率计算是指在能量传递的过程中，传递到目标对象的能量与起始能量之比。
其计算公式为：能量传递效率 = 传递到目标
对象的能量÷起始能量× 100%。
在实际应用中，能量传递效率的计算需要考虑多种因素。
首先，传递的能量是否完全被目标对象吸收，还是存在一定的损失；其次，传递的过程中是否存在能量的转化和转移，如热能转化为动能等；最后，目标对象本身是否存在一定的能量损耗，如热能散失等。
为了计算能量传递效率，需要准确测量起始能量和传递到目标对象的能量。
在实验中，可以通过测量能量源和目标对象的温度差来计算热能传递效率；通过测量物体的速度和质量来计算动能传递效率等。
总之，能量传递效率的计算对于能源的有效利用和节能减排具有重要的意义。
- 1 -。
第六章、能量转移
kets (-*) (-*) kets (-*) (n-*)
Fig. Types of interactions involved in non-radiative transfer mechanisms
4、 扩散对能量转移的影响
对于无辐射的能量转移，都要求给体D和受体A达到一定的 距离时，才能有效地进行。因此D与A间的扩散必然会影响 能量转移
Hence, for R0 in Å , λ in nm, ε in M-1 cm-1 (overlap integral in units of M-1 cm-1 nm4), we obtain:
The efficiency of ET is defined as
共振能量转移
Such transitions are coupled in resonance. The term resonance energy transfer (RET) is often used. In some papers, the FRET is used, denoting fluorescence resonance energy transfer, but this expression is incorrect because it is not the fluorescence that is transferred but the electronic energy of the donor.
10-4
10-3
10-2
c) 特点
可在D与A的较大间距发生，一般5~10 nm 一般，ket与溶剂黏度无关（但受体[A]<10-4 mol/L 时，有关，需要扩散至~10nm以内） ket可能大于扩散速率常数，即ket可能大于1010 s-1
能量流动计算题讲义
能量传递效率的相关计算3.食物网中，能量传递效率是指某营养级流向各食物链下一营养级的总能量占该营养级的比例。
如 是指流向B 、C 的总能量占A 的10～20%。
4.在食物网中分析，如 确定生物量变化的“最多”或“最少”时，还应遵循以下原则：①食物链越短，最高营养级获得的能量越多；②生物间的取食关系越简单，生态系统消耗的能量越少，如已知D 营养级的能量M ，计算至少需要A 营养级的能量，应取最短食物链A→D ，并以20%的效率进行传递，即等于M ÷20%；计算最多需要A 营养级的能量时，应取最长的食物链A→B→C→D ，并以10%的效率进行传递，即等于M ÷(10%)1．能量传递效率 能量传递效率＝下一营养级的同化量上一营养级的同化量×100%一般说来，能量传递的平均效率大约为10%～20%。
2．能量传递效率的相关计算(难度较大，多数学生的易错点) (1)基本思路①确定相关的食物链，理清生物与生物在营养级上的差异。
②注意题目中是否有“最多”、“最少”“至少”等特殊的字眼。
从而确定能量传递效率是10%还是20%，选择的食物链是最长的还是最短的。
(2)具体类型(最值计算)①在食物链A→B→C→D 中： 已知D 营养级的能量M ，则至少需要A 营养级的能量＝M÷(20%)3；最多需要A 营养级的能量＝M÷(10%)3。
已知A 营养级的能量N ，则D 营养级获得的最多能量＝N ×(20%)3；最少能量＝N ×(10%)3。
(4)已知较低营养级生物的能量求解较高营养级生物的能量时，若求解“最多”值，则说明较低营养级的能量按“最高”效率传递；若求解“最(至)少”值，则说明较低营养级生物的能量按“最低”效率传递。
具体规律如下：生产者⎩⎨⎧⎭⎬⎫最少消耗⎩⎨⎧⎭⎬⎫选最短食物链选最大传递效率20% 获得最多最大消耗⎩⎨⎧⎭⎬⎫选最长食物链选最小传递效率10%获得最少消费者生态系统中能量流动计算题组【规律】① 生态系统的总能量=生产者固定的全部太阳能=第一营养级得同化量③如设A→B→C→D 食物链中，传递效率分别为a ％、b ％、c ％，若现有A 营养级生物重为M ，则能使D 营养级生物增重的量=M·a ％·b ％·c ％④⑤ 在能量分配比例已知时，直接根据已知的能量传递效率按实际的食物链条数计算。
生态系统中能量传递效率的计算及误区分析
生态系统中能量传递效率的计算及误区分析关键词：生态系统；营养级；同化量；能量传递效率中图分类号：g633.91 文献标识码：b 文章编号：1672-1578（2013）10-0189-02新课标人教版高中生物必修三《稳态与环境》第五章生态系统这部分涉及到一个知识点：能量的传递效率。
第一轮复习时，觉得这个知识点很简单，没有过多的强调。
但是随后的几次考试中出现了有关生态系统能量传递效率的计算题，从评卷中发现学生的错误率很高。
结合学生的思维误差，现将有关知识梳理如下。
1.能量传递效率的定义人教版高中生物必修三《稳态与环境》的教材中，并没有明确的给出能量传递效率的定义，只是在正文中描述”为了研究能量流经生态系统的食物链时，每一级的能量变化和能量转移效率，美国生态学家林德曼对赛达伯格湖的能量流动进行了定量分析”，教材中给出了林德曼分析的赛达伯格湖的能量流动图解，随后总结出了生态系统的能量流动特点：单向流动和逐级递减，并在正文中提出”能量在相邻两个营养级的传递效率大约是10%～20%”。
若是单从林德曼的研究来分析，他所给出的数据中，并没有考虑到各营养级摄入量中的粪便量，这就给教师和学生造成了误解，很容易以下一营养级的摄入量来计算能量传递效率。
但是这样的计算是不科学、不正确的，因为各营养级摄入量中的粪便量并没有传递给下一营养级。
结合教材的描述和相关研究可以总结出能量传递效率的定义是指相邻的两个营养级之间，由上一营养级传递给下一营养级的同化量占上一营养级总的同化量的比值，计算公式：2.能量传递效率的公式解读2.1 能量传递效率的计算公式中的能量传递对象是相邻的两个营养级之间，不是种群、个体之间。
根据营养级的定义可以知道每个营养级可能包含多个种群、很多个个体，但是计算的时候只需要考虑相邻两个营养级的同化量。
2.2 公式中的分子、分母要准确的理解。
分子的准确含义是：只包含由上一营养级传递给下一营养级的同化量，不是摄入量，也不包含人工输入的同化量。
热量交换公式
热量交换公式详解，关于热量换算例题详解热量，指的是由于温差的存在而导致的能量传递过程中所转移的能量。
而该传递过程称为热交换或热传递。
热量的单位为焦耳。
人体的一切生命活动都需要能量，如物质代谢的合成反应、肌肉收缩、腺体分泌等等。
而这些能量主要来源于食物。
动、植物性食物中所含的营养素可分为五大类：碳水化合物、脂类、蛋白质、矿物质和维生素，加上水则为六大类。
其中，碳水化合物、脂肪和蛋白质经体内氧化可释放能量。
三者统称为“产能营养素”或“热源质”。
一、热量的计算公式1.吸热公式：Q吸=cm(t-t0)解释：式中c表示物质的比热容，m表示物质的质量，t0表示物体原来的初温，t表示吸热后的终温，“t-t0”表示温度的升高，有时可用△t升=t-t0表示。
此时吸热式可写成：Q吸=cm•△t升.2.放热公式：Q放=cm(t0-t)解释：式中c、m、t0、t的含义不变，“t0-t”表示温度的降低，有时可用△t降=t0-t表示。
此时放热公式可写成：Q放=cm•△t降。
3.热量计算的一般式：Q=cm△t解释：△t表示温度的变化。
可见物体吸收或放出热量的多少由物体质量、物质比热容和物体温度的变化量这三个量的乘积决定，跟物体的温度的高低无关。
二、热量计算题解题步骤：1、熟读题目，划出题目中的重点已知信息(数字及表示的物理量)。
2、理解题目所问的问题是什么。
3、根据问题选择恰当的公式。
4、将数据(带单位)代入公式中进行运算，得出结果。
三、解题注意事项：1.首先要弄清题目所描述的是怎样的物理过程，在这个物理过程中涉及哪些物理量，应标清要计算的是哪个物体在哪个过程中吸收(或放出)的热量，燃料燃烧放出的热量是全部被物体吸收，还是部分被物体吸收。
2.然后确定好研究对象，选取适当的公式，代入已知量，可求出待求的物理量。
4、热量计算例题详解例1：甲、乙两物体的质量相等，甲物体温度升高10℃时吸收的热量恰好等于乙物体温度升高20℃时吸收的热量，则甲、乙两物体的比热之比为（）A.1∶2B.2∶1C.1∶4D.4∶1分析：利用甲物体和乙物体吸收热量相等的关系和吸热公式建立等式.求出两物体的比热之比.或者利用已知条件和比热公式求比值.方法一：根据公式Q甲=c甲mΔt甲Q乙=c乙mΔt乙由于Q甲=Q乙Δt甲=10℃Δt乙=20℃，则有：c甲m×10℃=c乙m×20℃则：c甲∶c乙=2∶1.方法二：根据比热的定义式：c=Q/mΔt得：c甲=Q甲/m甲Δt甲c乙=Q乙/m乙Δt乙由于有：Δt甲=10℃Δt乙=20℃Q甲=Q乙m甲=m乙则有：c甲∶c乙=(Q甲/m甲Δt甲)∶(Q2/m2Δt乙)=Δt乙∶Δt甲=2∶1答案：B易错分析：本题出错主要有两个原因：一是物体的吸放热公式使用错误，或在公式变形时，将比热的表示式写错，导致解题错误.二是比例方法使用错误.不会利用比例方法求两物体比热之比或约不去能约掉的物理量，或者在计算时出错。
热力学中的功和热量的计算方法
热力学中的功和热量的计算方法热力学是研究能量转化和能量传递的科学，功和热量是热力学中重要的概念。
本文将介绍热力学中的功和热量的计算方法。
一、功的计算方法功是热力学中描述系统能量转化的方式，通常表示为W。
在热力学中，功可以通过以下几种方式进行计算。
1. 压力-体积功当气体发生体积变化时，通过外界施加压力所做的功可以通过以下公式计算：W = PΔV其中，W代表功，P代表外界施加的压力，ΔV代表气体体积的变化量。
2. 力-位移功当施加力F使物体发生位移d时，通过施加的力所做的功可以通过以下公式计算：W = Fd其中，W代表功，F代表施加的力，d代表物体的位移。
3. 自由能功自由能是热力学中的重要概念，可以简单理解为系统可用的能量。
当系统由初始状态变化到最终状态时，可以计算自由能的变化量ΔG，并通过以下公式计算功：W = -ΔG其中，W代表功，ΔG代表自由能的变化量。
二、热量的计算方法热量是热力学中描述能量传递的方式，通常表示为Q。
在热力学中，热量可以通过以下几种方式进行计算。
1. 比热容方法当物体的温度发生变化时，通过比热容的计算可以得到热量的变化量。
比热容可以通过以下公式计算：Q = mcΔT其中，Q代表热量，m代表物体的质量，c代表物体的比热容，ΔT代表温度的变化量。
2. 热力学第一定律法则热力学第一定律法则是能量守恒定律的推广，它表明能量不能被创造或销毁，只能从一种形式转化为另一种形式。
根据热力学第一定律法则，热量可以通过以下公式计算：Q = ΔE - W其中，Q代表热量，ΔE代表系统内能的变化量，W代表功。
3. 蒸发潜热和熔化潜热当物质由液体状态变为气体状态时，需要吸收的热量称为蒸发潜热。
当物质由固体状态变为液体状态时，需要吸收的热量称为熔化潜热。
蒸发潜热和熔化潜热可以通过以下公式计算：Q = mL其中，Q代表热量，m代表物质的质量，L代表蒸发潜热或熔化潜热。
结论热力学中的功和热量是描述能量转化和能量传递的重要概念。
能量流动效率计算
能量流动效率计算能量流动效率是指能量在系统中传递和转化的效率。
在自然界中，能量从一个物体或系统传递到另一个物体或系统，通过不同的转化方式进行能量的转化。
然而，能量的转化过程往往伴随着能量的损失，而能量流动效率就是衡量能量转化过程中损失的比例。
能量流动效率的计算可以通过比较输入能量和输出能量的比例来进行。
在一个封闭的系统中，输入能量和输出能量之间的差异就是能量的损失。
而能量流动效率等于输出能量除以输入能量，再乘以100%。
能量流动效率的计算可以用以下公式表示：能量流动效率 = （输出能量 / 输入能量） * 100%能量流动效率的计算可以用于各种能量转化过程的评估和优化。
通过对能量流动效率的分析，可以确定能量转化过程中的主要损失来源，进而采取相应的措施来提高能量转化的效率。
在能源领域，能量流动效率的提高是一个重要的研究方向。
例如，在传统的燃煤发电过程中，燃煤的能量转化效率往往只有30%左右，而剩余的70%能量以废热的形式散失在环境中。
这种低能量转化效率不仅浪费了能源资源，还对环境造成了不可忽视的影响。
因此，研究人员致力于提高燃煤发电过程的能量流动效率，通过改进燃烧技术、利用废热等手段来减少能量损失，实现更加高效的能源利用。
类似地，能量流动效率的提高也是可再生能源领域的一个关键问题。
以太阳能为例，太阳能的转化效率往往较低，这限制了太阳能的广泛应用。
目前，研究人员正在努力改进太阳能电池的转化效率，通过改进材料、结构和工艺等手段来提高能量流动效率，以实现太阳能的高效利用。
除了能源领域，能量流动效率的概念也适用于其他领域。
例如，在生物学中，生物体内的能量转化也存在能量损失的问题。
通过研究生物体内能量的流动效率，可以揭示生物体的能量利用策略，从而为生物学研究和生物工程应用提供参考。
能量流动效率是衡量能量转化过程中损失的比例，是评估和优化能量转化效率的重要指标。
通过提高能量流动效率，可以实现能源的高效利用，减少能源浪费，保护环境，促进可持续发展。
物理换热量计算公式
物理换热量计算公式热量是物体内部分子运动的能量，当物体处于不同温度的环墶中时，热量会通过热传导、对流和辐射等方式进行传递。
在物理学中，我们可以通过一些公式来计算热量的传递和换热量的大小。
本文将介绍一些常见的物理换热量计算公式，并对其进行详细的解析和应用。
1. 热传导换热量计算公式。
热传导是指热量通过物体内部分子的碰撞传递的过程。
在热传导过程中，换热量可以通过以下公式进行计算：Q = k A ΔT / d。
其中，Q表示换热量，k表示热传导系数，A表示传热面积，ΔT表示温度差，d表示传热距离。
这个公式表明，换热量与传热系数、传热面积、温度差和传热距离都有关系。
当传热系数越大、传热面积越大、温度差越大、传热距离越小时，换热量就会越大。
2. 对流换热量计算公式。
对流是指热量通过流体的流动传递的过程。
在对流换热量计算中，可以使用以下公式：Q = h A ΔT。
其中，Q表示换热量，h表示对流换热系数，A表示传热面积，ΔT表示温度差。
这个公式表明，对流换热量与对流换热系数、传热面积和温度差有关。
当对流换热系数越大、传热面积越大、温度差越大时，换热量就会越大。
3. 辐射换热量计算公式。
辐射是指热量通过电磁波传递的过程。
在辐射换热量计算中，可以使用以下公式：Q = εσ A (T₁^4 T₂^4)。
其中，Q表示换热量，ε表示辐射率，σ表示斯特藩-玻尔兹曼常数，A表示传热面积，T₁和T₂分别表示两个物体的温度。
这个公式表明，辐射换热量与辐射率、传热面积和温度差的四次方有关。
当辐射率越大、传热面积越大、温度差越大时，换热量就会越大。
4. 总换热量计算公式。
在实际的换热过程中，通常会同时存在热传导、对流和辐射等多种换热方式。
此时，可以使用以下公式来计算总换热量：Q = Q₁ + Q₂ + Q₃。
其中，Q₁、Q₂和Q₃分别表示热传导、对流和辐射的换热量。
这个公式表明，总换热量等于各种换热方式的换热量之和。
通过这个公式，我们可以综合考虑各种换热方式对换热量的影响，从而更准确地计算换热量的大小。
【高中生物】生态系统的能量流动+相关计算专题+课件+高二上学期生物人教版选择性必修2
总能量为：A1+B1+C1+D1 而 D1=A2+B2+C2+D2
A.生产者固定的总能量可表示为A1+B1+C1+A2+B2+C2+D2 B.由第一营养级到第二营养级的能量传递效率为[D1/A1+B1+C1+D1]×100% C.流入初级消费者的能量为A2+B2+C2 A2+B2+C2+D2=D1 D.图解表明能量流动的特点是单向流动、逐级递减
(2)如果是在食物网中，某一营养级同时从上一营养级多种生物处获得 能量，且各途径所获得的能量比例确定，则按照各单独的食物链进行计 算后合并。
C
13%
16%
A 10%
a
B 19% D
b
b=a×10%×19%+a×16%×13%
例：如图是一个食物网，假如鹰的食物有 2 来自兔， 2 来自鼠， 1 来自蛇，
三、用拼图法分析营养级能量的流动
自身呼吸消耗 A1
B1
未利用的
分解者 C1
D1
下一级
D1 流向下一营养级
自身呼吸消耗 A2
B2
未利用的
分解者 C2
D2
下一级
D2 流向下一营养级
同化量=呼吸作用消耗量A+未被利用B+分解者的分解量C+流向下一营养级D
例1.如图为“桑基鱼塘”农业生态系统的部分能量流动图解，其中g表示流向
4.下图表示生态系统中各营养级能量的类型和去向（d表示该营养级未被利用的
能量）。下列叙述中正确的是（ D）
A.在食物链中，各营养级获得能量的方式及能量的用途相同 B.图中a1、a2可表示生产者与消费者的呼吸量，且所占比例基本相符 C.生产者到初级消费者的能量传递效率为b1/(a1+b1+c1+d1)×100% D.消费者从生产者摄取的能量可用b1表示，且此部分能量存在于有机物中
能量传递效率计算
能量传递效率计算
能量传递效率是指能量从一个系统传递到另一个系统时所损失的能量的比例。
计算能量传递效率需要测量能量的输入和输出，然后通过比较它们来计算损失的能量量。
具体来说，能量传递效率可以通过下面的公式计算：
能量传递效率 = (输出能量 / 输入能量) × 100%
其中，输出能量是指传递到另一个系统的能量量，而输入能量是指从原始系统中提供的能量量。
通过将输出能量除以输入能量，可以得出一个小于或等于1的比率，它表示了能量传递的效率。
将结果乘以100可以将其表示为百分比。
例如，假设一个电动机将1000焦耳的能量输入到一个机械系统中，但只有800焦耳的能量被机械系统利用，那么能量传递效率就可以计算为：
能量传递效率 = (800 / 1000) × 100% = 80%
这意味着机械系统只能利用输入能量的80%，而其余20%的能量已经消耗在其他过程中了。
能量传递效率的计算对于许多领域都很重要，包括工程、物理学和生物学。
在工程领域中，它通常用于衡量电机和发动机等能量转换设备的效率。
在物理学中，它可以用于研究能量传递的基本规律。
在生物学中，它可以用于研究生物体如何利用食物中的能量。
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热量交换计算公式
热量交换计算公式
热量，是指当系统状态的改变来源于热学平衡条件的破坏，也即来源于系统与外界间存在温度差时，我们就称系统与外界间存在热学相互作用。
作用的结果有能量从高温物体传递给低温物体，这时所传递的能量称为热量。
热交换就是由于温差而引起的两个物体或同一物体各
部分之间的热量传递过程。
热交换一般通过热传导、热对流和热辐射叁种方式来完成。
换热效率计算公式：ηs=A/Q。
热量的三种计算公式：
1.经某一过程温度变化为△t，它吸收(或放出)的热量．Q表示热量(J)，
Q=c×m×△t．
Q吸=c×m×（t－t0） Q放=c×m×（t0－t）（t0是初温；t是末温），其中c是与这个过程相关的比热容
2.固体燃料完全燃烧释放的热量的计算公式：Q放=mq 气体燃料完全燃烧释放的热量的计算公式：Q=Vq
Q表示热量(J)，q表示热值(J/kg)，m表示固体燃料的质量(kg)，V表示气体燃料的体积(m3）。
q=Q放/m(固体）；q=Q放/v(气体）
Q—某种燃料完全燃烧后放出的热量—焦耳J
m—表示某种燃料的质量—千克kg
q—表示某种燃料的热值—焦耳每千克J/kg
热量的单位与功、能量的单位相同。
在国际单位制中热量的单位为焦耳(简称焦，缩写为J)．历史上曾定义热量单位为卡路里(简称卡，缩写为cal)，只作为能量的辅助单位，1卡=4.184焦。
注意：1千卡=1000卡=1000卡路里=4184焦耳=4.184千焦。
热传递能量平衡计算公式
热传递能量平衡计算公式热传递是物质内部或不同物质之间由于温度差异而传递的能量。
在工程领域中，热传递是一个非常重要的问题，因为它涉及到许多工程实践中的热工问题，比如热传导、对流和辐射等。
为了解决这些问题，我们需要建立一些数学模型来描述热传递现象，并且通过这些模型来计算热传递的能量平衡。
在热传递领域中，能量平衡是一个非常基本的概念。
它可以描述热传递过程中能量的转移和转换。
在这里，我们将介绍热传递能量平衡的计算公式，并通过一些例子来说明如何应用这些公式来解决实际的热传递问题。
热传递能量平衡的基本公式可以用下面的方程来表示：∑(Q) = ∑(m Cp ΔT) + ∑(m Lv) + ∑(m ΔH)。
其中，∑(Q)表示系统内部的净热量，∑(m Cp ΔT)表示系统内部由于温度变化而引起的热量变化，∑(m Lv)表示系统内部由于相变而引起的热量变化，∑(mΔH)表示系统内部由于化学反应而引起的热量变化。
这个公式描述了热传递过程中能量的转移和转换。
在这个公式中，∑(Q)表示系统内部的净热量，它可以是正的也可以是负的，表示系统内部的热量增加或减少。
∑(m Cp ΔT)表示系统内部由于温度变化而引起的热量变化，其中m表示物质的质量，Cp表示物质的比热容，ΔT表示温度的变化。
∑(m Lv)表示系统内部由于相变而引起的热量变化，其中Lv表示相变潜热。
∑(m ΔH)表示系统内部由于化学反应而引起的热量变化，其中ΔH表示化学反应的焓变。
通过这个公式，我们可以计算出系统内部的净热量，从而了解热传递过程中能量的转移和转换。
下面，我们将通过一些例子来说明如何应用这个公式来解决实际的热传递问题。
例1，一个水箱中的水从20°C加热到80°C，水的质量为100kg，求这个过程中水的热量变化。
解：根据热传递能量平衡的公式，我们可以得到：∑(Q) = ∑(m Cp ΔT)。
其中，m = 100kg，Cp = 4.18kJ/kg°C，ΔT = (80-20)°C = 60°C。
热传递与热量的计算
热传递与热量的计算热传递是指热量从一个物体传递到另一个物体的过程。
在热传递过程中，热量会通过传导、传热和传辐射等途径传递。
在实际生活中，我们经常需要计算热量的大小，以便更好地理解和应用热传递的原理。
本文将介绍热传递的基本原理和常见的热量计算方法。
一、传导热传递传导热传递是指固体或液体内部热量的传递过程。
在传导热传递中，热量从高温区域传递到低温区域，其传热速率与传导物质的热导率、温度差以及传热长度有关。
计算传导热传递时，可以使用以下公式：Q = k * A * ΔT / d其中，Q表示传导热量，k表示传导物质的热导率，A表示传热截面积，ΔT表示温度差，d表示传热长度。
例如，我们有一个铝杆，热导率为200 W/(m·K)，传热截面积为0.01 m²，温度差为30 K，传热长度为0.1 m，那么我们可以通过上述公式计算出传导热量为：Q = 200 * 0.01 * 30 / 0.1 = 600 W二、对流热传递对流热传递是指通过液体或气体的流动来传递热量的过程。
在对流热传递中，热量主要通过流体的传送来实现，其传热速率与流体的流速、温度差以及传热面积有关。
对于强迫对流（即通过外力驱动流动）情况下的对流热传递，可以使用以下公式进行计算：Q = h * A * ΔT其中，Q表示对流热量，h表示对流换热系数，A表示传热面积，ΔT表示温度差。
例如，我们有一个水管，对流换热系数为1000 W/(m²·K)，传热面积为0.05 m²，温度差为10 K，那么我们可以通过上述公式计算出对流热量为：Q = 1000 * 0.05 * 10 = 500 W三、辐射热传递辐射热传递是指通过热辐射来传递热量的过程。
在辐射热传递中，物体表面发射的热辐射能量与物体的发射率、绝对温度以及表面积有关。
计算辐射热传递时，可以使用以下公式：Q = ε * σ * A * (T₁⁴ - T₂⁴)其中，Q表示辐射热量，ε表示物体的发射率，σ表示玻尔兹曼常数（约为5.67×10^(-8) W/(m²·K⁴))，A表示物体表面积，T₁和T₂分别表示物体表面和外界的绝对温度。
能量流动的相关计算
2022年高考生物总复习：能量流动的相关计算1.食物链中能量的“最值”计算设食物链A →B →C →D ，分情况讨论(如下表)： (1)能量传递效率未知时(按20%即1/5、10%即1/10计算)(2)已确定营养级间能量传递效率的，不能按“最值”法计算。
例如，能量传递效率分别为a %、b %、c %，若A 的能量为M ，则D 获得的能量为M ×a %×b %×c %。
2.在食物网中分析在解决有关能量传递的计算问题时，需要确定相关的食物链，能量传递效率约为10%～20%，一般从两个方面考虑：（1）知低营养级求高营养级⎩⎨⎧获得能量最多⎩⎨⎧选最短食物链按×20%计算获得能量最少⎩⎨⎧选最长食物链按×10%计算 （2）知高营养级求低营养级⎩⎪⎨⎪⎧需最少能量⎩⎨⎧选最短食物链按÷20%计算需最多能量⎩⎨⎧选最长食物链按÷10%计算3.利用“拼图法”巧解能量流动(1)输入第一营养级的能量(W 1)即生产者的同化量被分为两部分：一部分在生产者的呼吸作用中以热能的形式散失(A 1)，一部分则用于生产者的生长、发育和繁殖。
而后一部分能量中包括现存的植物体B 1、流向分解者的C 1、流向下一营养级的D 1。
(2)第一营养级向第二营养级的能量传递效率＝(D 1/W 1)×100%，第二营养级向第三营养级的能量传递效率＝(D 2/D 1)×100%。
在具体计算时务必先澄清分流比例求解中应“顺推(用乘法)”还是“逆推(用除法)”，以为例。
①若已知“植物同化量”(A )，并告知其“传向动物与直接传向人比例由1∶1调整为1∶2”，求解人最多增重变化(M )，计算时宜“顺推(用乘法)” 调整前：A ·12·15＋A ·12·(15)2＝M 1 调整后：A·23·15＋A ·13·(15)2＝M 2②若已知“人同化量(M )”并告知人的食物来源“素食、肉食由1∶1调整为2∶1”，求解最少需要植物量(A )，计算时应“逆推(用除法)” 调整前：M ·1215＋M ·12（15）2＝A 1调整后：M ·2315＋M ·13（15）2＝A 2【典例】 (1)若人类获取植物性食物与动物性食物的比例是1∶1，将此食物结构改为4∶1，能量流动效率按10%计算，则调整后可供养的人口是前者的________倍。
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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 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（）
B. 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%＝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÷20%＝ kg，小鱼的生物量至少为÷20%＝ kg；在“小鱼→人”的传递途径中，小鱼的生物量至少是÷20%＝ kg。
因此，小鱼的生物量总量至少为+=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%＝ kg；在“水藻→小鱼”的传递过程中，水藻的生物量至少是15÷2÷20%＝ kg。
因此，水藻的生物量总量至少为+=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：÷10%＝5 kg；
植物→羊→人：÷10%÷10%＝50 kg；
植物→羊→小型肉食动物→人：÷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， 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. %
B. %
C. %
D. %
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÷（÷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%=%。
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（）
kg和50000 kg kg和25000 kg
kg和50000 kg 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
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、 kg和 kg，因此，消耗植物的最少量是5＋＋＝80 kg。
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。
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。
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。
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：÷×100%＝%。
＝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。