Energia je inhibovaná v molekulách procesu ATP. Zabezpečenie energetických buniek

09.11.2020 | Dokumentácia

Ako presne je energia uložená ATF (adenozínový trfosfát) a ako sa udelí nejakú užitočnú prácu? Zdá sa neuveriteľne ťažké, že nejaká abstraktná energia náhle dostáva nosič materiálu vo forme molekuly vo forme molekuly vo forme živých buniek a že môže byť uvoľnená nie vo forme tepla (čo je viac-menej jasné), ale vo forme vytvorenie inej molekuly. Zvyčajne sú autori učebníc obmedzené frázou "energia sa zintenzívňuje vo forme vysokoenergetického spojenia medzi časťami molekuly a je daná prelomu tejto súvislosti, takže užitočná práca," to však nevysvetlí čokoľvek.

V najobecnejších vlastnostiach sa tieto manipulácie s molekulami a energiou vyskytujú nasledovne: Najprv. Alebo sú vytvorené v chloroplastoch v reťazci podobných reakcií. To sa vynakladá na energiu získanú s kontrolovaným spaľovaním živín priamo vo vnútri mitochondrií alebo energie fotónov slnečného žiarenia padajúceho na molekulu chlorofylu. Potom sa ATP dodáva do týchto buniek bunky, kde je potrebné urobiť nejakú prácu. A pri odstraňovaní jedného alebo dvoch fosfátových skupín z neho je energia zvýraznená, že táto práca a vykonáva. ATP v rovnakom čase sa rozpadá na dve molekuly: ak bola natáčaná iba jedna fosfátová skupina, potom sa ATF otočí Adf (adenozín-fosfát, ktorý sa líši od adenozínu trifosfátu len absenciu najviac oddelenej fosfátovej skupiny). Ak ATP poskytol dve fosfátové skupiny naraz, potom sa energia uvoľňuje viac a monofosfát adenozínu zostáva z ATP ( Amf).

Je zrejmé, že bunka musí byť tiež vykonaná inverzným procesom, otáčanie ADF alebo molekúl AMP v ATP na opakovanie cyklu. Ale tieto molekuly sú "prázdne" môžu ticho plávať vedľa chýbajúcich fosfátov chýbajúcich ATP v ATP, a nikdy sa s nimi spojí, pretože takáto reakcia Únie je energeticky nerentabilná.

Aký je "energetický prospech" chemickej reakcie, chápeme celkom jednoduché, ak viete druhý zákon termodynamiky: Vo vesmíre alebo v akomkoľvek systéme, izolovaných od zvyšku, môže byť neporiadok len zvýšiť. To znamená, že komplexné organizované molekuly sediaci v poradí Cinne, v súlade s týmto zákonom, sa môžu len zrútiť, tvoriace menšie molekuly alebo dokonca rozpadať sa na jednotlivé atómy, pretože potom bude objednávka značne menej. Ak chcete pochopiť túto myšlienku, môžete porovnať komplexnú molekulu s zozbieraným z vzduchu. Potom sa menšie molekuly, pre ktoré komplexné rozpadá, budú spojené s jednotlivými časťami tohto lietadla a atómami so samostatnými kociek Lego. Pri pohľade na úhľadne zozbierané lietadlá a porovnanie s náhodnou bankou častí, je jasné, prečo komplexné molekuly obsahujú viac ako malý.

Takáto rozpadová reakcia (molekuly, nie lietadlo) bude energeticky výhodné, čo znamená, že sa môže uskutočniť spontánne a energia sa uvoľní počas rozpadu. Aj keď v skutočnosti rozdelenie lietadla bude energeticky ziskové: napriek tomu, že samotné detaily nebudú od seba oddeliť a budú sa musieť dostať zo svojich okrajov vo forme chlapcov, ktorí chce použiť tieto podrobnosti Niečo iné, konzultuje o transformácii lietadla do chaotickej banda častí energie získanej z jedenia vysoko objednaných potravín. A čím viac hustých častí boli stanovené, tým viac energie by sa vynaložila, vrátane prideleného vo forme tepla. Výsledok: Kus buchty (zdroj energie) a lietadlo sa zmenilo na nepravidelnú hmotnosť, molekuly vzduchu okolo dieťaťa boli zahrievané (a preto sa náhodne pohybuje) - Chaos sa stal väčší, to znamená, že rozdelenie lietadla je energeticky výhodné.

Súčet, môžete formulovať takéto pravidlá po druhom práve termodynamiky:

1. S poklesom počtu objednávky sa energia prideľuje, vyskytujú sa energeticky prospešné reakcie.

2. S zvýšením množstva objednávky sa energia absorbuje, vyskytujú sa energeticky nákladové reakcie.

Na prvý pohľad je takýto nevyhnutný pohyb z rádu do chaosu znemožniť inverzné procesy, ako je napríklad konštrukcia z jedného hnojenia molekúl vajíčok a živín absorbovaných matkou-kravou, je nepochybne veľmi objednaná v porovnaní s tou cestou.

Ale stále sa to stane, a dôvodom na to je, že živé organizmy majú jeden čip, čo umožňuje a udržiavať túžbu vesmíru na entropiu a vybudovať sami a ich potomstvo: oni dve reakcie sa kombinujú do jedného procesu, z ktorých jeden je energeticky prospešný a druhá spotreba energie. Takáto kombinácia dvoch reakcií sa môže dosiahnuť, že energia, ktorá je pridelená počas prvej reakcie, sa prekrýva s prebytkom druhej energie nákladov. V príklade s lietadlom, jeho oddelenie energeticky účinného, \u200b\u200ba bez zdroja energie tretej strany vo forme metabolizmu zničeného buchtami by lietadlo stálo navždy.

Je to ako pri jazde na snímke na sánkovanie: Po prvé, osoba berie energiu počas absorpcie potravín, čo vyplýva z energeticky priaznivých procesov štiepenia vysoko objednaných kurčiat na molekulách a atómoch v jeho tele. A potom trávi túto energiu, vypustite sa na horu. Pohyb šikmého z nohy k vrcholu je energeticky nerentabilný, takže tam nikdy neskončia spontánne, potrebuje nejakú energiu tretej strany. A ak energia prijaté z jedenia kurča nebudú stačiť na prekonanie zdvíhania, potom sa nebudú "valcovaní na sánkovanie na sánkovanie z hory".

Je to energeticky náročné reakcie ( energeticky náročná reakcia ) Zvýšte množstvo rádu absorbuním energie oddelenej konjugovanou reakciou. A rovnováha medzi uvoľňovaním a konzumáciou energie v týchto konjugovaných reakciách by mala byť vždy pozitívna, to znamená, že ich celkovosť zvýši počet chaosu. Zvýšenie príkladu entropia (porucha) ( entropia ['Entrə Pɪ]) je uvoľňovanie tepla pri energetickej reakcii ( reakcia dodávok energie): Susedné častice látok, ktoré vstúpili do reakcie, sú vyrobené z intenzívnych otrasov z reakcie, začnú sa pohybovať rýchlejšie a chaotické, hacking iným ďalším molekulám a atómom tejto a susednej látky.

Vráťme sa k tomu, aby ste sa dostali do energie z potravín: kúsok Banoffee Pie je oveľa viac objednaný ako výsledná žuvačka, ktorá padla do žalúdka. Ktoré zasa pozostáva z veľkých, viac objednaných molekúl ako tie, na ktorých je jeho črevné rozdelenie. A oni, zase, budú doručené do buniek tela, kde sú už odlišné atómy a dokonca aj elektróny ... a v každej fáze rastúceho chaosu v samostatnom kúsku bude uvoľnená energia, Ktoré orgány a organely Happy Dieder sú uväznení vo forme ATP (energeticky nákladov), na výstavbu nových potrebných molekúl (energeticky nákladov) alebo na vykurovanie tela (aj energeticky náročné). V systéme "Man - Banoffee Pie - vesmír" objednávky v dôsledku toho sa stal menej (kvôli zničeniu Keik a uvoľnenie tepelnej energie spracovaním s organelmi), ale v samostatnom človeku Telo, šťastie objednávky sa stalo väčším (kvôli výskytu nových molekúl, časti organelu a celých bunkových orgánov).

Ak sa vrátite na molekulu ATP, po všetkom tomto termodynamickom ústupe sa objasňuje, že je potrebné stráviť energiu získanú z energeticky prospešných reakcií na vytvorenie zo zložiek (menšie molekuly). Jedným zo spôsobov, ako vytvoriť, je podrobne opísaný, druhý (veľmi podobný) sa používa v chloroplastoch, kde sa namiesto energie gradientu protónov, sa používa fotónová energia emitovaná slnkom.

Tri skupiny reakcií možno rozlišovať, pretože výsledok toho, ktorý je vyrobený ATP (pozri obvod vpravo):

Štiepenie glukózy a mastných kyselín na veľkých molekulách v cytoplazme už umožňuje získať určité množstvo ATP (malé, na jednej molekule glukózy v tomto štádiu, len 2 získané molekuly ATP sú účtované. Hlavným účelom tejto fázy je však vytvoriť molekuly používané v respiračnom reťazci mitochondrií.
Ďalšie rozdelenie molekúl získaných v predchádzajúcom stupni v Krexovom cykle prúdi do mitochondriálnej matrice poskytuje iba jednu molekulu ATP, jeho hlavný cieľ je rovnaký ako v minulosti.
nakoniec sa molekuly nahromadené v predchádzajúcich stupňoch používajú v mitochondriálnom respiračnom reťazci na výrobu ATP, a tu vyniká veľa (o ňom nižšie).

Ak opíšete, že to všetko viac nasadených, pri pohľade na rovnaké reakcie z hľadiska výroby a nákladov na energiu, ukázalo sa, že:

0. Molekuly potravín sú úhľadne spálené (oxidované) v primárnom rozdelení, ktoré sa vyskytujú v cytoplazme buniek, ako aj v reťazci chemické reakcie Pod názvom "cyklus CREC", ktorý sa vyskytuje už v Mitochondrii Matrix - energia Časť prípravnej fázy.

V dôsledku konjugácie s týmito energeticky prospešnými reakciami iných, už energie nerentabilných reakcií vytvárania nových molekúl, 2 molekúl ATP a niekoľko molekúl iných látok energia Časť prípravnej fázy. Tým, že výsledné molekuly sú nosiče vysokoenergetických elektrónov, ktoré sa použijú v respiračnom respirácii mitochondriálnej v nasledujúcom stupni.

1. Na membrány mitochondrie, baktérií a niektorých oblúkov je prebudenie energie protónov a elektrónov z molekúl získaných v predchádzajúcom štádiu (ale nie z ATP). Priechod elektrónov podľa komplexov respiračného reťazca (I, III a IV v usporiadaní ľavého) je znázornený žltými navíjacími šípkami, prechádzajúcimi týmito komplexmi (a teda prostredníctvom vnútornej membrány mitochondrie) protónov - červenej šípky.

Prečo môžu elektróny jednoducho náplasť z nosnej molekuly pomocou výkonného oxidačného činidla-kyslíka a použije uvoľnenú energiu? Prečo ich odovzdať z jedného komplexu do druhého, pretože nakoniec sú tiež kyslíkom a prichádzajú? Ukazuje sa, že čím väčší rozdiel v schopnosti prilákať elektróny v elektróne v elektróne ( renomovači) a odolný voči elektrónom ( oxidač) Molekuly zapojené do reakcie prevodu elektrónov, tým väčšia je energia uvoľnená pri tejto reakcii.

Rozdiel v takejto schopnosti molekúl elektrónov a kyslíka v cykle Krebss je taký, že by to bolo dosť na syntézu niekoľkých molekúl ATP. Ale vďaka takému prudkému poklesu energie systému by táto reakcia prúdila s takmer výbušnou silou, a takmer všetka energia by sa rozlišovala vo forme nerozbaleného tepla, to znamená, skutočne stratené.

Živé bunky zdieľajú túto reakciu do niekoľkých malých etapov, najprv vysielacích elektrónov zo slabo priťahujúcich nosných molekúl na trochu silnejší ako atraktívny prvý komplex v respiračnom reťazci, ktorý je stále trochu silnejší ako priťahovanie ubiquinonon(alebo cOENZYME Q-10) ktorých úlohou je pretiahnuť elektróny na druhý, o niečo silnejšie ako atraktívny respiračný komplex, ktorý prijíma svoju časť energie z tejto neúspešnej výbuchu, dajte ho na čerpacie protóny cez membránu. A tak, kým konečne elektróny Stretneme sa s kyslíkom, pričom ho pripojil, pričom sa param protónov a netvoria molekulu vody. Takéto rozdelenie jednej silného reakcie na malé kroky umožňuje takmer polovicu užitočnej energie, aby bola užitočná práca: v tomto prípade, proton Elektrochemický gradientktoré budú diskutované v druhom odseku.

Ako presne energia prenášaných elektrónov pomáha konjugovať spotrebu energie z čerpania protónov cez membránu, teraz len začať zistiť. S najväčšou pravdepodobnosťou, prítomnosť elektricky nabitého častíc (elektrón) ovplyvňuje konfiguráciu miesta v proteíne zabudovanom do membrány, kde je: takže táto zmena vyvoláva protón utiahnutie na proteín a jeho pohyb cez proteínový kanál membrány. Je dôležité, aby sa energia získaná v dôsledku štiepenia vysokoenergetických elektrónov z nosnej molekuly a celkovým prenosom ich kyslíka vo forme gradientu protónov.

2. Energia protónov nahromadených ako výsledok udalostí z odseku 1 z vonkajšej strany membrány a snažia sa dostať na vnútornú stranu pozostáva z dvoch jednosmerných síl:

elektrický (Pozitívny poplatok protónov sa snaží ísť na miesto akumulácie negatívnych poplatkov na druhej strane membrány) a
chemický (Rovnako ako v prípade iných látok, protóny sa snažia rovnomerne rozptýliť v priestore, šírenie z miest s vysokou koncentráciou na miestach, kde je málo z nich)

Elektrická príťažlivosť protónov k negatívne nabitej strane vnútornej membrány je oveľa silnejšia tým, že výsledkom je rozdiel v protónových koncentráciách ich túžby ísť na miesto s menšou koncentráciou (to je indikované šípkou šírkou v okruh v hornej časti). Kĺbová energia týchto injekcií je taká veľká, že stačí na pohyb protónov vo vnútri membrány, a na kŕmenie súbežnej reakcie na spotrebovanie energie: vytvorenie ATP z ADF a fosfátu.

Zvážte podrobnejšie, prečo je potrebná energia, a presne energia protónov sa konvertujú na energiu chemickej väzby medzi oboma časťami molekuly ATP.

Molekula ADP (na schéme vpravo) nedrží na získanie ďalšej fosfátovej skupiny: atóm kyslíka, ku ktorému môže táto skupina pripojiť, je tiež nabitý negatívne, ako aj fosfát, čo znamená, že sú vzájomne odpudzované. A všeobecne, ADP sa nepodarí pripojiť k reakcii, je chemicky pasívny. V fosfátom, zase, týmto atómom fosforu, ktorý by mohol byť molekulou fosfátu a ADP, pri vytváraní molekuly ATP, je pripojený vlastný atóm kyslíka, takže to nemôže zjavovať iniciatívy.

Tieto molekuly musia byť preto spojené s jedným enzýmom, aby ich nasadzovali tak, aby sa väzby medzi nimi a "extra" atómy oslabili a narodili, a potom testovali dva chemicky aktívne koniec týchto molekúl, pri ktorých atómoch chýbajú a prebytočné elektróny navzájom.

Fosfor (P +) a kyslík (O -) viazanie na vzájomný dosah iónov fosforu (P +) a kyslíka (O -) sú spojené so silnou kovalentnou väzbou v dôsledku skutočnosti, že sú zdieľané jedným elektrom , pôvodne patril kyslíka. Toto spracovateľské molekuly enzýmu je ATP-Syntasisa energiu na zmenu a jeho konfiguráciu a vzájomné umiestnenie ADF a fosfát sa dostane z protónov, ktoré prechádzajú. Protóny Energeticky prospech z opačne nabitej strany membrány, kde nestačí, a jediná cesta prechádza cez enzým, "rotor" z toho, ktoré protóny prechádzajú pozdĺž cesty.

Štruktúra ATP syntázy je uvedená v schéme vpravo. Jeho otáčajúci sa kvôli priechodu priložených prvkov protónov fialová farbaA na nižšie uvedenom mobilnom obrázku ukazuje schému jeho rotácie a vytvorenia molekúl ATP. Enzým pracuje prakticky ako molekulárny motor, otáčanie elektrochemickýprotonová prúdová energia v mechanická energia Trenie dvoch sadov proteínov je o sebe: rotujúce "nohu" trením o pevných proteínoch "Klobúky húb", zatiaľ čo podjednotky "klobúky" zmeniť svoj tvar. Táto mechanická deformácia sa zmení na energia chemických spojení Pri syntéze ATP, keď sa spracovávajú aDP a fosfátové molekuly a rozvíjajú sa, aby sa medzi nimi vytvorili kovalentnú väzbu.

Každá ATP-syntáza je schopná syntetizovať až 100 molekúl ATP za sekundu, a pre každú syntetizovanú molekulu ATP cez syntetus by mal prejsť okolo troch protónov. Väčšina ATPS syntetizovaných v bunkách je tvorená týmto spôsobom, a len malá časť je výsledkom primárneho spracovania molekúl potravín, ktoré sa vyskytujú mimo mitochondrie.

Kedykoľvek sa asi miliarda molekúl ATP nachádza v typickej živej klietke. V mnohých bunkách sa všetky tieto ATP nahrádzajú (t.j. používa sa a znova vytvorí) každých 1-2 minúty. Stredný muž v stave odpočinku používa každých 24 hodín hmoty ATP, približne rovná svojej vlastnej hmotnosti.

Všeobecne platí, že takmer polovica energie, uvoľnená počas oxidácie glukózy alebo mastných kyselín na oxid uhličitý a vodu, je sledovaná a používa sa na prietok ATF a tvorbu fosfátu ATF a fosfátov. Účinnosť 50% je veľmi dobrá, napríklad, auto motor umožňuje len 20% energie obsiahnutej v palive. Zároveň je zvyšok energie v oboch prípadoch rozptýlený vo forme tepla, a rovnako ako niektoré autá, zvieratá neustále trávia tento prebytok (hoci nie úplne, samozrejme) na otepľovanie tela. V procese tu uvedených reakcií, jedna molekula glukózy, postupne rozdelená na oxid uhličitý a vodou, dodáva bunku 30 molekúl ATP.

Takže so skutočnosťou, že energia pochádza z a ako presne je vyrazená do ATP, všetko je viac-menej zrozumiteľné. Zostáva pochopiť aKO PRESNÁ PREDLOŽENÁ ENERGETIBA A Čo sa stane Na molekulárnej atómovej úrovni.

Vzdelávaná kovalentná väzba medzi ADP a fosfátom sa nazýva vysokoenergetický Z dvoch dôvodov:

s jeho zničením sa rozlišuje veľa energie
elektróny zapojené do vytvorenia tohto spojenia (to znamená, že sa otáčajú okolo atómov kyslíka a fosforu, medzi ktorými sa toto spojenie vytvára) vysoko energia, to znamená, že sú na "vysokých" dráhach okolo atómových jadier. A bolo by energeticky výhodné skočiť na úrovni nižšej, zvýraznenej nadbytočnej energie, ale teraz sú na tomto mieste, upevňovacie atómy kyslíka a fosforu, "skok" nebude fungovať.

Toto je túžba elektrónov, ktoré by sa dostali na vhodnejšiu nízkoenergetickú obežnú dráhu zabezpečovalo jednoduchosť zničenia vysokoenergetickej komunikácie a pridelená vo forme fotónu (ktorá je nosičom elektromagnetickej interakcie) energie. V závislosti na tom, ktoré molekuly budú substituované enzýmami na zničenie molekuly ATP, ktorá konkrétna molekula absorbuje fotón emitovaný elektrónou, môžu existovať rôzne udalosti. Ale zakaždým energia uložená vo forme vysokej energetickej komunikácie sa použije na niektoré bunkové potreby:

Scenár 1: Fosfát sa môže preniesť na molekulu inej látky. V tomto prípade vysokoenergetické elektróny tvoria novú väzbu, už medzi fosfátom a extrémnym atómom tejto molekuly prijímajúcej. Podmienkou toku takejto reakcie je jeho energetický prínos: v tomto novom spojení musí mať elektrón mierne menšiu energiu, než keď bola súčasťou molekuly ATP, jesť časť energie vo forme fotónu.

Účelom takejto reakcie je aktivovať molekulu reči (je indikovaná na ľavej schéme V-Ne): Pred pridaním fosfátu to bolo pasívne a nemohlo sa pripojiť k reakcii s inou pasívnou molekulou ALEAle teraz je to vlastníkom energetickej rezervy vo forme vysokoenergetického elektrónu, čo znamená, že to môže niekde minúť. Napríklad, aby ste sa pripojili k molekule ALEKtorý bez takýchto uší finta (to znamená vysoká energia spojivového elektrónu), nie je možné pripojiť. Fosfát sa odpojí svojou úlohou.

Takýto reťaz reakcií sa získa:

1. ATF + Pasívna molekula V ➡️ Adf + aktívne v dôsledku pripojenej molekuly fosfátov B-r.

2. Aktivovaná molekula B-r. + Pasívna molekula ALE ➡️ Založené molekuly A-B. + Blikajúci fosfát ( Ročník)

Oba tieto reakcie sú energeticky prospešné: V každom z nich je zapojený elektrónový elektrón, ktorý v zničení jedného spojenia a konštrukcie iná stratí časť svojej energie vo forme fotónovej emisie. V dôsledku týchto reakcií boli pripojené dve pasívne molekuly. Ak sa reakcia zlúčeniny týchto molekúl považujeme priamo (pasívna molekula) V+ Pasívna molekula ALE ➡️ Založené molekuly A-B.), Ukazuje sa, že je energeticky nákladné a nemožno to urobiť. Bunky "znemožňujú to", párenie tejto reakcie s energeticky prospešnou odozvou ATP delenia na ADF a fosfátu počas Komisie o dvoch reakciách, ktoré sú opísané vyššie. Štiepenie sa vyskytuje v dvoch etapách, na každom z nich je časť energie spojivového elektrónu vynaložiť na výkon užitočnej práce, a to na vytvorenie potrebných spojení medzi dvoma molekulami, z ktorých tretia sa ukáže ( A-B.), nevyhnutné pre fungovanie bunky.

Scenár 2: Fosfát môže byť zaťatý naraz z molekuly ATP a uvoľnená energia je zachytená enzýmom alebo pracovným proteínom a vynakladá sa na výkon užitočnej práce.

Ako môžete chytiť niečo tak nepostrehnuteľné ako nevýznamné poruchy elektromagnetického poľa v čase poklesu elektrónov na nižšej dráhe? Veľmi jednoduché: S pomocou iných elektrónov a s atómami, ktoré môžu absorbovať fotón emitovaný s elektrónom.

Atómy, ktoré tvoria molekuly, sú upevnené do trvanlivých reťazcov a krúžkov v dôsledku (takýto reťaz je nekvolený proteín na obrázku vpravo). A jednotlivé časti týchto molekúl sú priťahované k sebe s viac slabými elektromagnetickými interakciami (napríklad vodíkové väzby alebo van der Waals), čo im umožňuje posypať zložité štruktúry. Niektoré z týchto konfigurácií atómov sú veľmi stabilné a ich rozhorčenie elektromagnetického poľa ich nebude ohýbať .. Nie je to chvenie .. Všeobecne sú stabilné. A niektoré sú celkom mobilné, a dostatočne ľahká elektromagnetická ružová, takže menia svoju konfiguráciu (zvyčajne to nie sú kovalentné väzby). A je to taký kop, ktorý im dáva najvernejší fotónový nosič elektromagnetického poľa, emitovaný elektrónom, ktorý sa pohybuje na spodnú dráhu pri odpájaní fosfátu.

Zmeny v konfigurácii proteínov v dôsledku rozdelenia molekúl ATP sú zodpovedné za najúžasnejších udalostí, ktoré sa vyskytujú v bunke. Určite tých, ktorí majú záujem o bunkové procesy aspoň na úrovni "pozri ich animáciu na YouTube", narazili na videu, ktorá ukazuje proteínová molekula kinesín, V doslovnom zmysle, slovo chôdza, preskupenie nôh, pozdĺž buniek bunkovej kostry, ťahanie zaťaženie pripojené k nemu.

Je to štiepenie fosfátu z ATP, ktoré poskytuje túto chôdzu a tu:

Kinesin ( kinesin. ) označuje špeciálny typ proteínov, ktoré sú charakteristické spontánne zmeniť ich konformácia(Vzájomná poloha atómov v molekule). Vľavo, on sa náhodne otočí z konformácie 1, v ktorom je pripojený k jednej "nohe" na Actin vlákno ( actin Fillament.) - Najtenšie tvarovanie vlákna cytoskeleton Buniek ( cytoskeleton. ), V konformácii 2, čím sa krok vpred a stojí na dvoch "nohách". Z konformácie 2 sa bude rovnať pravdepodobnosti ako v súlade s konformáciou 3 (drží sa späť na prednú časť) a späť do konformácie 1. Preto sa pohyb kinesínu v ľubovoľnom smere nevyskytuje, jednoducho nehanebne chlopne.

Ale všetko sa mení, je to pripojenie k nemu s molekulou ATP. Ako je znázornené na vrstve vľavo, pripevnenie ATP na kinesín v konformácii 1 vedie k zmene svojej priestorovej polohy a ide do konformácie 2. Dôvodom je to vzájomný elektromagnetický účinok molekúl ATP a kinesínu na každom iné. Táto reakcia je reverzibilná, pretože neexistovala energia, a ak je ATP odpojený od Kinesínu, jednoducho to zvýši "nohu", zostáva na mieste, a bude čakať na ďalšiu molekulu ATP.

Ale ak to ders, potom vďaka vzájomnej príťažlivosti týchto molekúl, je spojené zariadenie, ktoré drží fosfát v ATP, je zničený. Oddelená energia, ako aj rozpad ATP na dvoch molekulách (ktoré inak ovplyvňujú ich elektromagnetické polia na atómy kinezínu) vedú k tomu, že konformácia zmien kinezínu: to "ťahá späť zadnú časť nohy". Zostáva urobiť krok vpred, ktorý sa deje pri odpojení ADP a fosfátu vracajúcej kinesin do pôvodnej konformácie 1.

V dôsledku hydrolýzy ATP sa Kinesin presunul doprava, a hneď ako to bude nasledujúca molekula pripojí, bude to urobiť ďalší pár krokov, pomocou energie uloženej v ňom.

Je dôležité, aby Kinesin, ktorý sa nachádza v konformácii 3 s pripojeným ADP a fosfátom, sa nemôže vrátiť k konformácii 2, čím sa "krok späť". To je vysvetlené rovnakým princípom súladu s druhým zákonom termoregulácie: prechod systému "Kinesin + ATP" z konformácie 2 na konformáciu 3 je sprevádzaný uvoľňovaním energie, čo znamená, že reverzný prechod bude energeticky náročný . Tak, že sa to stane, musíte dostať energiu ADF s fosfátom niekde, a nie je to nikde v tejto situácii. Preto sa trasa pripojená k ATP otvorí len jedným spôsobom, ktorý vám umožní urobiť užitočnú prácu na ťahanie niečoho z jedného konca bunky do druhého. Kinesín, napríklad, sa podieľa na populácii chromozómu deliacej bunky, keď mitoz (Proces deliacich eukaryotických buniek). A svalový proteín mozin. Beh pozdĺž Actin Filaments, čo spôsobuje skratky svalu.

Tento pohyb je veľmi rýchly: niektorí motor (zodpovedný za rôzne formy Bunkové mobility) Proteíny zapojené do génovej replikácie Rush pozdĺž DNA reťaze na rýchlosť tisíc nukleotidov za sekundu.

Všetci sa pohybujú na náklady hydrolýza ATP (zničenie molekuly s pridaním k výslednému rozpadu na menšie molekuly atómov odobratých z molekuly vody. Hydrolýza je znázornená na pravej strane systému ATP a ADF Interconversion). Alebo kvôli hydrolýze Gtf, odlišné od ATP len v tom, že jej kompozícia obsahuje ďalší nukleotid (guanín).

Scenár 3.: Výzdoba z ATP alebo inej podobnej molekuly obsahujúcej nukleotid, raz dva fosfátové skupiny okamžite vedie k ešte väčšej emisii energie, než keď sa štiepi len jeden fosfát. Takáto silná emisia vám umožňuje vytvoriť trvanlivú sucrososfátovú oscopeu molekúl DNA a RNA:

1. Aby sa nukleotidy mohli spojiť s DNA alebo RNA obvodom vo výstavbe, musia byť aktivované pripojením dvoch fosfátových molekúl. Ide o energetickú náročnú reakciu uskutočňovanú bunkovými enzýmami.

2. Enzým DNA alebo RNA polymerázy (na diagrame v spodnej časti nie je znázornený) pripája aktivovaný nukleotid (schéma zobrazuje GTF) k polynukleotidu vo výstavbe a katalyzuje štiepenie dvoch fosfátových skupín. Oddelená energia sa používa na vytvorenie spojenia medzi fosfátovacou skupinou jedného nukleotidu a ribózy druhého. Vytvorené ako výsledok komunikácie nie sú vysokou energiou, a preto nie je ľahké zničiť, čo je výhodou pre vytvorenie molekuly obsahujúcej dedičné bunkové informácie alebo prenášať ju.

V prírode je možné spontánny priebeh len energie priaznivých reakcií, čo je spôsobené druhým zákonom termodynamiky

Živé bunky však môžu kombinovať dve reakcie, z ktorých jeden poskytuje trochu viac energie, než je druhé absorbované, a teda cvičenie energie spotrebuje reakcie. Energeticky náročné reakcie sú zamerané na vytvorenie väčších molekúl, bunkových orientálnych a celočíselných buniek, tkanív, orgánov a mnohobunkových živých bytostí, ako aj na energiu energie pre ich metabolizmus.

Napájanie energie sa uskutočňuje v dôsledku kontrolovaného a postupného zničenia konjugátu organických molekúl (energetického procesu) s tvorbou energetických molekúl (energeticky náročný proces). Fotosyntetické organizmy stúpajúce energiu solárnych fotónov zachytených chlorofylom

Energetické molekuly sú rozdelené do dvoch skupín: skladovanie energie vo forme vysokej energie alebo vo forme pripojeného elektroenergetického elektrónu. V prvej skupine sa však vysoká energia poskytuje rovnaký vysokoenergetický elektrón, takže možno povedať, že energia je vyhradená na vysokých úrovniach elektrónov nachádzajúcich sa v rôznych molekulách

Týmto spôsobom sa ukladá energia, sa uvádzajú ako dvoma spôsobmi: zničenie vysokoenergetickej komunikácie alebo prenos vysokoenergetických elektrónov, aby sa postupne znížila ich energia. V oboch prípadoch sa energia uvoľňuje vo forme emisií, ktoré sa pohybuje na nižšiu úroveň energie pomocou elektrón-nosičovej častice elektromagnetického poľa (fotón) a teplo. Tento fotón je zachytený takým spôsobom, že užitočná práca (tvorba molekuly je potrebná pre metabolizmus v prvom prípade a čerpacie protóny cez membránu mitochondrie v druhej)

Energia skladovaná vo forme gradientu protónov sa používa na syntetizáciu ATP, ako aj pre iné bunkové procesy, ktoré zostali nad rámec tejto kapitoly (myslím, že nikto nie je urazený, vzhľadom na jeho veľkosť). A syntetizovaný ATP sa používa podľa opisu v predchádzajúcom odseku.

"Môžete hovoriť o chemickej smrti osoby, keď je vyčerpaná zásoba duševnej energie.

Môžete hovoriť o vzkriesení, keď sa mentálna energia začne myslieť".

Čo je duševná energia? - Toto je životne dôležitá energia, ktorá závisí od existencie osoby. Neexistuje žiadna mentálna energia (ďalej len "ako pe) - neexistuje žiadny život, prichádza k fyzickému rozkladu, chorobe a smrti. Tam je pe - je život, plný kreatívneho zdvíhania, zdravia a šťastia.

Synonymá PE: Grace, Prana, Čínska energia Qi, Hermes Hermes, Kundalini, požiarnych jazykov dňa Svätej Trojice, Vrilly Litton, Bezplatná energia Killie, Fluid Mesmer, OD Rechhenbach, Live Fire Zoroistra, Sofia Ellinov, Sarasvati Hindus a mnoho ďalších.

Známky poklesu PE: Mentálna a fyzická únava, ospalosť, amorfnosť vedomia a v ťažkých prípadoch - nevoľnosť.

Príznaky prílivu PE: radosť a optimizmus, tvorivá činnosť, túžba úspechov a plodných aktivít.

Sedem spôsobov, ako zachovať PE

1. Aura. Chystáte sa v dopoludňajších hodinách domu, od začiatku mentálne okolo seba vo vzdialenosti lakťového lakťa, energetická shell v tvare kuracieho vajíčka, takže vaše telo je v strede tohto aurického vajca. Týmto spôsobom budete posilniť ochrannú sieť vašej aury, ktorá chráni váš PE z nežiaducich vniknutí.

2. Upíri. Snažte sa vyhnúť tomu, aby sa komunikuje s ľuďmi s vyhynutým a bahnitým, bežiacim vzhľadom - to sú energetické upíre, po komunikácii, s ktorou príde ostrá únava. Pohľad človeka nie je možné falošný. Oči sú najistejším ukazovateľom prítomnosti PE u ľudí. Kto nemá svoje vlastné pe, často sa stáva energetickým upírom a pokúškám (často nevedome) ukradnúť ho jednoduchým prístupom k darcovi auru.

3. Dav. Vo verejnej doprave, alebo takom miesto klastra ľudí, nepostrehnuteľne, aby boli hodnotenie blitz v blízkosti stojacich ľudí. Ak ste niekto z nich spôsobil ľahké odmietnutie, potom odíďte od neho na iné miesto. Keď sa v kontakte s ľudským AUR, váš PE prúdi na magnetickom princípe na inú auru, a pe iného Aurahs prúdi do vášho, a neexistuje možnosť brániť tejto energetickej výmene - to je solídny zákon.

4. Ruky. Na verejných miestach sa snažte vyhnúť priamemu kontaktu s holými rukami s bežne používanými predmetmi a vecami, ako sú kľučky dverí, zábradlia, rukoväte obchodných vozíkov atď. Ak je to možné, v zimnej sezóne, neodstraňujte rukavice alebo kúpiť tenký, napríklad ako. Ak nie je možné vyhnúť sa priamemu kontaktu s holými rukami, potom nájdite také miesto, ktoré je najmenej použité. Ľudské ruky vyžarujú silné pary na PE. S každým dotykom človek nasýruje svoje vlastné objekty, ku ktorým sa ruka dotýka. Buďte opatrní na staré, neznáme veci. Môžu niesť poplatok za negatívny PE na seba, od kontaktu, s ktorým budete tráviť veľa vášho PE na jeho neutralizácii.

5. Podráždenie. Všetky spôsoby sa vyhýbajú podráždeniu, ktoré môžu obzvlášť napätie vo verejnej doprave, v obchodoch, s hustým pohybom na ceste za volantom auta, v domácnosti každý deň atď. Mentálne podráždenie generuje negatívny PE, ktorý zničí váš pozitívny PE.

6. Intímne. Riadiť mierny intímny život, pretože reprodukcia semien tekutiny vyžaduje veľký prietok PE.

7. Zvieratá. Nedržte zvieracie domy tak, aby sa na nich nevylomoval. Zvieratá, ako všetci ostatní, majú svoju auru s PE, ktorá je oveľa nižšia kvality ako PE osoby. So kontaktom AUR osoby a zvieraťa, rovnaká výmena PE je rovnaká výmena medzi ľuďmi. Nepite svoju auru najnižšieho zvieraťa PE.

Sedem vylepšení PE

1. Vzduch. Dýchajte častejšie prirodzený, čistý vzduch. Je rozpustí prana - solárny PE. Vo veľkých miliontoch, vzduch nie je čistý, takže skúste alebo častejšie prejdite do prírody, alebo vôbec sa pohybuje z mesta alebo v malom meste.

2. Kozmos. Neobmedzené univerzálne rozlohy sú naplnené kozmickou životnou energiou, ktorá je podobná ľudskému PE. Potrebujete len mentálne zavolať, vytiahnuť ho odtiaľ. Pozrite sa na hviezdnej oblohe a predstavte si, že je to oceán energie, dotýka sa toho, ktorý môžete ľahko zvýšiť svoju životnú energiu.

3. priateľnosť. Buďte priateľskí všetkým ľuďom okolo vás. Nechcejte nikomu zlé, ani nepriatelia. Láskavosť a priateľský postoj nielenže vyvolávajú len žiarenie pozitívneho PE vo vašej aure, ale tiež spôsobujú, že ľudia rovnakej reakcie vibrácií ich AUR. Priateľskí ľudia sa vymieňajú s ostatnými ľuďmi pozitívnymi pe len preto, že spôsobujú rovnaký pozitívny PE v iných ľuďoch.

4. srdce. Hlavným mužom Peňa je jeho srdce. Počúvajte svoje srdce, nie mozog. Odôvodnenie mozgu je často oklamaný v správnom ocenení životnej situácie a niekedy vedie k slepému koncu. Srdce nie je oklamať, a nevie oveľa viac, než si myslia. Počúvajte svoje srdce v tichu a ticho. To vám povie, ako ísť po ceste života, takže na jej konci by ste mohli povedať, že ste žili šťastný život.

6. Zelenina a ovocie. Pint so surovou zeleninou a ovocím - sú plné solárnych vkladov PE. Snažte sa nejesť vyprážané, pretože Drôtový olej zvýrazňuje jedov, ktoré zabijú váš PE. Nejedzte mäso, je plná neviditeľnej energie patogénov rozkladových tekutín, ktorá začína ihneď po smrti zvieraťa. Dokonca aj čerstvé mäso je plné nielen nízkeho zvieraťa PE, ale aj energetické mikróby, pri jedle, ktoré vaše telo strávi veľa pee, aby ich neutralizovať. Kultúry z fazuľa môžu ľahko nahradiť mäsové výrobky.

7. Spánok. Pred spaním, nebojte sa a ešte viac, takže neprastate s domácimi úlohami. Snažte sa pozerať na negatívne a kriminálne televízne programy, ktoré spôsobujú zlé emócie. Je lepšie vidieť láskavý film, alebo si prečítať dobrú knihu, alebo počúvať pokojnú hudbu. Pred spaním sa osprchujete, aby ste čistili nielen vaše telo z vkladov potu, ale je oveľa dôležitejšie umyť energetickú akumuláciu dňa. Čistá voda Má nehnuteľnosť na čistenie PE. Chystáte sa spať v čistom tele a pokojnom, pokojnom duchu, váš PE sa bude ponáhľať do čistých vrstiev priestoru, kde získa posilnenie a výživu. Ráno budete cítiť silu a moc primerane žiť nadchádzajúci deň.

Previerok
ktoré sú na plodnom piesku
jeho schválené, jasne chopí
tytné listy odvážneho tuk vzduchu
absorbovať ...
M. V. Lomonosov

Ako energia v klietke? Čo je metabolizmus? Aká je podstata procesov glykolýzy, fermentácie a bunkového dýchania? Aké procesy sú na svetlo a tmavé fázy fotosyntézy? Ako sú procesy energetickej a plastovej výmeny? Čo je chemosyntéza?

Lekcia prednášky

Schopnosť konvertovať niektoré druhy energie na iné (radiačná energia do chemickej energie z chemickej väzby, chemická energia do mechanických, atď.), Odkazuje na počet základných vlastností života. Tu budeme podrobne zvážiť, ako sa tieto procesy realizujú v živých organizmoch.

ATP - Hlavný dopravca energie v klietke. Pre akékoľvek prejavy bunkového života je potrebná energia. Avtrofické organizmy sa získavajú zo Slnka počas reakcií fotosyntézy, heterotrofné a organické zlúčeniny pochádzajúce z potravín sa používajú ako zdroj energie. Energia je inhibovaná bunkami v chemických väzbách molekúl ATP (adenozínový triffosfát)ktorý je nukleotid pozostávajúci z troch fosfátových skupín, zvyšok cukru (ribózy) a zvyšok dusíkatej bázy (adenín) (obr. 52).

Obr. 52. ATF molekula

Spojenie medzi fosfátovými zvyškami bolo názov makrogénneho konania, pretože počas roztrhnutia je veľké množstvo energie. Typicky bunka extrahuje energiu z ATP, odstránenie iba koncovej fosfátovej skupiny. Zároveň sa uvoľňuje ADP (adenozín indiffsfat), kyselina fosforečná a 40 kJ / mol:

Molekuly ATP zohrávajú úlohu univerzálnej energetickej výmennej bunkovej mince. Sú dodávané do miesta energeticky náročného spôsobu, že je to enzymatická syntéza organických zlúčenín, fungovanie proteínov - molekulárne motory alebo membrány transportné proteíny, atď. Inverzná syntéza molekúl ATP sa uskutočňuje pripevnením fosfátovej skupiny na ADF s absorpciou energie. Zásoba energetických buniek vo forme ATP sa vykonáva počas reakcií energetická výmena. Je úzko súvisí plastová výmenaPočas ktorej bunka produkuje organické zlúčeniny potrebné na jeho prevádzku.

Metabolizmus a energetický metabolizmus (metabolizmus). Metabolizmus je súbor všetkých plastových a energetických výmena reakcií súvisiacich s ostatnými. V bunkách je neustále syntéza sacharidov, tukov, proteínov, nukleových kyselín. Syntéza zlúčenín vždy prichádza s energetickou úvahou, t.j. nevyhnutnou účasťou ATP. Zdroje energie pre tvorbu ATP sú enzymatické oxidačné reakcie proteínov a sacharidov vstupujúcich do bunky. Počas tohto procesu sa energia uvoľňuje, ktorá sa nahromadí v ATP. Osobitná úloha v energetickom metabolizme bunky hrá oxidáciu glukózy. Molekuly glukózy sa podrobia množstvu po sebe idúcich transformácií.

Prvá etapa zvaná meno glikoliz, Týka sa v cytoplazme buniek a nevyžaduje kyslík. V dôsledku po sebe idúcich reakcií zahŕňajúcich glukózové enzýmy, dva molekuly kyseliny peáragradovej spadajú do dvoch molekúl. Zároveň sa spotrebujú dva molekuly ATP a počas oxidácie energie je dostatočne uvoľnené, aby sa vytvorili štyri molekuly ATP. Výsledkom je, že energetický výťažok glykolýzy je malý a je dva molekuly ATP:

C 6 H1 2 0 6 → 2c 3 H 4 0 3 + 4N + + 2TF

V anaeróbnych podmienkach (v neprítomnosti kyslíka) môžu byť ďalšie transformácie spojené s rôznymi typmi fermentovaný.

Každý vie laminovanie fermentácie (Citovanie mlieka), čo je spôsobené činnosťou húb a baktérií kyseliny mliečnej. Podľa mechanizmu je podobný glykolizu, iba konečný produkt je tu kyselina mliečna. Tento typ oxidácie glukózy sa vyskytuje v bunkách s nedostatkom kyslíka, napríklad v intenzívnych pracovných svaloch. V blízkosti chémie na kyselinu mliečnu a fermentáciu alkoholu. Rozdiel je, že alkoholické fermentačné produkty sú etylalkohol a oxid uhličitý.

Nasledujúci stupeň, počas ktorého sa oxiduje oxidovaná peelingová kyselina, na oxid uhličitý a vodu bunkové dýchanie. Reakcie s dýchacími reakciami prechádzajú v mitochondriách rastlinných a živočíšnych buniek a len v prítomnosti kyslíka. Toto je rad chemických transformácií pred vytvorením konečného produktu - oxidu uhličitého. V rôznych štádiách takéhoto procesu sa vytvoria medziprodukty oxidácie zdroja s štiepením atómov vodíka. Zároveň je energia oslobodená, ktorá je "konzervovaná" v chemických väzbách ATP a tvoria molekuly vody. Je jasné, že je na prepojenie dekantovaných atómov vodíka a je potrebný kyslík. Táto séria chemických transformácií je pomerne zložitá a vyskytuje sa s účasťou vnútorných membrán mitochondrií, enzýmov, nosných proteínov.

Mobilné dýchanie má veľmi vysokú účinnosť. Syntéza 30 molekúl ATP dochádza, dve ďalšie molekuly sa vytvoria počas glykolizácie a šesť molekúl ATP - v dôsledku transformácie produktov glykolýzy na mitochondriálnych membrátoch. Celkovo v dôsledku oxidácie jednej molekuly glukózy sa vytvorí 38 molekúl ATP:

C 6 H 12O 6 + 6N 2 0 → 6CO 2 + 6H 2 O + 38Andf

Mitochondria nastane koncové stupne oxidácie nielen cukry, ale aj proteínov a lipidov. Tieto látky sa používajú bunky, najmä ak sa prichádza zásoba sacharidov. Spočiatku sa spotrebuje tuk, keď je oxidácia, ktorá sa výrazne rozlišuje viac energie ako z rovnakého objemu sacharidov a proteínov. Preto živočíšny tuk predstavuje hlavnú "strategickú rezervu" energetických zdrojov. V rastlinách hrá úloha energetickej rezervy škrob. Pri uložení trvá oveľa väčšie miesto ako množstvo tuku energicky ekvivalentne. Pre rastliny to nezasahuje, pretože stacionárne a nenosia zvieratá, zásoby pre seba. Extrahovaná energia z sacharidov môže byť oveľa rýchlejšia ako tuk. Proteíny vykonávajú mnohé dôležité funkcie v tele, takže sa zapojiť do výmeny energie len vtedy, keď sú zdroje cukrov a tukov vyčerpané, napríklad počas dlhej hladovania.

Fotosyntéza. Fotosyntéza - Toto je proces, počas ktorého sa energia slnečných lúčov konvertuje na energiu chemických väzieb organických zlúčenín. V rastlinných bunkách spojených s fotosyntézou procesov prúdia v chloroplastoch. Vnútri týchto organel sú membrány, ktoré sú zabudované do pigmentov, ktoré zachytávajú žiarivú energiu Slnka. Hlavným pigmentom fotosyntézy je chlorofyl, ktorý absorbuje hlavne modrá a fialová, ako aj červené lúče spektra. Zelené svetlo sa odráža, takže chlorofyl sám a obsahujúce časti rastlín zdajú byť zelené.

V fotosyntéze sú izolované dve fázy - svetlo a tmavý (Obr. 53). Vlastne, zachytávanie a transformácia sálavej energie nastáva počas svetelnej fázy. Pri absorpcii línií svetla, chlorofyl sa dostane do excitovaného stavu a stáva sa darcom elektrónu. Jeho elektróny sa prenášajú z jedného proteínového komplexu do druhého v obvode prenosu elektrónov. Proteíny tohto reťazca, podobne ako pigmenty, zamerané na vnútornú membránu chloroplastov. Pri prepnutí elektrónu cez nosný okruh, stráca energiu, ktorá sa používa na syntetizáciu ATP. Časť elektrónov nadšených svetlom sa používa na obnovenie NDF (Nicotininyndaenindineukleotofosfát) alebo NADF · N.

Obr. 53. Reakčné produkty svetlých a tmavých fáz fotosyntézy

Pod pôsobením slnečného žiarenia v chloroplastoch sa vyskytne rozdelenie molekúl vody - photolýza; \\ T V tomto prípade sa vyskytujú elektróny, ktoré uhradia strát chlorofylom; Kyslík je vytvorený ako vedľajší produkt:

Funkčný význam svetelnej fázy je teda v syntéze ATP a NADF · H konverziou svetelnej energie do chemickej látky.

Na implementáciu temnej fázy fotosyntézy nie je svetlo potrebné. Podstatou procesov prechádzajúcich tu je, že molekuly ATP získané vo svetelnej fáze a NADF Н Н sa používajú v sérii chemických reakcií, "upevnenie" systému vo forme sacharidov. Všetky reakcie tmavej fázy sa uskutočňujú vo vnútri chloroplastov a odstránenie ADF oxidu uhličitého a NADF sa opäť používajú v reakciách svetlo fázy na syntézu ATP a NADF Н.U.

Celková rovnica fotosyntézy má nasledujúci formulár:

Vzťah a jednota procesu výmeny plastov a energie. Procesy syntézy ATP sa vyskytujú v cytoplazme (glykoliz), v mitochondriách (bunkový dýchanie) a v chloroplastoch (fotosyntéza). Všetky reakcie vykonávané počas týchto procesov sú reakciou výmeny energie. Energia skladovaná vo forme ATP sa vynakladá v plastových výmenných reakciách na výrobu proteínov, tukov, sacharidov a nukleových kyselín potrebných na dôležitú aktivitu. Všimnite si, že temná fáza fotosyntézy je reťazec reakcií, metabolizmu plastov a ľahkej energie.

Vzťah a jednota procesov energetickej a plastovej výmeny výmeny dobre ilustruje nasledujúcu rovnicu:

Pri čítaní tejto rovnice sa proces oxidácie glukózy na oxid uhličitý a vodou počas glykolýzy a bunkového dýchania získa počas glykolýzy a dýchania buniek spojených s syntézou ATP (energetická výmena). Ak si ho prečítate pravdu, potom sa získa opis reakcií tmavej fázy fotosyntézy, keď sa glukóza (plastová výmena) syntetizuje z vody a oxidu uhličitého s účasťou ATP.

Chemosyntéza. Niektoré baktérie (vodík, nitrifikujúce, sérobaktérie atď.) Sú tiež schopné syntézy organických látok z anorganického, s výnimkou fotoaparátov. Túto syntézu vykonávajú v dôsledku uvoľnenej energie počas oxidácie anorganických látok. Nazývajú sa chemoAvtootrofami. Tieto chemosyntetické baktérie hrajú dôležitú úlohu v biosfére. Napríklad nitrifikujúce baktérie prekladajú neprístupné pre absorpciu amónnych solí v soli dusičnej kyseliny dusičnej, ktoré sú dobre absorbované.

Mobilný metabolizmus robí reakciu energie a plastovej výmeny. Počas výmeny energie dochádzajú organické zlúčeniny s makroeerickými chemickými spojmi - ATP. Energia potrebná na to pochádza z oxidácie organických zlúčenín počas anaeróbnej (glykolýzy, fermentácie) a aeróbne (bunkové dýchanie) reakcií; Od slnečného žiarenia, ktorej energia je absorbovaná na svetelnej fáze (fotosyntéza); Od oxidácie anorganických zlúčenín (chemosyntéza). Energia ATP sa spotrebuje na syntéze potrebnej bunky organických zlúčenín počas reakcií plastovej výmeny, ktorá sa tiež týka reakcie tmavej fázy fotosyntézy.

Aké sú rozdiely medzi plastovou a energetickou výmenou?
Ako je energia slnečného žiarenia vo svetelnej fáze fotosyntézy transformovaná? Aké procesy idú do temnej fázy fotosyntézy?
Prečo je fotosyntéza zavolať proces reflexie lietadlovej interakcie?

Z konzumovanej potraviny sa energia vyrába, ktorá je potrebná na implementáciu akýchkoľvek funkcií nášho tela - od chôdze a schopnosti hovoriť s trávením a dýchaním. Ale prečo sa často sťažujeme na nedostatok energie, podráždenosti alebo letargie? Odpoveď je, ktorá potravina je našou dennou stravou.

Energetická generácia

Okrem vody a vzduchu, naše telo neustále potrebuje pravidelný prílev potravín, ktorý poskytuje energetické rezervy potrebné na pohyb, respiráciu, termoreguláciu, srdcovú prácu, krvný obeh a mozgovú aktivitu. Je úžasné, ale aj v pokoji, náš mozog spotrebuje asi 50% energie uloženej z absorbovaného jedla a spotreba energie prudko zvyšuje počas intenzívnej aktivity mozgu, napríklad počas skúšok. Akým spôsobom je konverzia potravín do energie?

V procese trávenia, podrobnejšie v príslušnej časti (-79), existuje demontáž potravín na individuálne molekuly glukózy, ktoré potom spadajú cez črevnú stenu v krvi. S prietokom krvi sa glukóza prenesie do pečene, kde sa filtruje a odloží o dodávku. Hypofýza (umiestnená v železnom mozgu vnútornej sekrécie) dáva pankreasu a štítnej žľazy signál na emisie hormónov, ktoré spôsobujú, že pečeň vyhodí akumulovanú glukózu do krvného obehu, potom ho krv prináša na tie orgány a svaly ktoré potrebujú potrebu.

Dosiahnutie požadovaného orgánu, glukózové molekuly prenikajú do buniek, kde sa konvertujú na zdroj energie, ktorý je k dispozícii na použitie buniek. Proces konštantnej dodávky energetických orgánov teda závisí od hladín glukózy v krvi.

S cieľom zvýšiť energetické rezervy tela, musíme použiť určité druhy výrobkov, najmä schopné zvýšiť úroveň metabolizmu a udržiavať požadovanú úroveň energie. Ak chcete pochopiť, ako sa to všetko stane, zvážte nasledujúce otázky:

Ako sa jedlo zmení na energiu?

V každej bunke nášho tela sú mitochondrie. Zložky zahrnuté v zložení potravinárskych výrobkov sa tu podrobia sérii chemických transformácií, v dôsledku čoho sa vytvára energia. Každá bunka v tomto prípade je miniatúrna elektráreň. Je zvedavý, že množstvo mitochondrií v každej bunke závisí od energetických potrieb. S pravidelnými fyzickými cvičeniami sa zvyšuje na zabezpečenie väčšieho rozvoja potrebnej energie. A naopak, s nízkym pohybom obrazu Život vedie k zníženiu výroby energie a podľa toho zníženie počtu mitochondrií. Ak chcete previesť na energiu, sú potrebné rôzne živiny, z ktorých každý spôsobuje rôzne stupne procesu získania energie (pozri energetické potraviny). Preto spotrebované potraviny by nemali byť nielen nasýtené, ale tiež obsahujú všetky druhy živín potrebných na generovanie energie: sacharidy, proteíny a tuky.

Je veľmi dôležité obmedziť obsah v diéte produktov, ktoré si vyberú energiu alebo bránia jeho formácii. Všetky podobné produkty stimulujú emisie adrenalínového hormónu.

Pre normálne fungovanie tela je dôležité zachovať trvalú úroveň glukózy v krvi (pozri udržanie normálnej hladiny cukru v krvi, - 46). Na tento účel je žiaduce uprednostniť potraviny s nízkym glykemickým indexom. Pridaním proteínov a vlákien do každého jedla alebo občerstvenia teda prispievate k akumulácii dostatočného počtu potrebnej energie.

Sacharidy a glukóza

Energia, ktorú odstránime z potravy, je viac z sacharidov ako proteíny alebo tuky. Sacharidy s väčšou ľahkosťou sa zmenia na glukózu a sú spôsobené týmto najvhodnejším zdrojom energie pre telo.

Glukóza môže byť okamžite vynaložená na energetické potreby alebo odloží na dodávku v pečeni a svaloch. Zachováva sa vo forme glykogénu, ktorý v prípade potreby sa ho opäť ľahko otočí. V syndróme "Bey alebo Run" (pozri), glykogén sa uvoľňuje do krvného obehu, aby sa telo poskytlo dodatočnou energiou. Glykogén je rezerv v rozpustnej forme.

Proteíny by mali byť vyvážené sacharidmi

Hoci sacharidy a proteíny sú potrebné pre každého, ich pomery môžu kolísať v závislosti od individuálnych potrieb a zvykov. Optimálny pomer je vybraný individuálne metódou vzoriek a chýb, ale môže byť vedený údajmi uvedenými v tabuľke na strane 43.

Buďte opatrní s veveričkami. Vždy pridajte k nim vysoko kvalitné komplexné sacharidy, napríklad, hustá zelenina alebo zrná obilnín. Prevaha proteínových potravín vedie k okysleniu vnútorného prostredia tela, zatiaľ čo by mala byť mierne alkalická. Vnútorný systém samoregulácie umožňuje telu vrátiť sa do menovaného stavu uvoľňovaním vápnika z kostí. Nakoniec môže narušiť štruktúru kostí, viesť k osteoporóze, v ktorej sa často stanú zlomeniny.

Wellness nápoje a občerstvenie obsahujúce glukóza poskytujú rýchly prílev energie, ale tento efekt je prchavý. Okrem toho je sprevádzané vyčerpaním rezerv energie akumulovanej telom. Počas športu trávite veľa energie, takže môžete "podávať sójové tvaroh s čerstvými bobuliami pred nimi.

Dobré jedlo, dobrá nálada

Skúste mierne zvýšiť spotrebu proteínov, zároveň znížiť množstvo sacharidov alebo naopak, až kým neuvediete optimálnu úroveň energie.

Energetické potreby pre život

Potreba dodatočnej energie sa vyskytuje v našich rôznych štádiách života. V detstve je napríklad energia potrebná pre rast a štúdium, v adolescencia - Zabezpečiť hormonálne a fyzické posuny počas puberty. Počas tehotenstva, potreba energie rastie v matku aj v plode, a keď sa stres, nadmerná energia vynaloží počas celého života. Okrem toho je osoba, ktorá vedie aktívny životný štýl, vyžaduje viac energie ako obyčajní ľudia.

Energia Rossy

Je veľmi dôležité obmedziť obsah v diéte výrobkov, ktoré si vyberú energiu alebo bránia jeho formácii. Tieto výrobky zahŕňajú alkohol, čaj, kávu a šumivé nápoje, ako aj koláče, sušienky a sladkosti. Všetky podobné výrobky stimulujú emisie adrenalínového hormónu, ktorý je vytvorený v nadobličkách. Rýchlejšie ako adrenalín je tvarovaný s tzv. "Bey alebo beh" syndróm, keď nám niečo ohrozuje. Emisie adrenalínu mobilizuje telo na akciu. Srdce začína rýchlo poraziť, pľúca absorbujú viac vzduchu, pečeň uvoľňuje viac glukózy do krvi a krv, kde je to potrebné - napríklad na nohy. Neustále sa zvýšila tvorba adrenalínu, najmä s vhodnou výživou, môže viesť k neuveriteľnému pocitu únavy.

Stres sa tiež považuje za jednu z energetických sadzieb, pretože v prípade stresu bude uvoľnená skladovacia glukóza z pečene a svalov, čo vedie k krátkodobému nárastu energie s následným stavom dlhej únavy.

ENERGY A EMOTY

S "bey alebo beh" syndrómom, glykogén (uložené sacharidy) pochádza z pečene do krvi, čo vedie k zvýšeniu hladiny cukru v ňom. Vzhľadom na to, dlhý stresujúci štát je schopný vážne ovplyvniť hladinu cukru v krvi. Podobným účinkom je kofeín a nikotín; Tieto prispievajú k vylučovaniu dvoch hormónov - kortizón a adrenalínu - ktorý zasahuje do procesu trávenia a povzbudzuje pečeň, aby vyhodil uskladnený glykogén.

Bohatý

Najbohatšia energia sú výrobky obsahujúce komplex vitamínov skupiny v: B1, B2, B3, B5, B6, B12, B9 (kyselina listová) a biotínu. Všetky z nich sú bohatí na zrnách prosoja, pohánka, raž, quinoa (Juhoamerická Zlak, veľmi populárne na západe), kukurica a jačmeň. V klíčovacích zrnách sa energetická hodnota zvyšuje mnohokrát - nutričná hodnota sadeníc zvyšuje enzým, ktorý prispieva k rastu. Mnohé vitamíny sú tiež obsiahnuté v čerstvej zeleni.

Pre energetickú energiu tela je tiež dôležitá vitamín C, ktorá je prítomná v ovocí (napríklad v pomaranče) a zelenine (zemiaky, korenie); Horčík, ktorý je veľa v zelene, orechy a semenách; zinok (vaječný žĺtok, ryby, slnečnicové semená); Železo (zrná, tekvica semená, šošovica); Meď (brazílsky plášť, ovos, losos, huby), rovnako ako Q10 Coenzyme, ktorý je prítomný v hovädzí mäso, sardinky, špenát a arašidy.

Udržiavanie normálnej hladiny cukru v krvi

Ako často ste sa museli zobudiť v dopoludňajších hodinách v zlej nálade, pocit letargie, lámania a zažívajú naliehavú potrebu spať ďalšiu hodinu alebo inú? A život sa zdá byť radosť. Alebo, možno pod popoludní, zaujímate sa, či sa dostanete na obed. Aj horšie, keď vás únava prekonáva po obede, do konca pracovného dňa a nemôžete si predstaviť, ako sa dostať domov. A tam je potrebné variť viac večeru. A potom - jesť. A pýtate sa sami seba: "Pane, a kde sa vyhodili len posledné ticho?"

Konštantná únava a nedostatok energie môžu byť spôsobené rôznymi dôvodmi, ale sú najčastejšie kvôli zlej strave a / alebo nepravidelnej výžive, ako aj zneužívanie stimulačných látok, ktoré pomáhajú "držať von".

Depresia, podráždenosť a ostré výkyvy nálady, spolu s premenštruačným syndrómom, prepuknutia hnevu, vzrušenia a nervozity - môžu byť výsledkom nerovnováhy v procese tvorby energie, výpadku energie a častých sedadiel na bizarnej diépi.

Po obdržaní myšlienky o tom, ako a z toho, čo je energia vytvorená v našom tele, môžeme zvýšiť našu energiu v krátkom čase, čo umožní nielen zachovať pracovnú kapacitu a dobrú náladu počas celého dňa, ale aj zdravý hlboký spánok v noci.

Tento materiál je založený na článku "Prehľad typov energetických pohonov", ktoré boli predtým publikované na http://khd2.narod.ru/gratis/acchumul.htm, s pridaním niekoľkých odsekov z iných zdrojov, napríklad http : // batérie-info. RU / Alternatívy.

Jedným z hlavných problémov alternatívnej energie je nerovnomerný tok svojich obnoviteľných zdrojov. Slnko svieti len v popoludňajších hodinách a v bezmrahovom počasí, vietor fúka, a to ustupuje. Áno, a potreby elektrickej energie nie sú konštantné, napríklad na deň osvetlenia, na večeri sa vyžaduje menej, večer - viac. A ľudia majú radi, keď v noci sú mesto a dediny zaplavené svetlom osvetlenia. Alebo aspoň len ulice svieti. Úloha tak vzniká - zachovať energiu získanú na chvíľu použiť, keď je potreba je maximálna, a potvrdenie nestačí.

Gaes TAUMSAUK V USA. Napriek malej silu známemu celému svetu v dôsledku povodia v tvare srdca.

Existujú menej rozsiahlych hydraulických pohonov gravitačná energia. Spočiatku, náplasť 10 ton vody z podzemného nádrže (no) do nádoby nádrže. Potom voda z kapacity pod činnosťou gravitačného toku toky späť do nádrže otáčajúcej turbíne s elektrickým generátorom. Životnosť takejto jednotky môže byť 20 rokov alebo viac. VÝHODY: Pri použití veternej turbíny môže druhý môže priamo riadiť pohyb vody, môže byť voda z veže použiť na iné potreby.

Bohužiaľ, hydraulické systémy sú ťažšie udržiavať v splatnosti technický stavAko solídny stav, v prvom rade sa týka tesnosti nádrží a potrubí a zdravia uzamykacích a čerpacích zariadení. A ešte jedna dôležitejšia podmienka - pri momentoch akumulácie a používania energie, pracovná tekutina (aspoň je dostatočne veľká) by mala byť v stave tekutého agregátu a nie zostať ako ľad alebo para. Ale niekedy v takýchto pohonoch je možné získať ďalšiu darčekovú energiu, - povedzme, že pri dopĺňaní hornej nádrže s rozmrazovaním alebo dažďovýmiwatermi.

Mechanické energetické pohony

Mechanická energia sa prejavuje pri interakcii, pohybe jednotlivých telies alebo ich častíc. Zahŕňa kinetickú energiu rotácie pohybu alebo tela, energie deformácie počas ohýbania, natiahnutia, skrútenia, lisovania elastických telies (pružiny).

Gyroskopické uskladnenie energie

Gyroskopický pohon UFIMSEV.

V gyroskopických pohonoch je energia pokrytá vo forme kinetickej energie rýchlo rotujúceho zotrvačníka. Špecifická energia, rozžiarená na každom kilograme hmotnosti zotrvačníka, je oveľa väčšia ako ten, ktorý môže byť skladom v kilograme statického nákladu, dokonca aj zdvíhanie do veľkej výšky a najnovší high-tech vývoj sľubuje hustotu nahromadených Energia porovnateľná s rozpätím chemickej energie v jednotke hmotnosti najúčinnejších typov chemického paliva. Ďalším obrovským plusom zotrvačníka je možnosť rýchleho spätného rázu alebo príjem veľmi vysokého výkonu, obmedzené len limitom pevnosti materiálov v prípade mechanického prenosu alebo "šírku pásma" elektrických, pneumatických alebo hydraulických zariadení.

Bohužiaľ, zotrvačníky sú citlivé na otrasov a otočí sa v lietadlách iných ako roviny rotácie, pretože súčasne sú obrovské gyroskopické zaťaženia, čím sa snaží riadiť os. Okrem toho je čas skladovania akumulovanej energie zotrvačníka relatívne malý a pre tradičné štruktúry je zvyčajne z niekoľkých sekúnd až niekoľko hodín. Ďalej, strata energie trenia sa stáva príliš viditeľným ... Moderné technológie vám však umožňujú drasticky zvýšiť čas skladovania - až niekoľko mesiacov.

Nakoniec, ďalší nepríjemný moment - energetická doprava priamo závisí od jeho otáčania, preto ako rýchlosť zmeny otáčania, rýchlosť sa mení po celú dobu. Zároveň je zaťaženie veľmi často stabilná rýchlosť otáčania, nepresahujúca niekoľko tisíc otáčok za minútu. Z tohto dôvodu môžu byť čisto mechanické systémy na prenos energie na zotrvačníku a zadnej strane príliš zložité pri výrobe. Niekedy na zjednodušenie situácie môže elektromechanická prevodovka s použitím generátora motora umiestnená na jednom hriadeli s zotrvačníkom alebo tuhým ozubeným kolesom spojeným. Ale potom je strata energie nevyhnutná na zohriatie drôtov a vinutí, ktoré môžu byť oveľa vyššie ako trecie straty a skĺznutie v dobrých variatoroch.

Takzvané supermarkety pozostávajúce z oceľových pásov, drôtov alebo vysoko pevných syntetických vlákien sú obzvlášť sľubné. Naing môže byť hustá, a môže mať špeciálne prázdny priestor. V druhom prípade, ako zotrvačník, sú páska sa pohybuje z jeho stredu do obvodu otáčania, mení moment zotrvačnosti zotrvačníka, a ak je pružina páska, potom náhradná časť energie v energii elastická deformácia pružiny. V dôsledku toho, v takýchto zotrvačníkoch, rýchlosť otáčania nie je priamo spojená s akumulovanou energiou a je oveľa stabilnejšia ako v najjednoduchších pevných štruktúrach a ich energetická intenzita je výrazne väčšia. Okrem väčšej energetickej náročnosti sú bezpečnejšie v prípade rôznych nehôd, pretože na rozdiel od fragmentov veľkého monolitického zotrvačníka, vo svojej energii a deštruktívnej silu porovnateľnej s delovými jadrámi, fragmenty pružiny majú veľa Menšia "ovplyvňujúca schopnosť" a zvyčajne celkom efektívne spomaliť zotrvačník rozsah trenia o stene prípadu. Z toho istého dôvodu sú obidva moderné zotrvačníky s pevným listom, navrhnuté tak, aby pracovali v režimoch v blízkosti redistribúcie pevnosti materiálu, sa často nevyrábajú monolitické, ale tkané z káblov alebo vlákien impregnovaných spojivom.

Moderné návrhy s vákuovou komorou otáčania a magnetickou suspenziou supermarkera Kevlar Fiber poskytujú hustotu splatenej energie viac ako 5 MJ / kg a môže uložiť kinetickú energiu do týždňov a mesiacov. Podľa optimistických odhadov zvýši rýchlosť rotácie a špecifická hustota energie energie, ktorá sa má zvýšiť až 2-3 GJ / kg (sľubuje, že jedna podpora takéhoto Zotrvačník váženie 100-150 kg je dosť pre beh v miliónoch kilometrov alebo viac, t.j. v skutočnosti na celý život auta!). Náklady na toto vlákno však sú stále mnohonásobne vyššie ako náklady na zlato, takže takéto autá nie sú ani ovplyvnené arabským šejkom ... Viac o pohonoch zotrvačníka je možné čítať v knihe Nurbia Gulia.

Uloženie energie Girooresonance

Tieto pohony sú rovnaké zotrvačník, ale vyrobený z elastického materiálu (napríklad gumy). V dôsledku toho sa zdá, že sa zdá zásadne nové vlastnosti. Keďže revolúcie sa zvyšujú na takomto zotrvačníku, "rast" - "lístky" - najprv sa zmení na elipsy, potom v "kvete" s tromi, štyrmi a viacerými "lístkami" ... zatiaľ čo po začiatku formácie Z "lístkov", rýchlosť otáčania zotrvačníka, ktorá sa prakticky nezmení, a energia je inhibovaná v rezonančnej vlny elastickej deformácie materiálu zotrvačníka, ktorá tvorí tieto "okvetné lístky".

Takéto štruktúry koncom 70-tych rokov a začiatkom osemdesiatych rokov v Donecku sa zaoberali N. Zharmašom. Výsledky získané nimi sú impozantné - podľa svojich odhadov, pri pracovnej rýchlosti zotrvačníka, ktorý je len 7-8 tisíc otáčok, bola uložená energia stačiť na jazdu 1500 km proti 30 km s obvyklým zotrvačníkom rovnakej veľkosti . Bohužiaľ, novšie informácie o tomto type jednotiek nie sú známe.

Mechanické pohony s použitím elasticity

Táto trieda zariadení má veľmi veľkú špecifickú kapacitu najchudobnejšej energie. Ak je to potrebné, súlad s malými rozmermi (niekoľko centimetrov) Jeho energetická intenzita je najväčšia medzi mechanickými pohonmi. Ak nie sú požiadavky na vlastnosti veľkosti hmotnosti tak ťažké, potom veľké ultra-rýchlosť zotrvačníky sú nadradené k svojej energetickej náročnosti, ale sú oveľa citlivejšie na vonkajšie faktory a majú oveľa menší čas uskladnenia energie.

Jarné mechanické pohony

Kompresné a pružiny narovnania môžu poskytnúť veľmi veľkú spotrebu a prúdenie energie na jednotku času - možno najväčší mechanický výkon medzi všetkými typmi skladovania energie. Rovnako ako v zotrvačníkoch, je obmedzený len na limit blážových materiálov, ale pružiny zvyčajne implementujú pracovný translačný pohyb priamo, a v zotrvačníkoch bez pomerne komplikovaného prenosu nemôže robiť bez mechanických bojových pružín alebo plynových pružín, ktoré sú Použitá podstata sú vopred nabité pneumatické pružiny; pred vzhľadom strelné zbrane Pre bitku vo vzdialenosti bolo aj to, že jarné zbrane boli tiež použité - cibuľa a kuše, a dlho predtým, ako nová éra plne zaodvenala rabobu s jeho kinetickou akumuláciou energie v profesionálnych vojsk).

Čas použiteľnosť nahromadenej energie v stlačenej pružine môže byť mnoho rokov. Treba však pripomenúť, že pod pôsobením neustálej deformácie, akýkoľvek materiál v priebehu času akumuluje únavu a kryštálovú mrešku pružinového kovu sa pomaly líši a čím väčšie je vnútorné napätie a vyššia teplota okolia, tým skôr sa bude konať. Preto po niekoľkých desaťročiach, stlačená pružina, bez výmeny smerom von, môže byť "vypustená" úplne alebo čiastočne. Vysoko kvalitné oceľové pružiny, ak nie sú vystavené prehriatiu alebo opätovnému chladeniu, sú schopní pracovať po stáročia bez viditeľnej straty nádrže. Napríklad, vintage nástenné mechanické hodiny z jednej plnej rastliny stále idú dva týždne - ako pred viac ako polstoročím, keď boli vykonané.

Ak je potrebné postupne jednotné "nabíjanie" a "vybitie", pružiny poskytujúce tento mechanizmus môžu byť veľmi zložité a rozmarné (pozrite sa na rovnaké mechanické hodiny - v skutočnosti, súbor prevodov a iných častí slúžia presne tento účel). To môže zjednodušiť situáciu môže elektromechanický prenos, ale zvyčajne ukladá významné obmedzenia na okamžité výkon takéhoto zariadenia a pri práci s nízkymi kapacitami (niekoľko wattov a menej) je jej účinnosť príliš nízka. Samostatnou úlohou je akumulácia maximálnej energie v minimálnom objeme, pretože dochádza k mechanickému namáhaniu v blízkosti pevnosti použitých materiálov, čo si vyžaduje obzvlášť dôkladné výpočty a bezchybnú kvalitu výroby.

Hovoriť tu o pružinách, je potrebné mať na pamäti nielen kovové, ale aj iné elastické pevné prvky. Najčastejšie medzi nimi sú gumové zväzky. Mimochodom, pri energii skladovanej na jednotku hmoty, guma presahuje oceľ na desiatky časov, ale slúži približne o rovnaký čas menší, a na rozdiel od ocele stráca svoje vlastnosti v priebehu niekoľkých rokov aj bez aktívneho Použitie a ideálne externé podmienky - na základe rýchleho chemického starnutia a degradácie materiálu.

Plynové mechanické pohony

V tejto triede zariadení sa energia akumuluje kvôli elasticitu stlačeného plynu. S prebytkom energie, kompresorové čerpadlá plyn do balóna. Keď je potrebné použiť dobre energiu, stlačený plyn sa dodáva do turbíny priamo vykonávajúcu potrebnú mechanickú prácu alebo rotačný elektrický generátor. Namiesto turbíny môžete použiť piestový motor, ktorý je efektívnejší s malými kapacitami (mimochodom, existujú aj reverzibilné piestové kompresorové motory).

Takmer každý moderný priemyselný kompresor je vybavený podobnou batériou - prijímačom. TRUE, tlak tam zriedka presahuje 10 atm, a preto je dodávka energie v takomto prijímači nie je veľmi veľká, ale zvyčajne vám umožňuje zvýšiť zdroj inštalácie a šetriť energiu niekoľkokrát.

Plyn, stlačený na tlak v desiatok a stovky atmosfér, môže poskytnúť dostatočne vysokú špecifickú hustotu splatenej energie pre takmer neobmedzený čas (mesiace, roky, a s vysokou kvalitou prijímača a uzatváracie výstuže - desiatky rokov, - nie Záujem pneumatických zbraní s použitím SPHAW CAN GAS, prijal taký rozsiahly). Kompresor, ktorý je súčasťou inštalácie s motorom turbíny alebo piestu, zariadenia sú však pomerne zložité, rozmarné a majú veľmi obmedzený zdroj.

Sľubná technológia na vytváranie energetických rezerv je kompresia vzduchu kvôli dostupnej energii v čase, keď chýba okamžitá potreba, ktorú treba chýbať. Stlačený vzduch sa ochladí a skladuje pri tlaku 60-70 atmosfér. V prípade potreby vynakladá uložená energia, vzduch sa extrahuje z pohonu, zahrieva sa a potom vstúpi do špeciálnej plynovej turbíny, kde energia stlačeného a zahrievaného vzduchu otáča kroky turbíny, ktorých hriadeľ je pripojený k výstupu elektrického generátora v systéme napájania.

Na skladovanie stlačeného vzduchu sa navrhuje napríklad použiť vhodné ťažby a špeciálne vytvorené podzemné kontajnery v hydrochlorickom skalách. Koncepcia nie je nová, skladovanie stlačeného vzduchu v podzemnej jaskyni bola patentovaná v roku 1948 a prvá závod s energetickou energiou stlačeného vzduchu (caes - uskladnenie energie stlačeného vzduchu) s kapacitou 290 MW pracuje na elektrárni Huntorf V Nemecku od roku 1978. Vo fáze kompresie vzduchu sa stratí veľké množstvo energie vo forme tepla. Táto stratená energia musí byť kompenzovaná stlačeným vzduchom do fázy expanzie v plynovej turbíne a používa sa uhľovodíkové palivo, s ktorým sa zvyšuje teplota vzduchu. To znamená, že inštalácie majú ďaleko od sto percent účinnosti.

Existuje sľubný smer na zvýšenie efektívnosti CAP. Skladá sa v držbe a udržiavaní tepla uvoľneného počas prevádzky kompresora vo fáze stlačenia a chladenia vzduchu, po ktorom nasleduje jeho opätovné použitie s reverzným ohrevom studeného vzduchu (tzv. Zotavenie). Táto opcia však má základné technické ťažkosti, najmä v smere vytvorenia systému pre dlhodobú ochranu tepla. V prípade riešenia týchto problémov môžu AA-CAPS (pokročilé adiabatické caes) pripraviť cestu pre rozsiahle systémy na skladovanie energie, problém vzniesli výskumníci na celom svete.

Účastníci kanadského spustenia Hydrostar Ďalšie neobvyklé riešenie - energia čerpadla do podmorských bublín.

Akumulácia tepelnej energie

V našom klimatické podmienky Veľmi významná (často - hlavná) časť spotrebovanej energie sa vynakladá na vykurovanie. Preto by bolo veľmi vhodné hromadiť priamo teplo v pohone a potom ho dostať späť. Bohužiaľ, vo väčšine prípadov je hustota splatenej energie veľmi malá a jeho čas zachovania je veľmi obmedzený.

Tam sú tepelné batérie s pevným alebo taveným hromadeným materiálom tepla; kvapalina; pary; termochemické; s elektrickým vykurovacím prvkom. Tepelné batérie môžu byť pripojené k systému s kotlom na tuhé palivo v hromadenom systéme alebo kombinovaným systémom.

Akumulácia energie z dôvodu tepelnej kapacity

V jednotkách tohto typu sa tepelná akumulácia vykonáva v dôsledku tepelnej kapacity látky, ktorá slúži ako pracovná tekutina. Klasický príklad tepelnej batérie môže slúžiť ako ruská rúra. Bola vytiahnutá raz denne a potom ju potom vyhrievala dom. V súčasnosti je pod tepelnou batériou najčastejšie určená na skladovanie teplej vody obsiahnutého s vysokou tepelnou izolačnou vlastnosťou.

Existujú tepelné akumulátory a na základe tuhých kvapalín, napríklad v keramických tehál.

Rôzne látky majú inú tepelnú kapacitu. Vo väčšine je v rozsahu 0,1 až 2 kJ / (kg · k). Abnormálne veľká tepelná kapacita má vodu - jeho tepelná kapacita v kvapalnej fáze je približne 4,2 kJ / (kg · k). Vyššia tepelná kapacita má len veľmi exotické lítium - 4,4 kJ / (kg · k).

Okrem toho Špecifické teplo (hmotnosťou) sa musí brať do úvahy a objemové teplo, čo umožňuje určiť, koľko tepla je potrebné zmeniť teplotu rovnakého objemu rôznych látok na rovnakú hodnotu. Vypočíta sa z obvyklého špecifickej (hmotnostnej) tepelnej kapacity vynásobením na špecifickú hustotu zodpovedajúcej látky. Objem tepelnej kapacity by mal byť zameraný, keď je dôležitejší ako objem ohevného puzdra ako jeho hmotnosť. Napríklad špecifická tepelná kapacita ocele je len 0,46 kJ / (kg · k), ale hustota je 7800 kg / kubických metrov, a povedať, pri polypropyléne - 1,9 kJ / (kg · k) - 4-krát viac Časy viac, ale jeho hustota je to len 900 kg / metrov kubických. Preto s tým istým objem Oceľ bude schopná zásobovať 2,1 krát viac tepla ako polypropylén, hoci to bude ťažšie takmer 9-krát. Vzhľadom na abnormálne veľkú tepelnú kapacitu vody však nemôže prekročiť žiadny materiál a teplo. Avšak objemová tepelná kapacita železa a jeho zliatin (oceľ, liatina) sa líši od vody nižšou ako 20% - v jednom kubickom metrich, ktoré môžu skladovať viac ako 3,5 MJ teplo pre každú zmenu teploty, o niečo menší objem s medenou - 3.48 MJ /(KUB.MUSTA). Kapacita tepla vzduchu za normálnych podmienok je približne 1 kJ / kg, alebo 1,3 kJ / kubických metrov, takže na ohrev kubického metra o 1 °, je dostatočná na chladenie v rovnakom stupni len menej ako 1/3 litra vody (prirodzene , horúce ako vzduch).

Na základe jednoduchosti zariadenia (ktorý môže byť ľahší pevný tuhý kus pevnej látky alebo uzavretého zásobníka s kvapalným tepelným nosičom?) Takéto zariadenia na skladovanie energie majú prakticky neobmedzený počet cyklov akumulácie energie a veľmi dlhú službu Životnosť - pre kvapalné chladiva na sušenie tekutiny alebo pred poškodením nádrže z korózie alebo iných dôvodov, tieto obmedzenia chýbajú na tvrdosť. Ale čas skladovania je veľmi obmedzený a spravidla sa pohybuje od niekoľkých hodín do niekoľkých dní - po dlhšiu dobu, zvyčajná tepelná izolácia na udržanie tepla nie je schopná, a špecifická hustota energie je malá.

Nakoniec by sa mala zdôrazniť ešte jedna ďalšia okolnosť, - nielen tepelnú kapacitu, ale aj tepelnú vodivosť tepla a akumulátora látky je dôležitá pre efektívnu prácu. S vysokou tepelnou vodivosťou, dokonca aj dostatočných rýchlych zmien vonkajších podmienok, tepelná akupunktúra bude reagovať na celú svoju hmotu, a preto všetka nedávna energia - to znamená, že je to efektívne možné. V prípade zlej tepelnej vodivosti bude mať len povrchová časť tepelneho akumulátora času na reagovanie a krátkodobé zmeny vonkajších podmienok jednoducho nemajú čas na dosiahnutie času, a podstatnú časť látky takéhoto tepla Akumulátor bude skutočne vylúčený z práce. Polypropylén uvedený v zvažnejšom z mierne vyššieho príkladu má tepelnú vodivosť takmer 200-krát nižšiu ako oceľ, a preto napriek dostatočne veľkému špecifickému tepla nemôže byť účinná tepelná acceumator. Avšak, technicky problém je ľahko vyriešený organizáciou špeciálnych kanálov na cirkuláciu chladiacej kvapaliny vo vnútri tepelného akumulátora, ale je zrejmé, že takéto riešenie komplikuje významne komplikuje dizajn, znižuje jeho spoľahlivosť a energetickú intenzitu a určite bude vyžadovať periodickú údržbu, je nepravdepodobné, že by to bol monolitický kus látky.

Ako to nebude vyzerať zvláštne, niekedy je potrebné hromadiť a udržať sa bez teplého a chladu. V USA, viac ako desať rokov pracujúcich spoločností, ktoré ponúkajú "batérie" založené na ľade pre inštaláciu v klimatizačných kondicionériách. V noci, keď elektrina v prebytku a predáva sa na znížených tarifách, klimatizácia zamrzne vodu, to znamená, že ide do režimu chladničky. V deň denne spotrebuje niekoľkokrát menej energie, pracuje ako fanúšik. Energeticky kompresor je v tomto čase odpojený. Čítaj viac.

Akumulácia energie pri zmene fázového stavu látky

Ak sa starostlivo pozriete na tepelné parametre rôznych látok, je možné vidieť, že pri zmene agregovaného stavu (tavenie-vytvrdzovanie, odparovanie-kondenzácia), existuje výrazná absorpcia alebo emisia energie. Pre väčšinu látok je tepelná energia takýchto transformácií dostatočná na zmenu teploty rovnakého množstva tej istej látky pre mnohé desiatky a dokonca aj stovky stupňov v tých teplotných rozsahoch, kde sa jeho agregovaný stav nemení. Ale ako viete, zatiaľ čo agregovaný stav celého objemu látky sa stáva rovnakým, jeho teplota je takmer konštantná! Preto by bolo veľmi lákavé akumulovať energiu v dôsledku zmeny agregátového štátu - energia sa veľa akumuluje a teplota sa mení málo, tak to nebude potrebné riešiť problémy spojené s vykurovaním vysoké teplotyA súčasne môžete získať dobrú kapacitu takéhoto tepla akumulátora.

Tavenie a kryštalizácia

Bohužiaľ, v súčasnosti, v súčasnosti existujú prakticky žiadne lacné, bezpečné a rozklady odolné látky s veľkou fázovou prechodnou energiou, ktorého teplota topenia ležal v najrelevantnejšej rozmedzí - od približne + 20 ° C do + 50 ° C + 70 ° C - je stále relatívne bezpečná a ľahko dosahuje teplota). Zložité organické zlúčeniny sú spravidla namontované v tomto teplotnom rozsahu, nie sú užitočné pre zdravie a často rýchlo oxidáciu vzduchu.

Možno, že najvhodnejšie látky sú parafíny, teda topenia väčšiny, z ktorých väčšina závisí od stupňa leží v rozsahu 40..65 ° C (aj keď existujú aj "kvapalné" parafíny s teplotou topenia 27 ° C a menej, Rovnako ako súvisiace parafíny prirodzený oxid, ktorého teplota topenia leží do 58..100 ° C). A parafíny a oxterizované sú celkom bezpečné a používajú sa na lekárske účely priamo zahrievať choré miesta na tele. Avšak, s dobrou tepelnou kapacitou, tepelná vodivosť ich je pomerne malá - je to tak malé, že parafín alebo ozozitída, ohrievaný na 50-60 ° C, je len príjemne horúci, ale nie horiaci, ako by to bolo s vodou Vyhrievané na rovnakú teplotu, - pre medicínu je to dobré, ale pre tepelný akumulátor je bezpodmienečný mínus. Okrem toho tieto látky nie sú tak na zdraví, povedzme, že veľkoobchodná cena za ozsoerit v septembri 2009 bola asi 200 rubľov na kilogram, a parafínové kilogramy náklady z 25 rubľov (technických) až 50 a vyššie (vysoko čistené potraviny, t.j. vhodné Na použitie pri balení výrobkov). Jedná sa o veľkoobchodné ceny za pár ton, maloobchod je stále najmenej jeden a pol.

Výsledkom je, že ekonomická efektívnosť pafínového tepla akumulátora sa ukáže, že je pod veľkou otázkou - pretože kilogramy - iný parafín alebo ozocerit je vhodný len na lekárske otepľovanie pochodujúcej bedrá pre pár desiatok minút a zabezpečiť a Stabilná teplota viac alebo menej priestranného obydlia pre aspoň jeden deň tepelného akumulátora parafínu sa musí merať tony, takže jej hodnota okamžite pristupuje k nákladom osobného auta (hoci, nižší segment cenového)! Áno, a teplota fázy, v ideálnom prípade, musí presne zhodovať s pohodlným rozsahom (20.25 ° C) - inak bude musieť ešte organizovať nejaký druh systému riadenia prenosu tepla. Avšak teplota topenia v oblasti 50..54 ° C, charakteristické pre vysoko purifikované parafíny, v kombinácii s vysokým prechodom tepla (o niečo viac ako 200 kg / kg), je veľmi vhodná pre urýchľovač tepla, Navrhnutý tak, aby poskytoval teplú vodu a ohrev vody, problém je len pri nízkej tepelnej vodivosti a vysoká cena parafínu. Ale v prípade vyššej moci, samotný parafín môže byť použitý ako palivo s dobrou výhrevnosťou (aj keď to nie je tak jednoduché - na rozdiel od benzínu alebo petroleju, tekuté a najmä tvrdé parafín vo vzduchu nehorí, uistite sa Potrebujete knôt alebo iné zariadenie na kŕmenie horiacej zóny nie je parafín samotný, ale len jeho pary)!

Príklad ukladania tepelnej energie na základe účinku tavenia a kryštalizácie môže slúžiť ako systém skladovania tepla založený na kremíku, ktorý bol vyvinutý austrálskou spoločnosťou Laent Tepel Storage.

Odparovanie a kondenzácia

Teplo odparovacej kondenzácie je spravidla niekoľkokrát vyššia ako teplo tavenia kryštalizácie. A zdá sa, že nie je tak málo látok odparených v požadovanom teplotnom rozsahu. Okrem úprimného jedovatého servo uhlíka, acetónu, etyléteru, atď. Existuje etylalkohol (jeho relatívna bezpečnosť sa uvádza denne na osobnom príklade s miliónmi alkoholikov po celom svete!). Za normálnych podmienok je alkoholové kolíky pri 78 ° C, a jeho teplo odparovania 2,5-násobok tepla teploty vody (ICE) a je ekvivalentná ohrevu rovnakého množstva kvapalnej vody o 200 °. Avšak, na rozdiel od tavenia, keď zmeny v objeme látky zriedkajú niekoľko percent, počas odparovania pár zaberá celý objem, ktorý poskytuje. A ak je tento objem neobmedzený, dvojice zmiznú, neodvolateľne nesú s nimi všetku akumulovanú energiu. V uzavretom objeme sa tlak okamžite začne rásť, aby sa zabránilo odparovaniu nových častí pracovnej tekutiny, pretože sa uskutočňuje v najbežnejšom tlakovom sporáku, preto sa zmena agregátového stavu zažíva len malé percento práce Látka, zvyšok sa naďalej zahrieva, zatiaľ čo v kvapalnej fáze. Otvorí veľkú oblasť činnosti pre vynálezcov - vytvorenie účinného tepelného akumulátora na báze odparovania a kondenzácie s hermeticky variabilným dielnou.

Fázové prechody druhého druhu

Okrem fázových prechodov spojených s zmenou agregovaného stavu môžu mať niektoré látky a v jednom agregátnom stave niekoľko rôznych fázových stavov. Zmena takýchto fázových stavov je tiež sprevádzaná výrazným uvoľňovaním alebo absorpciou energie, aj keď je to zvyčajne oveľa menej významné ako so zmenou agregovaného stavu látky. Okrem toho, v mnohých prípadoch, s podobnými zmenami, na rozdiel od zmeny agregovaného stavu, nastane teplotná hysterézia - teplota prechodu priamej a reverznej fázy sa môže výrazne líšiť, niekedy desiatky a dokonca aj stovky stupňov.

Elektrické uskladnenie energie

Elektrická energia je najvhodnejšia a univerzálna forma energie v modernom svete. Nie je prekvapujúce, že pohony elektrickej energie sa rozvíjajú najrýchlejšie. Bohužiaľ, vo väčšine prípadov je špecifická kapacita nízkonákladových zariadení malá a zariadenia s vysokou špecifickou kapacitou sú príliš drahé na skladovanie veľkých energetických rezerv, keď hmotnostná aplikácia A veľmi krátkodobý.

Kondenzátory

Najmohodnejšie "elektrické" energetické pohony sú bežné rádiotechnické kondenzátory. Majú obrovskú rýchlosť akumulácie a vplyv energie - spravidla, od niekoľkých tisíc do mnohých miliárd plných cyklov za sekundu, a sú schopní pracovať v širokom spektre teplôt po mnoho rokov, a dokonca aj desaťročia. Kombinácia niekoľkých kondenzátorov paralelne, ľahko zvýšiť ich celkovú kapacitu na požadovanú hodnotu.

Kondenzátory môžu byť rozdelené do dvoch veľkých tried - nepolárne (typicky "suché", t.j. neobsahujúce kvapalný elektrolyt) a polárny (zvyčajne elektrolytický). Použitie kvapalného elektrolytu poskytuje v podstate kvalifikovanú nádobu, ale takmer vždy vyžaduje dodržiavanie polarity pri pripojení. Okrem toho elektrolytické kondenzátory sú často citlivejšie na vonkajšie podmienky, primárne na teplotu a majú menšiu životnosť (časom je elektrolyt zničený a zaschne).

Kondenzátori však majú dve hlavné chyby. Po prvé, je to veľmi malá špecifická hustota energie jedovatívnej energie, a preto malá (vzhľadom na iné typy jednotiek). Po druhé, toto je malý čas skladovania, ktorý sa zvyčajne vypočíta v momentoch a sekundách a zriedka presahuje niekoľko hodín av niektorých prípadoch len malé akcie druhej. V dôsledku toho je rozsah kondenzátorov obmedzený rôznymi elektronickými obvodmi a krátkodobou akumuláciou, dostatočné na vyrovnanie, korekciu a filtrovanie prúdu v elektrotechnike elektrotechniky - na viac, nestačia.

Ktoré sa niekedy nazývajú "supercapaciters", možno zvážiť ako druh medziproduktu medzi elektrolytickými kondenzátormi a elektrochemickými batériami. Z prvého zdedili prakticky neobmedzený počet cyklov nabíjania a od druhého - relatívne nízkych nabíjacích prúdov a vypúšťaní (celý cyklus nabíjania môže trvať sekundu, alebo dokonca oveľa dlhšie). Nádoby sú tiež v rozsahu medzi väčšinou kondenzátorov a malých batérií - zvyčajne zásobovanie energie je z jednotiek na niekoľko stoviek dojkov.

Okrem toho by sa malo poznamenať dostatočne vysokú citlivosť ionistorov na teplotu a obmedzenú dobu skladovania náboja - od niekoľkých hodín na niekoľko týždňov.

Elektrochemické batérie

Elektrochemické batérie boli vynájdené na úsvite vývoja elektrotechniky a teraz možno nájsť všade - z mobilného telefónu do lietadiel a lodí. Všeobecne povedané, pracujú na základe niektorých chemických reakcií, a preto by sa mohli pripísať ďalšej časti nášho článku - "Zmeny chemickej energie". Ale pretože tento okamih zvyčajne nie je zdôraznený, ale upozorňuje na skutočnosť, že batérie sa hromadia elektrinu, zvážiť ich tu.

V prípade potreby, ak je to potrebné, uložiť pomerne veľkú energiu - od niekoľkých sto kilodzhoules a viac - olovené batérie (príklad - akékoľvek auto). Majú však značné rozmery a čo je najdôležitejšie, hmotnosť. Ak potrebujete nízku hmotnosť a mobilitu zariadenia, potom sa používajú viac moderných typov batérií - nikel-kadmium, kov-hydrid, lítium-ión, polymér-ión atď. Majú však oveľa vyššiu špecifickú kapacitu Náklady na skladovanie energie, ktoré majú výrazne vyššie, takže ich použitie je zvyčajne obmedzené na relatívne malé a ekonomické zariadenia, ako sú mobilné telefóny, foto a videokamery, notebooky atď.

Nedávno, výkonné lítium-iónové batérie začali na hybridných vozidlách a elektrických vozidlách. Okrem menej hmotnosti a väčšej špecifickej kapacity, na rozdiel od olovenej kyseliny, umožnia nám prakticky plne využívať svoje nominálne kontajnery, sa považujú za spoľahlivejšie a majú väčšiu životnosť a ich energetická účinnosť v plnom cykle presahuje 90%, \\ t Zatiaľ čo energetická účinnosť olovených batérií počas náboja posledných 20% nádrže môže spadnúť do 50%.

Podľa spôsobu použitia sú elektrochemické batérie (predovšetkým výkonné) rozdelené aj na dve veľké triedy - tzv. Trakcie a začínajúce. Zvyčajne môže štartovacia batéria úspešne pracovať dostatočne ako trakciu (hlavná vec je ovládať stupeň vypúšťania a neprinášajte ho do takej hĺbky, ktorá je povolená pre trakčné batérie), ale pri použití príliš vysokého prúdu zaťaženia, to Môže veľmi rýchlo vydávať trakčnú batériu.

Nevýhody elektrochemických batérií zahŕňajú veľmi obmedzený počet cyklov nabíjania (vo väčšine prípadov od 250 do roku 2000, as nedodržaním odporúčaní výrobcov - oveľa menej), a to aj v neprítomnosti aktívnej prevádzky, väčšina typov Batérie sú degradované po niekoľkých rokoch, strácajú ich spotrebiteľské vlastnosti. Súčasne sa životnosť mnohých typov batérií nejde od začiatku svojej činnosti, ale od okamihu výroby. Okrem toho sú elektrochemické batérie charakteristické pre teplotnú citlivosť, dlhý čas Náboj, niekedy desaťkrát väčší ako čas vypúšťania a potrebu dodržiavať metódu použitia (zabránenie hlbokému vybitiu na olovené batérie a naopak, súlad s plným cyklom poplatkov na kovový hydrid a mnoho Iné typy batérií). Doba skladovania nabíjania je tiež pomerne obmedzená - zvyčajne od týždňa do roku. Staré batérie znižujú nielen kapacitu, ale aj čas skladovania a druhý sa môžu mnohokrát skrátiť.

Skladovanie chemickej energie

Chemická energia - Toto je energia, "uložená" v atómoch látok, ktoré sa uvoľňujú alebo absorbujú v chemických reakciách medzi látkami. Chemická energia je buď zvýraznená vo forme tepelného pri vedení exotermických reakcií (napríklad spaľovanie palív), alebo sa konvertuje na elektrické v elektrolytických prvkoch a batériách. Tieto zdroje energie sú charakterizované vysokou účinnosťou (až 98%), ale nízkou nádobou.

Zariadenia na skladovanie chemických energie vám umožňujú prijímať energiu, a to tak, v ktorej bola intenzívná av žiadnom inom. Môžete prideliť "palivo" a "nelegálne" odrody. Na rozdiel od nízkoteplotných termochemických pohonov (o niečo neskôr), ktoré môžu zásobovať energiu, jednoducho umiestnením v pomerne teplom mieste, nerobia bez špeciálnych technológií a high-tech vybavenie, niekedy veľmi ťažkopádne. Najmä, ak v prípade termochemických reakcií s nízkou teplotou sa zmes činidla zvyčajne nerozdelí a je vždy v tej istej nádrži, reagencie pre vysoko teplotné reakcie sú uložené oddelene od seba a sú pripojené len vtedy, keď potrebujete získať energiu.

Akumulácia paliva energie

Pri fáze akumulácie energie sa vyskytuje chemická reakcia, v dôsledku čoho je palivo obnovené, napríklad, atóm vodíka sa uvoľňuje - priama elektrolýza, v elektrochemických bunkách s použitím katalyzátora alebo s použitím tepelného rozkladu, hovoria, elektrickým oblúkom alebo vysoko koncentrovaným slnečným svetlom . "Uvoľnené" oxidačné činidlo môže byť zostavené oddelene (pre kyslík je potrebné v podmienkach uzavretého izolovaného objektu - pod vodou alebo v priestore) alebo ako nerešpekticky "je", pretože v čase použitia paliva tohto oxidačného činidla , Bude to dosť dosť v životnom prostredí a nie je potrebné stráviť miesto a finančné prostriedky na jeho organizované skladovanie.

V štádiu energetickej extrakcie je nahromadené palivo oxidované uvoľňovaním energie priamo v požadovanej forme, bez ohľadu na to, ako sa toto palivo získalo. Napríklad vodík môže okamžite zahrievať (pri spaľovaní v horáku), mechanická energia (keď sa aplikuje ako palivo na spaľovací motor alebo turbínu) alebo elektrinu (pri oxidácii v palivovom článku). Takéto oxidačné reakcie si spravidla vyžadujú dodatočnú iniciáciu (vznietenie), čo je veľmi vhodné na kontrolu procesu extrakcie energie.

Akumulácia energie s termochemickými reakciami

Dlhá skupina chemických reakcií má dlhé a všeobecne známe, čo v uzavretej nádobe, keď sa zahrieva, choďte v jednom smere s absorpciou energie, a pri ochladení, v opačnom prípade s uvoľňovaním energie. Takéto reakcie sa často nazývajú termochemický. Energetická účinnosť takýchto reakcií je zvyčajne nižšia ako pri zmene agregátového stavu látky, ale tiež veľmi viditeľná.

Takéto termochemické reakcie môžu byť považované za druh zmeny fázového stavu zmesi činidiel a problémy tu vznikajú o tom istom - je ťažké nájsť lacnú, bezpečnú a účinnú zmes látok, ktoré úspešne konali podobným spôsobom teplota sa pohybuje od + 20 ° C do + 70 ° C. Avšak, jedna taká kompozícia je už dlhú dobu známa - je to Glauberová soľ.

Mirabilite (je tiež Glauberová soľ, je rovnaký sodný síran sodný Na2S04 · 10H20) sa získa v dôsledku elementárnych chemických reakcií (napríklad pri pridávaní valnej soli v kyseline sírovej) alebo ťažil " Hotová forma "ako minerálny zdroj.

Z hľadiska akumulácie tepla je najzaujímavejšou vlastnosťou miracycitu, že s nárastom teploty nad 32 ° C začne byť spojená voda uvoľní, a to vyzerá ako "tavenie" kryštálov, ktoré sa rozpúšťajú v tej istej vode . Keď sa teplota znižuje na 32 ° C, voľná voda je opäť viazaná na štruktúru kryštalického kryštalizácie. Ale najdôležitejšie je teplo tejto reakcie hydratácie dehydratácie je veľmi veľké a je 251 kJ / kg, čo je výrazne nad teplom "čestnej" tavenia kryštalizácie parafínov, aj keď o tretinu menej ako teplo tavenie (voda).

Tak môže tepelne kumulátor založený na nasýtenom roztoku mizreného (nasýteného pri teplotách nad 32 ° C) účinne udržiavať teplotu 32 ° C s veľkým akumulačným zdrojom alebo energeticky sadzbou. Samozrejme, že na úplné zásobovanie teplej vody je táto teplota príliš nízka (sprcha s touto teplotou v najlepšom prípade je vnímaná ako "veľmi cool"), ale na ohrev vzduchu takejto teploty môže byť dosť dosť.

Získajte viac informácií o tepelnom acceumatoráte na základe Mirabite, môžete si prečítať na webovej stránke "oneskorenie).

Rozhodná akumulácia chemickej energie

Káva banka s otepľovaním v dôsledku prudkého kalenia vápna.

V tomto prípade, vo fáze "nabíjania" z niektorých chemikálií, iní sa vytvárajú, a v priebehu tohto procesu sa energia zintenzívňuje vo výsledných nových chemických väzieb (povedzme, zhasnená vápno s vykurovaním je preložené do negro stav ).

S "vybitím" dochádza k reverznej reakcii, sprevádzanej uvoľňovaním predtým uloženej energie (zvyčajne vo forme tepla, niekedy vo forme plynu, ktorý môže byť predložený na turbíne) - najmä, je presne to, keď "kalenie" vápna vodou. Na rozdiel od metód paliva je zvyčajne dosť na začatie reakcie, aby sa ľahko spojila navzájom - nie je potrebná dodatočná iniciácia procesu (prístupu).

V skutočnosti tento typ termochemickej reakcie, avšak na rozdiel od nízkoteplotných reakcií opísaných v posudzovaní pamäťových zariadení tepelnej energie a nevyžadujú žiadne osobitné podmienky, tu hovoríme o teplotách v mnohých stovkách, alebo dokonca tisíce stupňov. Výsledkom je, že množstvo energie uloženej v každom kilogramov pracovnej látky sa výrazne zvyšuje, ale zariadenie je mnohonásobne zložitejšie, komplexnejšie a drahšie ako prázdne plastové fľaše alebo jednoduchú nádrž na reagencie.

Potreba konzumovať ďalšiu látku - povedzme, voda na čistenie vápna - nie je významnou nevýhodou (v prípade potreby, je možné zbierať vodu, ktorá sa uvoľňuje počas prechodu vápna do negro stavu). Ale osobitné podmienky pre uskladnenie tohto negatívneho vápna, ktorého porušenie je plnené nielen chemickými popáleninami, ale aj explózia, tieto a má podobné spôsoby v kategórii tých, ktorí sú nepravdepodobné, že budú široké.

Ostatné typy skladovania energie

Okrem tých, ktoré sú opísané vyššie, existujú aj iné druhy skladovania energie. Sú však v súčasnosti veľmi obmedzené na hustotu energie energie a čas jeho skladovania pri vysokej presnej hodnote. Preto, keď sú viac aplikované na zábavu a ich vykorisťovanie sa nepovažuje za žiadne závažné účely. Príkladom je fosforačné farby, pančuchy energie z jasného svetelného zdroja a potom žiariace v priebehu niekoľkých sekúnd a dokonca dlhé minúty. Ich moderné modifikácie už dlho obsahovali jedovatý fosforu a sú celkom bezpečné aj na použitie v detských hračkách.

Super vodivé skladovanie magnetickej energie ho uskladnené vo veľkej magnetickej konštantnej magnetickej cievke. Môže sa podľa potreby konvertovať na striedavý elektrický prúd. Nízkoteplotné pohony sú ochladené kvapalným héliom a sú k dispozícii pre priemyselné podniky. Skladovacie zariadenia s vysokým teplotou chladené kvapalným vodíkom sú stále vo vývoji a môžu byť v budúcnosti prístupné.

Super vodivé magnetické energetické disky majú významné rozmery a zvyčajne sa používajú na krátke časové obdobia, napríklad počas spínania.

S najväčšou pravdepodobnosťou tento článok odráža všetky možné spôsoby akumulácie a ochrany energie. Môžete nahlásiť ďalšie možnosti buď v komentároch alebo e-mailoch do Kos v Altenergiya Dot RU.