Enerģijas apmaiņa - tas ir sarežģītu organisko savienojumu fāzes samazinājums, kas plūst ar enerģijas atbrīvošanu, kas ir inhibēta ATP molekulu makroehniskajās saitēs, un to izmanto vēlāk šūnas dzīvē, tostarp biosintēzes laikā, t.E. Plastmasas apmaiņa.

Aerobos organismos piešķir:

1. Sagatavošana - biopolimēru sadalīšana monomēriem.
2. Bezveidīgs - glikoliz - glikozes šķelšanās līdz vienaudžu šķirnes skābei.
3. Skābeklis - peirogradskābes sadalīšana uz oglekļa dioksīdu un ūdeni.

Sagatavošanas posms

Enerģētikas apmaiņas sagatavošanas stadijā ir saikne no organiskajiem savienojumiem, kas saņemti no pārtikas, lai vienkāršāk, parasti monomēri. Tātad ogļhidrāti ir sadalīti cukuriem, ieskaitot glikozi; Proteīni - uz aminoskābēm; Tauki - glicerīns un taukskābes.

Lai gan enerģija tiek atbrīvota, tā neatrodas ATP, un tāpēc to nevar izmantot pēc tam. Enerģija tiek izkliedēta siltuma veidā.

Polimēru sadalīšana daudzšķiedru kompleksos dzīvniekiem notiek gremošanas traktā ar fermentu iedarbību šeit. Tad iegūtie monomēri uzsūcas asinīs galvenokārt caur zarnām. Jau asins barības vielas izplatās caur šūnām.

Šādā gadījumā ne visas vielas sadalās monomēriem gremošanas sistēmā. Daudzu sadalīšana notiek tieši šūnās, to lizosomos. Viena šūnu organismos absorbētās vielas nonāk gremošanas vakuolēs, kur tās sagremo.

Iegūtos monomērus var izmantot gan enerģijas, gan plastmasas metabolismu. Pirmajā gadījumā tie ir sadalīti, otrajā daļā paši šūnu sastāvdaļas tiek sintezētas.

Enerģijas apmaiņas smagā domāšana

Skābekļa brīvais posms notiek šūnu citoplazmā, un aerobo organismu gadījumā ietver tikai glikoliz - fermentu daudzpakāpju glikozes oksidācija un tās sadalīšana līdz vienaudžu šķirnes skābeko sauc arī par piruvatu.

Glikozes molekula ietver sešus oglekļa atomus. Ar glikolizāciju, tas ir sadalīts līdz diviem piruvāta molekulām, kas ietver trīs oglekļa atomus. Tajā pašā laikā, daļa no ūdeņraža atomu ir sadalīti, kas tiek nosūtīti uz koenzīmu, kas, savukārt, tad piedalīsies skābekļa posmā.

Attiecībā uz glikolīzes laikā izlaisto enerģiju pastiprina ATP molekulās. Tikai divas ATP molekulas tiek sintezētas vienā glikozes molekulā.

Enerģija, kas paliek Piruvatā, uzglabā iepriekš, aerobes tiks iegūtas nākamajā enerģētikas apmaiņas posmā.

Anaerobos apstākļos, kad nav šūnu elpošanas skābekļa stadijas, piruvāts "neitralizē" piena skābi vai pakļauti fermentācijai. Tajā pašā laikā enerģija nav iekļauta. Tādējādi šeit noderīgu enerģijas produkciju nodrošina tikai maza effektīva glikolīze.

Skābekļa stadija

Skābekļa posms notiek mitohondriju. Tajā izceļ divas apakšpozīcijas: Krebs cikla un oksidatīvā fosforilācija. Skābeklis, kas nonāk šūnās tiek izmantotas tikai otrajā vietā. Krebs ciklā notiek oglekļa dioksīda veidošanās un atdalīšana.

Crebs cikls Personu Matrix Mitohondriju veic dažādi fermenti. Tā nesaņem molekulu pirogradskābes (vai taukskābju, aminoskābes), un acetilgrupa atdalījās no tā ar tās palīdzību, kas ietver divas oglekļa atomus no bijušās piruvāta. Krebs daudzpakāpju ciklam acetilgrupa ir šķelšanās līdz divām CO 2 molekulām un ūdeņraža atomiem. Ūdeņradis ir savienots ar augstāk un kapelu. GDF molekulas sintēze, kas noved pie sintēzes, tad ATP.

Viena glikozes molekula, no kura veidojas divi piruvate, ir divi Krebs cikli. Tādējādi veidojas divas ATP molekulas. Ja Enerģētikas apmaiņa tika pabeigta šeit, tad glikozes molekulas kopējais sadalīšana dotu 4 ATP molekulas (divas no glikolīzes).

Oksidatīvā fosforilācija Tas plūst uz kristu - mitohondriju iekšējo membrānu. Tas nodrošina fermentu un koeficistu konveijeru, veidojot tā saukto elpceļu ķēdi, kas beidzas ar ATP Synthetase Enzīmu.

Ar elpošanas ķēdi, ūdeņraža un elektroni ieradās tajā no koenzīmēm, kas pārsniedz un pakāpeniski. Pārraide tiek veikta tādā veidā, ka ūdeņraža protoni uzkrājas no iekšējās membrānas mitohondriju ārpuses, un pēdējie enzīmi ķēdē pārraida tikai elektronus.

Galu galā elektroni tiek pārnesti uz skābekļa molekulām, kas ir no membrānas iekšpuses, kā rezultātā tie ir jāmaksā negatīvi. Rodas kritiskais līmenis elektrisko potenciālo gradientu, kas noved pie kustības protonu caur ATP synthetase kanāliem. Ūdeņraža protonu kustības enerģija tiek izmantota, lai sintezētu ATP molekulas, un paši protoni ir savienoti ar skābekļa anjoniem, lai veidotu ūdens molekulas.

Elpošanas ķēdes funkcionēšanas enerģijas produkcija, kas izteikta ATP molekulās, ir liels un apkopo no 32 līdz 34 ATP molekulām uz vienu avota glikozes molekulu.

Visi dzīvie organismi, izņemot vīrusus, sastāv no šūnām. Tie nodrošina visus nepieciešamos augus vai dzīvnieku procesus. Šūna un pats var būt atsevišķs organisms. Un vai šāda sarežģīta struktūra dzīvo bez enerģijas? Protams, nē. Tātad, kā ir enerģijas šūnu nodrošināšana? Tas ir balstīts uz procesiem, ko mēs uzskatām tālāk.

Enerģijas šūnu nodrošināšana: kā tas notiek?

Dažas šūnas iegūst enerģiju no ārpuses, viņi paši tos ražo. Ir savdabīgas "stacijas". Un enerģijas avots šūnā ir mitohondrija - organiīdi, kas to ražo. Tas notiek šūnu elpošanas procesā. Sakarā ar to un notiek enerģijas šūnas. Tomēr tie ir tikai augi, dzīvnieki un sēnes. Nav mitohondriju baktēriju šūnu. Tāpēc tie nodrošina enerģijas šūnas galvenokārt saistīts ar fermentācijas procesiem, nevis elpošanu.

Mitohondriju struktūra

Tas ir divstāvīgs organiīdi, kas parādījās evaryotic šūnā evolūcijas procesā, kā rezultātā absorbcijas, ar vairākiem, to var izskaidrot ar to, ka mitohondrijos ir sava DNS un RNS, kā arī mitohondriju Ribosomas, kas ražo nepieciešamos proteīnus orgānus.

Iekšējā membrāna ir palielinājusi kristus vai kores. Crystas un šūnu elpošanas process notiek.

Kas ir divās membrānas sauc matrica. Tam ir olbaltumvielas, enzīmi, kas nepieciešami, lai paātrinātu ķīmiskās reakcijas, kā arī RNS molekulas, DNS un ribosomas.

Šūnu elpošana - dzīves pamats

Tas notiek trīs posmos. Apskatīsim katru no tiem sīkāk.

Pirmais posms - sagatavošana

Šajā posmā sarežģīti organiskie savienojumi ir sadalīti vienkāršāk. Tādējādi olbaltumvielas sadalās aminoskābēm, taukiem - karboksilskābēm un glicerīnu, nukleīnskābēm uz nukleotīdiem un ogļhidrātiem - glikozi.

Glikoliz

Tas ir skābekļa stadija. Tas ir tas, ka pirmajā posmā iegūtās vielas ir sadalītas tālāk. Galvenie enerģijas avoti, kas izmanto šūnu šajā posmā, ir glikozes molekulas. Katrs no tiem procesā glikolīzes disintegrējas uz divām piruvāta molekulām. Tas notiek desmit secīgu ķīmisku reakciju laikā. Sakarā ar pirmajiem pieciem glikozes fosforiliem, un pēc tam sadalīt divās fosfotryosis. Ar šādām piecām reakcijām tiek izveidotas divas molekulas un divas PVC molekulas (pyroinogradskābe). Šūnas enerģija un ir noliktavā ATP veidā.

Visu procesu glikolīzes var vienkāršot šādā veidā:

2NV + 2ADF + 2N 3 PO 4 + C 6N 12 O 6 → 2N 2 O + 2NV. H 2 + 2C 3N 4 O 3 + 2ATF

Tādējādi, izmantojot vienu glikozes molekulu, divas ADF molekulas un divas fosforskābes, šūna saņem divas ATP (enerģijas) molekulas un divas peirogradskābes molekulas, kuras tas tiks izmantots nākamajā solī.

Trešais posms - oksidācija

Šis posms notiek tikai skābekļa klātbūtnē. Ķīmiskās reakcijas šajā posmā notiek mitohondrijā. Tas ir tas, kas ir galvenā daļa, kurā tiek atbrīvota lielākā daļa enerģijas. Šajā posmā, noslēdzot reakciju ar skābekli, sadalās ūdens un oglekļa dioksīda. Turklāt veidojas 36 ATP molekulas. Tātad, var secināt, ka galvenie enerģijas avoti šūnu - glikozes un piruvskābes.

Apkopojot visas ķīmiskās reakcijas un pazeminot informāciju, var izteikt visu šūnu elpošanas procesu ar vienu vienkāršotu vienādojumu:

6О 2 + C 6H 12 O 6 + 38ADF + 38N 3 PO 4 → 6CO 2 + 6N2O + 38atf.

Tādējādi elpošanas laikā no viena glikozes molekulas, sešas skābekļa molekulas, trīsdesmit astoņas ADF molekulas un tāda pati fosforskābes šūnu 38 ATP molekulas, kuras formā enerģija ir rezerves.

Dažādus mitohondriju fermentus

Enerģija vitālo šūnu iegūst, elpojot - glikozes oksidāciju, un pēc tam vienaudžu skābe. Visas šīs ķīmiskās reakcijas nevarēja nodot bez fermentiem - bioloģiskiem katalizatoriem. Apskatīsim tos no tiem, kas ir mitohondriju - organoīdi, kas atbild par šūnu elpošanu. Visi sauc oksidoreduces, jo tie ir nepieciešams, lai nodrošinātu plūsmu redoks reakcijas.

Visu oksidoreduktāzi var iedalīt divās grupās:

• oksidāzes;
• dehidrogenase;

Dehidrogenāzes, savukārt, ir sadalīti aerobikā un anaerobajā. Aerobija satur savu sastāvu riboflavīna koenzīms, kas ķermenis saņem no B2 vitamīna. Aerobikas dehidrogenāzes satur molekulu un nap.

Oksidases ir daudzveidīgākas. Pirmkārt, tie ir sadalīti divās grupās:

• tie, kas satur vara;
• tie, kuros ir dzelzs.

Pirmajā ietver polifenola oksidas, askorbatoksidāzes otro - katalāzi, peroksidāzi, citohromu. Pēdējais, savukārt, ir sadalīti četrās grupās:

• citohroms a;
• citohroma b;
• citohroma c;
• citohroma d.

Cytochromes satur tās sastāvu dzelzs formalporporīna, citohroma B - dzelzs-soporfyrin, d ir dzelzs-ripefin.

Ir citi veidi, kā ražot enerģiju iespējams?

Neskatoties uz to, ka lielākā daļa šūnu iegūst šūnu elpošanas rezultātā, ir arī anaerobās baktērijas, kuru esamībai nav nepieciešama skābekļa. Tie rada nepieciešamo enerģiju, fermentējot. Šis process, kura laikā ar fermentu palīdzību ogļhidrāti ir sadalīti bez skābekļa līdzdalības, kā rezultātā šūna saņem enerģiju. Ir vairāki fermentācijas veidi atkarībā no ķīmisko reakciju gala produkta. Tas ir pienskābe, alkohols, eļļains skābe, acetona-butāns, citronu skābe.

Piemēram, uzskata, ka to var apstiprināt ar šo vienādojumu:

C 6H 12 O 6 → No 2n 5 IT + 2 O 2

Tas ir, viena glikozes baktēriju molekula sadalās vienam etilspirta molekulai un divām oksīda molekulām (iv) ogleklim.

Jebkurš organisms pilntiesīgu darbu ir nepieciešama. To iegūst persona, pateicoties iespējamām vielām, ar nosacījumu, ka nākamais proteīnu, tauku un ogļhidrātu skaits nāk. Šis process pastāvīgi notiek. Ja līdzsvars starp iegūto un īpašuma enerģiju netiek traucēta - tas nozīmē, ka vielmaiņa ir kārtībā. Tās neveiksme var izraisīt sliktu pasliktināšanos - no garastāvokļa maiņas slimnīcas gultā.

Kāpēc pārkāpj vielmaiņu

Metabolisma pasliktināšanās iemesli. Lai uzzinātu galveno, jums ir jāanalizē jūsu dzīvesveids:

• pārtikai jābūt regulāram un līdzsvarotam;
• gulēt - spēcīgs un pilns;
• kustība - regulāra un aktīva;
• gaiss - svaigs un tīrs;
• noskaņojums - labs;
• vitamīnu un mikroelementu komplekts - pabeigts.

Cilvēki, kas nodarbojas ar sportu, apzinās nepieciešamību ievērot jaudas režīmu un svaigā gaisa priekšrocības. Tas ir viņu dzīvesveids. Diētai ir arī tiesības pastāvēt. Taču patērēto produktu kvalitāte bieži neatbilst standartiem. Un skaļumu ne vienmēr ir iespējams precīzi aprēķināt. Bet tas ir pārtikas produkts, kas ir galvenais cilvēka noderīgu elementu avots normālam darbam. Nepietiekama, savlaicīga un nelīdzsvarota uztura dēļ metabolisma laikā rodas neveiksmes.

Kas jums ir nepieciešami vitamīni un mikroelementi

Diemžēl cilvēka ķermenis nespēj ražot vitamīnus. To galvenā funkcija ir regulēt vielmaiņu, nodrošinot normālu plūsmu dažādu procesu. Asins veidošanās, sirds un asinsvadu, nervu un gremošanas sistēma, fermentu veidošanās, izturība pret kaitīga ietekme Vide - Tas viss nodrošina normāls vitamīnu līmenis organismā. Katrs no tiem ir atbildīgs par savu zemes gabalu.

Tāpat kā vitamīni, organismam nepieciešami mikroelementi (ķimikālijas) nelielos daudzumos, bet to trūkums stingri ietekmē visu svarīgo sistēmu darbību. Tie tiek pastāvīgi izklāstīti no organisma, tāpēc tie ir regulāri papildināt.

Kā papildināt vitamīnu un mikroelementu krājumus

Personas dzīvē ir īpaši pieprasījums pēc noderīgām vielām. Ja izslēdzat sezonālo avitaminozi, tad tas ir laiks izaugsmei un lielu fizisko slodzi (I.E. visi labākie bērni un sportisti). Ne vienmēr ir iespējams papildināt rezervi, dabiski izmantot augstas kvalitātes produktus. Pieņemtās zāles, ko speciāli izstrādājusi vadošie farmācijas uzņēmumi. Tātad, vairāk nekā piecdesmit gadus viņu produkcija nodarbojas ar Ģimanim American Company tagad Foods: dabīgs, organisks, veselīgs, I.E. Natural, Organic, noderīga.

Ja ir problēmas ar nervu vai sirds un asinsvadu sistēmām, kad imunitāte ir samazināta, un darbam endokrīnās sistēmas ir bojāta, ir vērts pievērst uzmanību narkotikām tabletēs "B6 vitamīns".

Jebkuras piedevas nav medikamenti, viņi veicina tikai slimības profilaksi vai paātrināt atveseļošanās procesu. Tāpēc jums nevajadzētu gaidīt slimību. Ja jūs uzskatāt, ka ir nepietiekams vitamīna daudzums, tad var piegādāt preventīvu kursu.

Kādas noderīgas vitamīnu grupa B

Šo elementu nozīme ķermeņa pilnīgai darbībai ir grūti pārvērtēt.

Tiamine (B1) Pozitīvs ietekmē pārtikas asimilāciju, normalizē visu sistēmu darbību.

Riboflavīns (b2) Palīdz visos vielmaiņas procesos, lielisks antioksidants.

Niacīns (b3) Tā galvenokārt darbojas uz asinsvadiem.

Cyanocobalamin (B12) Tas spēj sintezēt zarnās, regulē tauku un ogļhidrātu apmaiņu. Viņš ir viens no svarīgākajiem normālā augšanas faktoriem, tas kalpo, lai novērstu nervu traucējumus, ir atbildīga par reproduktīvajām spējām vīriešiem.

B6 vitamīns (piridoksīns) - viens no visvairāk pieprasītajiem šajā grupā, jo ::

• aktīvi piedalās olbaltumvielu metabolismā un asimilācijā, palīdzot muskuļu masas pieaugumam;
• samazina holesterīna un asins lipīdus;
• uzlabo sirds muskuļa darbu;
• ir labvēlīga ietekme uz nervu sistēmu, jo tas ir iesaistīts serotonīna attīstībā;
• normalizē aknu darbu;
• veic antioksidantu funkcijas, palēninot novecošanās procesus;
• samazina muskuļu krampjus un spazmas.

Ar smagu fiziskās slodzes Norma vitamīns B6 ir jāpalielina divas reizes. Šādā gadījumā krājumi ir vieglāk aizpildīt ar mākslīgo ceļu. Tas ietver arī sarežģītas zāles.

Piemēram, tagad pārtikas produkti ražo ZMA vitamīna kompleksu, kas papildus B6 ir magnija un cinka, kas ir labvēlīga ietekme uz visām cilvēka sistēmām. Šis sliktais ir īpaši izstrādāts, lai papildinātu deficītu elementu sportistu korpusā. Magnija palīdz palielināt muskuļu spēku, mainot testosterona līmeni. Diemžēl ir nepietiekama šīs vielas daudzums ar pārtiku. Un tās deficīts inhibē proteīna veidošanos, palēnina smadzeņu procesus un izraisa pārkāpumus nervu sistēmas darbā. Rezultātā:

• parādās ikonas muskuļu krampji un spazmas;
• spiediens palielinās;
• sirds ritms ir bojāts;
• Ātra noguruma un depresijas izpausme.

Magnija tilpuma izmaiņas izraisa cinka daudzuma samazināšanos, kas ir iesaistīts aminoskābju veidošanā muskuļos, testosterona un augšanas hormona ražošana. Imūnsistēma un dzimumhormonu sintēze cieš no nepietiekama skaita. Tas palielina lieko samazināšanas līmeni, brīdinājuma problēmas ar aknām.

Visi komponenti Bada mijiedarbojas perfekti, veicinot efektīvāku ietekmi uz cilvēka ķermeni. ZMA komplekss ir lielisks līdzeklis muskuļu masas veidošanai.

Kā atbalstīt vitamīnu un minerālvielu līdzsvaru

Dažreiz sportistu milzīgās slodzes noved pie ķermeņa vājināšanās. Iemesls tam var būt nepareizs uzturs, stress un citi faktori, kas pārkāpj visu cilvēku sistēmu normālai darbībai nepieciešamo vielu līdzsvaru. Tāpēc daži cilvēki atsakās kompensēt narkotikas, jo vitamīnu kompleksi Rāda personu no bērnu vecuma, un to pareizā lietojumprogramma sniedz tikai pozitīvus rezultātus. Nedomāju, ka paaugstināto devu uzņemšana palīdzēs sasniegt labāku efektu. Lieko vitamīnu un minerālvielu var izraisīt negatīvas sekasTātad ražotājs veic rūpīgus pētījumus un aprēķina optimālas devas.

Interneta veikala piedāvātās badas nav pārtikas produkti nav zāles preparāti. Nav vērts paļauties uz uzsākto traucējumu formu ārstēšanu ķermeņa darbā. Bioloģiski aktīvie kompleksi ir lielisks veids, kā paātrināt atveseļošanās procesu vai novērst slimību. Visi no tiem ir izstrādāti ar aprūpi veselībai.

Patēriņa ekoloģija. Zinātne un tehnoloģija: viena no alternatīvās enerģijas galvenajām problēmām ir tā saņemšanas nevienmērība no atjaunojamiem avotiem. Apsveriet, kā var uzkrāt enerģijas veidus (lai gan praktiskai izmantošanai mēs būs nepieciešams pārvērst uzkrāto enerģiju elektrībā vai siltumā).

Viena no galvenajām alternatīvās enerģijas problēmām ir nevienmērīga atjaunojamo enerģijas avotu plūsma. Saule spīd tikai pēcpusdienā un bezkrāsainiem laika apstākļiem, vējš pūš, un tas izzūd. Jā, un elektroenerģijas vajadzības nav nemainīgas, piemēram, uz apgaismojuma dienā tas ir nepieciešams mazāk, vakarā - vairāk. Un cilvēkiem patīk tas, kad naktī pilsēta un ciemati ir applūst ar apgaismojumu apgaismojumu. Nu vai vismaz tikai ielas ir izgaismotas Tātad uzdevums rodas - lai saglabātu enerģiju, kas iegūta kādu laiku, lai izmantotu, kad tas ir nepieciešams, ir maksimāli, un kvīts nav pietiekami.

Ir 6 galvenie enerģijas veidi: gravitācijas, mehāniskās, termiskās, ķīmiskās, elektromagnētiskie un kodolieroči. Līdz šim cilvēce ir iemācījusies, kā izveidot mākslīgos akumulatorus pirmajiem piecu veidiem (labi, izņemot esošās kodoldegvielas rezerves ir mākslīga izcelsme). Tāpēc mēs apsvērsim, kā jūs varat ietaupīt un saglabāt katru no šiem enerģijas veidiem (lai gan praktiskai izmantošanai mēs pēc tam būs jāpārvērš uzkrāto enerģiju elektrībā vai siltumā).

Gravitācijas enerģijas uzglabāšanas ierīces

Šāda veida diskos, enerģijas uzkrāšanas stadijā, slodze paceļas uz augšu, uzkrājot potenciālo enerģiju un pareizajā brīdī, kad tas ir pazemināts, atgriežot šo enerģiju ar labumu. Pieteikums kā cieto ķermeņu vai šķidrumu krava veic savas iezīmes katra veida dizainā. Starpposma stāvoklis starp tām aizņem lielapjoma vielas (smiltis, svina frakcija, mazas tērauda bumbiņas utt.).

Gravitācijas cietā enerģijas uzglabāšana

Gravitācijas mehānisko diskdziņu būtība ir tāds, ka dažas kravas paceļas uz augstumu un tiek izlaists īstajā laikā, izraisot ģeneratora asi pa ceļu. Šīs enerģijas uzkrāšanas metodes īstenošanas piemērs var būt Kalifornijas kompānijas Advanced Rail Energy Storage (Ares) Ierīce. Ideja ir vienkārša: tajā laikā, kad saules paneļi un vējdzirnavas rada diezgan daudz enerģijas, īpašu smago vagonu ar elektromotoru skriešanās uz kalnu. Naktī un vakarā, kad enerģijas avoti nav pietiekami, lai nodrošinātu patērētājus, vagoni ir nolaidās, un motori, kas strādā kā ģeneratori, atgriež uzkrāto enerģiju atpakaļ tīklam.

Gandrīz visiem šīs klases mehāniskajiem diskiem ir ļoti vienkāršs dizains, un tāpēc augsta uzticamība un ilgs kalpošanas laiks. Uzglabāšanas laiks pēc enerģijas atgriešanās ir praktiski neierobežota, ja vien preces un strukturālie elementi laika gaitā nav sabrukuši vecuma vai korozijas laikā.

Enerģija, kas uzglabāta, paņēma cietas korpusus, var atbrīvoties ļoti īsā laikā. Ierobežojums attiecībā uz jaudu, kas iegūta no šādām ierīcēm, uzliek tikai paātrinājumu brīvais kritiensMaksimālā ātruma palielināšanas ātruma palielināšana.

Diemžēl šādu ierīču īpatnējā enerģijas intensitāte ir neliela, un to nosaka klasiskā formula e \u003d m · g · h. Tādā veidā, lai akciju enerģiju apkurei 1 litru ūdens no 20 ° C līdz 100 ° C, tas ir nepieciešams, lai paceltu ton kravu vismaz līdz augstumam 35 metrus (vai 10 tonnas uz 3,5 metriem). Tāpēc, ja rodas vajadzība vairāk nekā vairāk enerģijas, tas nekavējoties noved pie nepieciešamības radīt lielgabarīta un kā neizbēgama sekas, dārgas struktūras.

Šādu sistēmu trūkums ir arī tas, ka ceļš, kurā kravas kustas būtu brīvi un diezgan tiešām, un ir arī jāizslēdz iespēja izlases iespēja iekļūt šajā lietu, cilvēku un dzīvnieku jomā.

Gravitācijas šķidrie diskdziņi

Atšķirībā no cietvielu kravas, lietojot šķidrumus, nav nepieciešams radīt tiešas raktuves lielu šķērsgriezumu uz visu augstumu pieaugums - šķidrums ir lieliski pārvietots gan ar izliektām caurulēm, šķērsgriezumam jābūt tikai pietiekamai pārejai pār tiem maksimālo aprēķināto plūsmu. Tāpēc augšējās un apakšējās tvertnes ne vienmēr jānovieto viens otram, un to var atdalīt ar pietiekami lielu attālumu.

Šajā klasē ir tas, ka hidroakumulācijas elektrostacijas (GESP) ietver.

Ir mazāk mēroga hidrauliskās krātuves gravitācijas enerģijas. Sākotnēji plāksteris 10 tonnas ūdens no pazemes tvertnes (labi) tvertnes traukā. Tad ūdeni no kapacitātes smaguma plūst atpakaļ uz tvertni, kas rotē turbīnu ar elektrisko ģeneratoru. Šāda diska kalpošanas laiks var būt 20 gadi vai vairāk. Priekšrocības: Lietojot vēja turbīnu, pēdējais var tieši vadīt ūdens sūkņa kustību, ūdens no torņa var izmantot citām vajadzībām.

Diemžēl hidrauliskās sistēmas ir grūtāk uzturēt pienācīgā tehniskā stāvoklī nekā cietās valstis - galvenokārt tas attiecas uz rezervuāru un cauruļvadu necaurlaidību un izslēgšanas un sūkņu iekārtu veselību. Un vēl viens svarīgs stāvoklis - ar enerģijas uzkrāšanas un izmantošanas brīžiem, darba šķidrums (vismaz tas ir pietiekami liels), jābūt šķidrā apkopotā stāvoklī, nevis palikt kā ledus vai tvaiks. Bet dažreiz šādos diskos tas ir iespējams iegūt papildu dāvanu enerģiju, - teikt, kad papildina augšējo tvertni ar atkausēšanu vai lietus ūdeņos.

Mehāniskās enerģijas diskus

Mehāniskā enerģija izpaužas, mijiedarbojoties, atsevišķu struktūru vai to daļiņu kustību. Tas ietver kinētisko enerģiju kustības vai ķermeņa rotācijas, enerģija deformācijas locīšanas, stiepšanās, pagriežot, kompresijas elastīgu ķermeņi (atsperes).

Giroskopiskā enerģijas uzglabāšana

Giroskopiskajos diskos enerģija ir pārklāta ar strauji rotējošas spararata kinētiskās enerģijas formu. Īpaša enerģija, kas dzirkstēta katrā kilogramā spararata svara, ir daudz lielāks nekā tas, kas var būt akciju kilogramu statisko kravu, pat paaugstinot to lielā augstumā, un jaunākās augsto tehnoloģiju attīstība sola blīvumu uzkrāto Enerģija, kas ir salīdzināms ar ķīmiskās enerģijas rezervi visefektīvāko ķīmisko degvielas veidu masas vienībā.

Vēl viens milzīgs plusotne spararats ir iespēja ātri atjaunot vai uzņemties ļoti lielas jaudas, ierobežo tikai ar ierobežojumu materiālu gadījumā mehāniskās transmisijas vai "joslas platums" elektrisko, pneimatisko vai hidraulisko pārnesumu.

Diemžēl spararati ir jutīgi pret satricinājumiem un pagriežas, kas nav plaknes rotācijas plakne, jo tajā pašā laikā ir milzīgas giroskopiskas slodzes, cenšoties vadīt asi. Turklāt uzkrātā spararata enerģijas uzglabāšanas laiks ir salīdzinoši neliels, un tradicionālajām struktūrām parasti ir no dažām sekundēm līdz vairākām stundām. Tālāk, berzes enerģijas zudums kļūst pārāk pamanāms ... Tomēr mūsdienu tehnoloģijas ļauj krasi palielināt uzglabāšanas laiku - līdz vairākiem mēnešiem.

Visbeidzot, vēl viens nepatīkams brīdis - krājumu vērpšanas enerģija tieši ir atkarīga no tā rotācijas ātruma, tāpēc kā rotācijas ātrums mainās, ātrums mainās visu laiku. Tajā pašā laikā slodze ir ļoti bieži stabila rotācijas ātrums, kas nepārsniedz vairākus tūkstošus apgriezienu minūtē. Šī iemesla dēļ, tīri mehāniskās enerģijas pārvades sistēmas uz spararata un atpakaļ var būt pārāk sarežģīta ražošanā. Dažreiz, lai vienkāršotu situāciju, var elektromehāniskā transmisija, izmantojot motora ģeneratoru, kas novietots vienā vārpstā ar spararatu vai stingru pārnesumu, kas saistīts ar to. Bet tad enerģijas zudums ir neizbēgams, lai uzsildītu vadus un tinumus, kas var būt daudz lielāki nekā berzes zudumi un labos variāciju slīdēšanas.

Īpaši daudzsološs ir tā sauktie lielveikali, kas sastāv no tērauda lentes, stieples vai augstas stiprības sintētiskās šķiedras. Negādainība var būt blīvs, un var būt īpaši atstāta tukša telpa. Pēdējā gadījumā, kā sparararāts, lentes pagriezieni tiek pārvietoti no tās centra uz rotācijas perifēriju, mainot spararata inerces momentu, un, ja pavasara lente, tad enerģijas rezerves daļa enerģijā pavasara elastīgā deformācija. Rezultātā šādos spararatos rotācijas ātrums nav tik tieši saistīts ar uzkrāto enerģiju un ir daudz stabilāka nekā vienkāršākajās cietajās konstrukcijās, un to enerģijas intensitāte ir ievērojami lielāka.

Papildus vairāk enerģijas intensitātei, tie ir drošāki dažādu negadījumu gadījumā, jo, atšķirībā no fragmentiem lielu monolīta spararatu, savā enerģijā un destruktīvo izturību salīdzināmu ar lielgabalu kodoliem, pavasara fragmentiem ir daudz Mazāks "ietekmē spējas", un parasti diezgan efektīvi palēninās spararata apjomu berzes par lietas sienu. Šī paša iemesla dēļ, gan mūsdienu cieto lapu spararati, kas paredzēti darbam režīmos, kas atrodas tuvu pārdalei materiāla izturību, bieži tiek ražotas nevis monolītā, bet austi no kabeļiem vai šķiedrām, kas piesūcinātas ar saistvielu.

Moderns dizains ar vakuuma palātu rotācijas un magnētiskā suspensija no Kevlar Fiber Supervarker nodrošina blīvumu atmaksāto enerģiju vairāk nekā 5 MJ / kg, un var saglabāt kinētisko enerģiju pēc nedēļām un mēnešiem. Saskaņā ar optimistiskām aplēsēm, lieljaudas "SuperCarboon" šķiedras izmantošana palielinās rotācijas ātrumu un īpatnējo enerģijas enerģijas blīvumu, kas jāpalielina daudzas reizes - līdz 2-3 GJ / kg (sola, ka viena tādas veicināšana Spararats, kas sver 100-150 kg, ir pietiekami, lai darbotos miljonos kilometru vai vairāk, ti. par faktiski par visu automašīnu dzīvi!). Tomēr šīs šķiedras izmaksas joprojām ir daudzas reizes lielākas nekā zelta izmaksas, lai šādas automašīnas pat neietekmē arābu Sheikham ... vairāk par spararata diskiem var lasīt grāmatā Nurbia Gulia.

Giresonance Energy Storage

Šie diskdziņi ir vienādi sparararka, bet izgatavoti no elastīga materiāla (piemēram, gumija). Tā rezultātā šķiet būtiski jaunas īpašības. Tā kā apgriezieni palielinās tādā spararate, "izaugsme" - "ziedlapiņām" - vispirms kļūst par elipse, tad "ziedu" ar trīs, četrām un vairāk "ziedlapiņām" ... bet pēc veidošanās sākuma No "ziedlapiņām" rotācijas ātrums spararata tas praktiski nemainās, un enerģija ir inhibēta rezonanses vilnis elastīgās deformācijas no spararata veido šie "ziedlapiņām".

Šādas struktūras 1970. gadu beigās un 1980. gadu sākumā Donetskā nodarbojas ar N. Zharmash. To iegūtie rezultāti ir iespaidīgi - saskaņā ar tās aplēsēm, spararata darba ātrumā, kas ir tikai 7-8 tūkstoši apgr./min, uzglabātā enerģija bija pietiekama, lai vadītu 1500 km attālumā no 30 km attālumā ar parasto spararatu vienāda izmēra . Diemžēl jaunākā informācija par šāda veida diskdziņiem nav zināma.

Mehāniskie diski, izmantojot elastību

Šai ierīču klasei ir ļoti liela nabadzīgākā enerģijas jauda. Ja nepieciešams, atbilstība maziem izmēriem (vairāki centimetri) tās enerģijas intensitāte ir lielākais starp mehāniskiem diskiem. Ja masas lieluma raksturlielumu prasības nav tik grūti, tad lieli ultra ātruma spararati ir pārāka par tās enerģijas intensitāti, bet tie ir daudz jutīgāki pret ārējiem faktoriem un ir daudz mazāks enerģijas uzglabāšanas laiks.

Pavasara mehāniskie diski

Kompresijas un atsperes iztaisnošana var nodrošināt ļoti lielu patēriņu un enerģijas plūsmu uz vienu laika vienību - varbūt lielākā mehāniskā jauda starp visu veidu enerģijas uzglabāšanu. Tāpat kā spararatos, tas ir ierobežots tikai ar ierobežojumu fooling materiālu, bet atsperes parasti īsteno darba tulkošanas kustību tieši, un sparararatos bez diezgan sarežģītas pārraides nevar darīt bez mehāniskiem kaujas avotiem vai gāzes avotiem, kas ir ESSences ir iepriekš uzlādētas pneimatiskas atsperes; pirms šaujamieroču izskatu cīņai pie attāluma, tas tika izmantots arī pavasara ieročus - lokus un krustiņos, ilgi pirms tam jauna ēra Pilnībā tie, kas tika pilnībā piegādāti profesionālajos karavīros ar savu kinētisko enerģijas uzkrāšanos).

Uzkrātās enerģijas glabāšanas laiks saspiestā pavasarī var būt daudzus gadus. Tomēr jāpatur prātā, ka pastāvīgas deformācijas darbībā jebkurš materiāls laika gaitā uzkrājas nogurums, un pavasara metāla kristāla režģis atšķiras lēni, un jo lielāks ir iekšējie spriegumi un augstāka apkārtējās vides temperatūra, jo ātrāk tā notiks. Tāpēc pēc dažām desmitgadēm saspiests pavasaris, nemainot ārēji, tas var būt "atbrīvots" pilnībā vai daļēji. Tomēr augstas kvalitātes tērauda atsperes, ja tās netiek pakļautas pārkaršanas vai pārkaršanas, spēj strādāt gadsimtiem ilgi bez redzamiem tvertnes zudumiem. Piemēram, vintage sienu uzstādīti mehāniskie pulksteņi no viena pilnā auga joprojām iet divas nedēļas - tik vairāk nekā pusgadsimtu atpakaļ, kad tie tika veikti.

Ja tas ir nepieciešams, lai pakāpeniski vienotu "uzlādi" un "izlādi", atsperes, kas nodrošina šo mehānismu, var būt ļoti sarežģīts un kaprīzs (aplūkot to pašu mehānisko pulksteni - faktiski, pārnesumu kopums un citas daļas kalpo tieši šim nolūkam). Tas var vienkāršot situāciju, var elektromehānisko pārraidi, bet tas parasti uzliek ievērojamus ierobežojumus šādas ierīces tūlītējam jaudai, un, strādājot ar zemu jaudu (vairāki vati un mazāk), tā efektivitāte ir pārāk zema. Atsevišķs uzdevums ir maksimālās enerģijas uzkrāšanās minimālā tilpumā, jo tas notiek mehāniskās spriedzes, kas atrodas tuvu izmantoto materiālu stiprībai, kas prasa īpaši rūpīgus aprēķinus un nevainojamu ražošanas kvalitāti.

Runājot šeit par atsperēm, ir nepieciešams paturēt prātā ne tikai metālisku, bet arī citus elastīgus cietus elementus. Visbiežāk no tiem ir gumijas siksnas. Starp citu, enerģijā uzglabā uz masas vienību, gumija pārsniedz tērauda desmitiem reižu, bet tas kalpo par tādu pašu laiku mazāk, un, atšķirībā no tērauda, \u200b\u200btas zaudē savas īpašības dažu gadu laikā pat bez aktīvas Izmantot un pie ideāliem ārējiem apstākļiem - saskaņā ar straujo ķīmisko novecošanos un materiāla degradāciju.

Gāzes mehāniskie diski

Šajā ierīču klasē enerģija uzkrājas sakarā ar saspiesta gāzes elastību. Ar pārpalikumu enerģijas, kompresoru sūkņi gāzi uz balonu. Ja tas ir nepieciešams, lai izmantotu labi enerģiju, saspiestā gāze tiek piegādāta turbīnai tieši veic nepieciešamo mehānisko darbu vai rotējošu elektrisko ģeneratoru. Turbīnas vietā varat izmantot virzuļdzinēju, kas ir efektīvāks ar nelielām jaudām (starp citu, ir arī atgriezeniskas virzuļa kompresoru dzinēji).

Gandrīz katrs mūsdienu rūpniecības kompresors ir aprīkots ar līdzīgu akumulatoru - uztvērēju. Tiesa, spiediens tur reti pārsniedz 10 bankomātu, un tāpēc energoapgāde šādā uztvērējā nav ļoti liela, bet tas parasti ļauj jums palielināt instalācijas resursu un ietaupīt enerģiju vairākas reizes.

Gāze, saspiests ar spiedienu desmitiem un simtiem atmosfēru, var nodrošināt pietiekami augstu īpašu atmaksāto enerģijas blīvumu gandrīz neierobežotam laikam (mēnešiem, gadiem, un ar augstu uztvērēja kvalitāti un stiegrojumu - desmitiem gadu, - nē Wonder pneimatiskie ieroči, izmantojot Sphaw, var saņemt gāzi, saņemtu šādu plaši izplatītu). Tomēr kompresors iekļauts iekārtā ar turbīnu vai virzuļa dzinēju, ierīces ir diezgan sarežģītas, kaprīzs un ļoti ierobežots resurss.

Daudzsološā tehnoloģija enerģijas rezervju radīšanai ir gaisa saspiešana sakarā ar pieejamo enerģiju laikā, kad tūlītēja vajadzība pēc pēdējiem trūkst. Saspiests gaiss tiek atdzesēts un uzglabāts pie spiediena 60-70 atmosfēras. Ja nepieciešams, tērēt uzglabāto enerģiju, gaiss tiek iegūts no diska, uzsilda un pēc tam iekļūst īpašā gāzes turbīnā, kur saspiesta un apsildāmā gaisa enerģija rotē turbīnu kāpumus, kura vārpstas ir savienots ar elektrisko ģeneratora izeju elektroenerģijas sistēmā.

Saspiesta gaisa uzglabāšanai tiek ierosināts, piemēram, izmantot piemērotas kalnrūpniecības un speciāli izveidotas pazemes konteinerus hidrohloros. Koncepcija nav jauna, saspiesta gaisa uzglabāšana pazemes alā tika patentēta atpakaļ 1948. gadā, un pirmais augs ar saspiestu gaisa enerģiju (caes - saspiesta gaisa enerģijas uzglabāšana) ar jaudu 290 MW darbojas Huntorf spēkstacijā Vācijā kopš 1978. gada. Gaisa saspiešanas stadijā siltuma veidā tiek zaudēts liels enerģijas daudzums. Šo zaudēto enerģiju kompensē saspiests gaiss līdz gāzes turbīnas paplašināšanas posmam un izmanto ogļūdeņražu degvielu, ar kuru palielinās gaisa temperatūra. Tas nozīmē, ka iekārtām ir tālu no simtprocenta efektivitātes.

Ir daudzsološs virziens, lai palielinātu EAS efektivitāti. Tas sastāv no kompresora darbības laikā atbrīvotā siltuma saglabāšanai kompresijas un gaisa dzesēšanas posmā, kam seko tā atkārtota izmantošana ar aukstā gaisa apstrādes aparātu (tā saukto atveseļošanos). Tomēr šī iespēja ir būtiskas tehniskas grūtības, jo īpaši virzienā izveidot sistēmu ilgtermiņa siltuma saglabāšanai. Gadījumā, ja šīs problēmas risināt, AA-ca (Advanced Adiabatic-ca) var pavērt ceļu liela mēroga enerģijas uzglabāšanas sistēmām, problēmu izvirzīja pētnieki visā pasaulē.

Dalībnieki Kanādas starta hidrostorā piedāvāja vēl vienu neparastu risinājumu - sūkņa enerģiju zemūdens burbuļiem.

Siltumenerģijas uzkrāšanās

Mūsu klimatiskajos apstākļos apkurei tiek iztērēta ļoti nozīmīga (bieži vienatnē patērētās enerģijas daļa. Tāpēc būtu ļoti ērti uzkrāt tieši siltumu un pēc tam saņemt to atpakaļ. Diemžēl vairumā gadījumu atmaksātās enerģijas blīvums ir ļoti mazs, un tās saglabāšanas laiks ir ļoti ierobežots.

Ir siltuma baterijas ar cietu vai kušanas siltuma uzkrāšanas materiālu; šķidrums; tvaiks; termohēmisks; ar elektrisko sildīšanas elementu. Termiskās baterijas var savienot ar sistēmu ar cietā kurināmā katlu ar noteiktu sistēmu vai kombinētu sistēmu.

Enerģijas uzkrāšanās sakarā ar siltuma jaudu

Šāda veida diskos tiek veiktas siltuma uzkrāšanās vielas siltuma jaudas dēļ, kas kalpo kā darba šķidrums. Klasisks termiskā akumulatora piemērs var kalpot kā krievu krāsns. Viņa tika izvilkta vienu reizi dienā, un tad viņa pēc tam sildīja māju dienas laikā. Mūsdienās zem termiskās akumulatora tas visbiežāk ir paredzēts karstā ūdens uzglabāšanas glabāšanai ar augstu siltumizolācijas īpašībām.

Ir siltuma akumulatori un, piemēram, cieto dzesētāju, keramikas ķieģeļos.

Dažādām vielām ir atšķirīga siltuma jauda. Lielākajā daļā tā ir robežās no 0,1 līdz 2 kJ / (kg · k). Nenormāli liela siltuma jauda ir ūdens - tā siltuma jauda šķidrā fāzē ir aptuveni 4,2 kJ / (kg · k). Augstāka siltuma jauda ir tikai ļoti eksotiska litija - 4.4 kJ / (kg · k).

Tomēr papildus konkrētajam siltumam (pēc svara), ir nepieciešams ņemt vērā apjoma siltuma jaudu, kas ļauj noteikt, cik daudz siltuma ir nepieciešama, lai mainītu tādu pašu tilpuma dažādu vielu tādu pašu vērtību . To aprēķina no parastās specifiskās (masas) siltuma jaudas, reizinot to uz attiecīgās vielas īpašo blīvumu. Siltuma ietilpības apjoms jākoncentrējas, ja tas ir svarīgāks par siltumaapulatora tilpumu nekā tās svars.

Piemēram, tērauda īpašā siltuma ietilpība ir tikai 0,46 kJ / (kg · k), bet blīvums ir 7800 kg / kubikmetri, un, piemēram, polipropilēnā - 1.9 kJ / (kg · k) - 4 reizes vairāk reizes vairāk, bet tās blīvums tas ir tikai 900 kg / kubikmetru. Tāpēc ar tādu pašu tilpumu tērauds varēs nolikt 2,1 reizes vairāk siltuma nekā polipropilēns, lai gan tas būs grūtāk gandrīz 9 reizes. Tomēr sakarā ar neparasti lielu ūdens siltuma tilpumu, neviens materiāls var pārsniegt to un apjoma siltumu. Tomēr dzelzs un tā sakausējumu (tērauda, \u200b\u200bčuguna) apjoma siltuma jauda atšķiras no ūdens, kas ir mazāks par 20% - vienā kubikmetru, ko katra pakāpes temperatūras maiņa var krājumu vairāk nekā 3,5 mj siltumu, nedaudz mazāks tilpums ar vara - 3.48 Mj /(kub.musta). Gaisa siltuma jauda normālos apstākļos ir aptuveni 1 kJ / kg vai 1,3 kJ / kubikmetri, lai kubikmetru apsildītu 1 °, tas ir pietiekams, lai atdzist tādā pašā mērā tikai mazāk nekā 1/3 litri ūdens (dabiski) , vairāk karsts nekā gaiss).

Pateicoties ierīces vienkāršībai (kas var būt vieglāka cieta cieta viela vai slēgta rezervuāra ar šķidru siltumnesēju?) Šādām enerģijas uzglabāšanas ierīcēm ir praktiski neierobežots enerģijas uzkrāšanas ciklu skaits un ļoti ilgs pakalpojums Dzīve - šķidrajiem dzesētājiem, lai izžāvētu šķidrumu vai pirms tvertnes bojājumiem no korozijas vai citu iemeslu dēļ, šie ierobežojumi trūkst cietības. Bet uzglabāšanas laiks ir ļoti ierobežots, un parasti svārstās no vairākām stundām līdz vairākām dienām - uz ilgāku laiku, parastā siltumizolācija, lai saglabātu siltumu, vairs nav spējīga, un īpašais enerģijas blīvums ir mazs.

Visbeidzot, ir jāuzsver vēl viens apstāklis, - ne tikai siltuma jauda, \u200b\u200bbet arī siltuma vadītspēja siltuma un akumulatoru vielas ir svarīga efektīvai darbam. Ar augstu siltuma vadītspēju, pat pietiekami ātri izmaiņas ārējos apstākļos, siltuma akupunktūra reaģēs uz visu savu masu, un tāpēc visu neseno enerģiju - tas ir, cik efektīvi iespējams.

Sliktas siltumvadītspējas gadījumā tikai siltuma akumulatora virsmas daļai būs laiks reaģēt, un īstermiņa izmaiņas ārējos apstākļos vienkārši nav laika, lai sasniegtu, un būtisku daļu no šāda siltuma būtības Akumulators tiks faktiski izslēgts no darba.

Apskatītajā nedaudz augstākajā piemērā minētajā polipropilēnā ir gandrīz 200 reizes mazāk nekā tērauda siltumvadītspēja, un tāpēc, neskatoties uz pietiekami lielu īpašo siltumu, efektīvais siltuma akceumators nevar būt. Tomēr tehniski problēma ir viegli atrisināta, organizējot īpašus kanālus dzesēšanas šķidruma cirkulācijas iekšpusē siltuma akumulatoru, bet ir skaidrs, ka šāds risinājums sarežģī ievērojami sarežģī dizainu, samazina tās uzticamību un enerģijas intensitāti un noteikti prasīs periodisku uzturēšanu, kas ir maz ticams, ka būt monolīta viela.

Kā tas nešķiet dīvaini, dažreiz ir nepieciešams uzkrāt un saglabāt ne siltu un aukstu. ASV, vairāk nekā desmit gadus ir ekspluatācijas uzņēmumi, kas piedāvā "baterijas", pamatojoties uz ledus uzstādīšanai gaisa kondicionieriem. Naktī, kad elektroenerģija pārsniedz, un tas tiek pārdots par samazinātiem tarifiem, gaisa kondicionēšana sasalst ūdeni, tas ir, tas nonāk ledusskapja režīmā. Dienas laikā tas patērē vairākas reizes mazāk enerģijas, strādājot kā ventilators. Šajā laikā ir atvienots ar enerģiju nesaturošu kompresoru. .

Enerģijas uzkrāšanās, mainot vielas fāzes stāvokli

Ja jūs uzmanīgi aplūkojat dažādu vielu siltuma parametrus, var redzēt, ka mainot kopējo stāvokli (kausēšanas sacietēšanu, iztvaikošanas-kondensāciju), ir ievērojama enerģijas absorbcija vai emisija. Lielākajai daļai vielu šādu transformāciju siltumenerģija ir pietiekama, lai mainītu tādu pašu daudzumu tādu pašu vielu temperatūru daudziem desmitiem, un pat simtiem grādu šajās temperatūras diapazonā, kur tās kopējais stāvoklis nemainās. Bet, kā jūs zināt, kamēr kopējais stāvoklis visa tilpuma vielas kļūst vienādi, tās temperatūra ir gandrīz nemainīga! Tādēļ būtu ļoti vilinoši uzkrāt enerģiju sakarā ar izmaiņām kopējā valsts - enerģija uzkrājas daudz, un temperatūra mainās maz, tā kā rezultātā nebūs nepieciešams atrisināt problēmas, kas saistītas ar apkuri augstas temperatūrasUn tajā pašā laikā jūs varat iegūt labu spēju šādu siltuma akumulatoru.

Kausēšana un kristalizācija

Diemžēl šobrīd ir praktiski nekādas lētas, drošas un sadalīšanās izturīgas vielas ar lielu fāzes pārejas enerģiju, kuru kušanas temperatūra atradās visatbilstošākajā diapazonā - no aptuveni + 20 ° C līdz + 50 ° C (maksimums) + 70 ° C - tas joprojām ir salīdzinoši droša un viegli sasniedzama temperatūra). Parasti šajā temperatūras diapazonā ir uzstādīti sarežģīti organiskie savienojumi, kas nav noderīgi veselībai un bieži ātri oksidējoties gaisā.

Varbūt vispiemērotākās vielas ir parafīnas, no kurām lielākā daļa, atkarībā no pakāpes atrodas diapazonā no 40..65 ° C (lai gan ir arī "šķidrie" parafīni ar 27 ° C kušanas temperatūru un mazāk, \\ t Kā arī saistītie parafīni dabiskais oksīds, kura kušanas temperatūra atrodas 58..100 ° C temperatūrā). Un parafīni, un ātrs ir diezgan drošs un izmantots, tostarp medicīniskiem nolūkiem, lai tieši iesildītos slimības vietas uz ķermeņa.

Tomēr ar labu siltuma jaudu, to siltuma vadītspēja ir diezgan maza - tas ir tik mazs, ka parafīns vai ezozoziņš, apsildāms līdz 50-60 ° C, ir tikai patīkami karsts, bet ne dedzināšana, kā tas būtu ar ūdeni Uzkarsē līdz tai pašai temperatūrai, - medicīnai, tas ir labs, bet siltuma akumulatoram tas ir beznosacījumu mīnus. Turklāt šīs vielas nav tik uzmundrināt, pieņemsim, ka Ozokenerīta vairumtirdzniecības cena 2009. gada septembrī bija aptuveni 200 rubļu par kilogramu, un parafīna kilogramu izmaksas no 25 rubļiem (tehniskiem) līdz 50 un augstākiem (augsti attīrīts ēdiens, t.e. Piemērots lietošanai, kad iepakošanas produkti). Tās ir vairumtirdzniecības cenas pusēm dažās tonnās, mazumtirdzniecība arvien vairāk ir vismaz pusotru.

Tā rezultātā parafīna siltuma akumulatora ekonomiskā efektivitāte izrādās lielā jautājumā - jo kilogrami-cits parafīns vai ozokenerīts ir piemērots tikai medicīniskai sasilšanai maršruta mugurkaula pāris desmitiem minūšu laikā un lai nodrošinātu a Stabila temperatūra vairāk vai mazāk plaša mājokļa vismaz parafīna siltuma akumulatora dienā ir jāmēra ar tonnām, tāpēc tās vērtība nekavējoties tuvojas pasažieru automobiļa izmaksām (lai gan zemāks cenu segments)!

Jā, un fāzes pārejas temperatūra, ideālā gadījumā, precīzi atbilst ērtai diapazonam (20..25 ° C) - pretējā gadījumā tas vēl būs organizēt kādu siltuma pārneses kontroles sistēmu. Tomēr kušanas temperatūra 50..54 ° C temperatūrā, kas raksturīga ļoti attīrītiem parafīniem, kombinācijā ar augstu siltuma pāreju (nedaudz vairāk nekā 200 kg / kg), ir ļoti labi piemērota siltuma akseleratoram, \\ t Paredzēts, lai nodrošinātu karstu ūdeni un ūdens sildīšanu, problēma ir tikai zemā siltuma vadītspēja un augstu parafīna cenu.

Bet attiecībā uz nepārvaramas varas gadījumā parafīnu var izmantot kā degvielu ar labu siltumietilpību (lai gan tas nav tik viegli izdarāms - atšķirībā no benzīna vai petrolejas, šķidruma un īpaši cietā parafīna gaisā nav sadedzināt, pārliecinieties, ka Nepieciešama Wick vai cita ierīce, lai barotu degšanas zonu, nav parafīns, bet tikai viņa tvaiks)!

Siltumenerģijas uzglabāšanas piemērs, kas balstīts uz kušanas un kristalizācijas ietekmi, var kalpot kā siltumenerģijas uzglabāšanas sistēma, kas balstīta uz silīciju, kuru izstrādāja Austrālijas uzņēmuma Lajas siltuma uzglabāšana.

Iztvaikošana un kondensāts

Iztvaikošanas kondensācijas siltums parasti ir vairākas reizes lielāks nekā kušanas kristalizācijas siltums. Un šķiet, ka vēlamā temperatūras diapazonā iztvaicētas dažas vielas. Papildus atklāti indīgu servo oglekli, acetonu, etilēteri utt. Ir etilspirts (tās relatīvā drošība ir pierādīta katru dienu personīgajā piemērā ar miljoniem alkoholiķu visā pasaulē!). Normālos apstākļos alkohola tapas 78 ° C temperatūrā un tās iztvaikošanas siltums ir 2,5 reizes lielāks par kušanas ūdens (ledus) siltumu un ir līdzvērtīgs tam, lai sildītu tādu pašu šķidrā ūdens daudzumu līdz 200 °.

Tomēr, atšķirībā no kausēšanas, kad izmaiņas tilpuma vielas reti pārsniedz dažus procentus, iztvaicējot pāris aizņem visu to sniegto apjomu. Un, ja šis apjoms ir neierobežots, pāriem pazudīs, neatsaucami pārvadā ar viņiem visu uzkrāto enerģiju. Slēgtā apjomā spiediens nekavējoties sāk augt, novēršot jaunu darba šķidruma daļu iztvaikošanu, jo tas notiek visvairāk parastajā spiediena plītī, tāpēc kopējās valsts maiņa piedzīvo tikai nelielu daļu no darba Viela, pārējie turpina uzsildīt, bet šķidrā fāzē. Tas atver lielu darbības jomu izgudrotājiem - izveidot efektīvu siltuma akumulatoru, pamatojoties uz iztvaikošanu un kondensāciju ar hermētiski mainīgu darbnīcu.

Fāzes pārejas no otrā veida

Papildus fāzu pārejām, kas saistītas ar apkopotā stāvokļa maiņu, dažām vielām un vienas kopējās valsts robežās var būt vairākas atšķirīgas fāzes valstis. Šādu fāzes stāvokļu maiņa ir saistīta arī ar ievērojamu enerģijas izlaišanu vai absorbciju, lai gan tas parasti ir daudz mazāk nozīmīgs nekā ar izmaiņām vielas kopējā stāvoklī. Turklāt daudzos gadījumos, ar līdzīgām izmaiņām, atšķirībā no kopējās valsts izmaiņām, temperatūra histerēze notiek - temperatūra tiešās un reversās fāzes pārejas var ievērojami atšķirties, reizēm desmitiem un pat simtiem grādu.

Elektroenerģijas uzglabāšana

Elektroenerģija ir ērtākais un universālais enerģijas veids mūsdienu pasaule. Nav pārsteidzoši, ka elektroenerģijas diski attīstās visstraujāk. Diemžēl vairumā gadījumu zemu izmaksu ierīču īpašā jauda ir maza, un ierīces ar augstu specifisku jaudu ir pārāk dārgi, lai uzglabātu lielas enerģijas rezerves ar masu lietojumprogrammām un ļoti īslaicīgu.

Kondensatori

Visvairāk masīvākie "elektriskie" enerģijas diskus ir parastie radiotehniskie kondensatori. Viņiem ir milzīgs ātrums uzkrāšanos un enerģijas ietekmi - kā noteikumu, no vairākiem tūkstošiem līdz daudziem miljardiem pilnu ciklu sekundē, un spēj strādāt plašā temperatūrā daudzus gadus, un pat gadu desmitiem. Apvienojot vairākus kondensatorus paralēli, viegli palielināt to kopējo ietilpību līdz vēlamajai vērtībai.

Kondensatori var iedalīt divās lielās klasēs - ne polārā (parasti "sauss", t.i., kas satur šķidro elektrolītu) un polāro (parasti elektrolītisko). Šķidrā elektrolīta izmantošana nodrošina būtiski kvalificētu konteineru, bet gandrīz vienmēr ir nepieciešama atbilstība polaritātei, kad tas ir saistīts. Turklāt elektrolītiskie kondensatori bieži ir jutīgāki pret ārējiem apstākļiem, galvenokārt uz temperatūru un ir mazāks kalpošanas laiks (laika gaitā elektrolīts tiek iznīcināts un izžūst).

Tomēr kondensatoriem ir divi galvenie trūkumi. Pirmkārt, tas ir ļoti neliels īpašs saindēšanās enerģijas blīvums un tādējādi mazs (salīdzinājumā ar cita veida diskdziņiem). Otrkārt, tas ir neliels uzglabāšanas laiks, ko parasti aprēķina momenti un sekundes un reti pārsniedz vairākas stundas, un dažos gadījumos tikai nelielas otrās daļas. Rezultātā kondensatoru apjomu ierobežo dažādas elektroniskās shēmas un īstermiņa uzkrāšanās, kas ir pietiekams, lai iztaisnotu, koriģētu un filtrētu strāvu elektroenerģijas elektrotehnikā - vairāk, tie nav pietiekami.

Jonisti

Jonistori, kurus dažreiz sauc par "SuperCapacitors", var uzskatīt par sava veida starpproduktu saikni starp elektrolītiskajiem kondensatoriem un elektroķīmiskajām baterijām. No pirmās viņi mantoja praktiski neierobežotu skaitu uzlādes ciklu, un no otrās - salīdzinoši zemās uzlādes strāvas un izplūdes (pilna uzlādes cikls var ilgt otru vai pat daudz ilgāk). Konteineri ir arī robežās starp visvairāk kondensatoru un mazo bateriju - parasti energoapgāde ir no vienībām līdz vairākiem simtiem jowle.

Turklāt jāatzīmē pietiekami augsts josonistu jutīgums līdz temperatūrai un ierobežotam uzlādes uzglabāšanas laikam - no vairākām stundām līdz vairākām nedēļām.

Elektroķīmiskās baterijas

Elektroķīmiskās baterijas tika izgudrotas elektrotehnikas attīstības dawn, un tagad tos var atrast visur - no mobilā tālruņa uz lidmašīnām un kuģiem. Vispārīgi runājot, viņi strādā, pamatojoties uz dažām ķīmiskām reakcijām, un tāpēc tās var attiecināt uz nākamo sadaļu mūsu izstrādājumā - "ķīmiskās enerģijas izmaiņas". Bet, tā kā šis brīdis parasti nav uzsvērts, bet vērš uzmanību uz to, ka baterijas uzkrāt elektroenerģiju, uzskata tos šeit.

Kā likums, ja nepieciešams, uzglabāt diezgan lielu enerģiju - no vairākiem simtiem kilodrhouls un vairāk - svina-skābes baterijas (piemērs - jebkurš auto). Tomēr viņiem ir ievērojamas dimensijas un, pats galvenais, svars. Ja jums ir nepieciešams mazs svars un mobilitāte ierīces, tad tiek izmantoti vairāk mūsdienu bateriju veidi - niķeļa-kadmija, metāla-hidrīda, litija jonu, polimēra jonu utt. Tomēr ir daudz augstāka specifiska jauda Izmaksas par enerģijas uzglabāšanu tie ir ievērojami iepriekš, tāpēc to izmantošana parasti ir ierobežota līdz salīdzinoši mazām un ekonomiskām ierīcēm, piemēram, mobilajiem tālruņiem, foto un video kamerām, klēpjdatoriem utt.

Nesen spēcīgas litija jonu baterijas ir sākušas hibrīdautomobiļiem un elektriskajiem transportlīdzekļiem. Papildus mazāk svara un lielāku specifisku jaudu, atšķirībā no svina skābes, tie ļauj mums praktiski pilnībā izmantot savus nominālos konteinerus, tiek uzskatīti par ticamākiem un ar lielāku kalpošanas laiku, un to energoefektivitāte pilnā ciklā pārsniedz 90%, Lai gan līderu bateriju energoefektivitāte pēdējo 20% apmērā no tvertnes var samazināt līdz 50%.

Saskaņā ar lietošanas veidu elektroķīmiskās baterijas (galvenokārt spēcīgas) arī ir sadalītas divās lielās klasēs - tā sauktā vilces un sākuma. Parasti sākuma akumulators var veiksmīgi strādāt pietiekami kā vilces (galvenais ir kontrolēt izplūdes pakāpi un nesaņemiet to uz šādu dziļumu, kas ir atļauta vilces baterijām), bet, lietojot pārāk augstu slodzes strāvu, tas ir atļauts var ļoti ātri izvadīt vilces akumulatoru.

Elektroķīmisko bateriju trūkumi ietver ļoti ierobežotu skaitu maksas izlādes ciklu (vairumā gadījumu no 250 līdz 2000, un ar neatbilstību ražotāju ieteikumiem - daudz mazāk), un pat ja nav aktīvas darbības, lielākā daļa veidu Baterijas tiek noārdītas pēc vairākiem gadiem, zaudējot patērētāju īpašības.

Tajā pašā laikā daudzu veidu bateriju kalpošanas laiks nav no to darbības sākuma, bet no ražošanas brīža. Turklāt attiecībā uz elektroķīmiskajām baterijām, jutība pret temperatūru, ilgu laiku, reizēm desmit reizes lielāks nekā izlādes laiks, un nepieciešamība ievērot lietošanas metodi (novēršot dziļu novadīšanu svina baterijām, un, gluži pretēji , atbilstība pilnam uzlādes ciklam metāla hidrīda un hidrīda un daudziem citiem bateriju veidiem). Maksa uzglabāšanas laiks ir diezgan ierobežots - parasti no nedēļas uz gadu. Vecās baterijas samazina ne tikai jaudu, bet arī uzglabāšanas laiku, un otrs var samazināt daudzas reizes.

Notiek attīstība, lai izveidotu jaunus elektrisko bateriju veidus un uzlabotu esošās ierīces, netiek apturētas.

Ķīmiskā enerģijas uzglabāšana

Ķīmiskā enerģija ir enerģija, "uzglabā" vielu atomos, kas tiek izlaists vai absorbēts ķīmiskajās reakcijās starp vielām. Ķīmiskā enerģija tiek uzsvērta siltuma veidā, veicot eksotermiskas reakcijas (piemēram, degvielas dedzināšana) vai tiek pārvērsta elektriskajā elektroniskajos elementos un baterijās. Šos enerģijas avotus raksturo augsta efektivitāte (līdz 98%), bet zems konteiners.

Ķīmiskās enerģijas uzkrāšanas ierīces ļauj jums saņemt enerģiju gan formā, no kuras tā ir pastiprināta un jebkurā citā. Jūs varat piešķirt "degvielu" un "nelegālās" šķirnes. Atšķirībā no zemas temperatūras termokhēmiskiem diskiem (nedaudz vēlāk), kas var akciju enerģiju, vienkārši novietots diezgan silta vietā, nedarīt bez īpašām tehnoloģijām un augsto tehnoloģiju aprīkojumu, dažreiz ļoti apgrūtinoša. Jo īpaši, ja, ja zemas temperatūras termohēmiskās reakcijas gadījumā reaģenta maisījums parasti nav sadalīts un vienmēr ir vienā tvertnē, reaģenti augstas temperatūras reakcijas tiek uzglabāti atsevišķi viens no otra un ir saistīti tikai tad, kad jums ir nepieciešams, iegūt enerģiju.

Degvielas enerģijas uzkrāšanās

Enerģijas uzkrāšanas posmā rodas ķīmiska reakcija, kā rezultātā degviela tiek atjaunota, piemēram, ūdeņradis - tiešā elektrolīze elektroķīmiskajās šūnās, izmantojot katalizatoru vai izmantojot termisko sadalīšanos, piemēram, elektrisko loka vai ļoti koncentrētu saules gaismu . "Atbrīvo" oksidējošo vielu var samontēt atsevišķi (skābeklim ir nepieciešams slēgtā izolēta objekta apstākļos - zem ūdens vai kosmosā) vai kā neatrauti "ir", jo šīs oksidētā kurināmā izmantošanas laikā , tas būs pietiekami pietiekami vidē, un nav nepieciešams pavadīt vietu un līdzekļus tās organizētajai glabāšanai.

Enerģijas ieguves stadijā uzkrātais degviela ir oksidēta ar enerģijas atbrīvošanu tieši vēlamajā formā, neatkarīgi no tā, kā šī degviela tika iegūta. Piemēram, ūdeņradis var dot nekavējoties siltumu (dedzinot degli), mehānisko enerģiju (ja to piemēro kā degvielu uz iekšdedzes dzinēju vai turbīnu) vai elektroenerģiju (oksidējot degvielas šūnā). Parasti šādām oksidācijas reakcijām ir nepieciešama papildu uzsākšana (aizdedze), kas ir ļoti ērta, lai kontrolētu enerģijas ieguves procesu.

Šī metode ir ļoti pievilcīga, neatkarīgi no enerģijas uzkrāšanas posmiem ("uzlādes") un tās izmantošana ("izlāde"), augsta specifiska enerģijas jauda degvielā (desmitiem megalulu uz kilogramu degvielas) un ilgu laiku -TERM uzglabāšana (nodrošinot pareizu tvertņu sasprinšanos - daudzus gadus). Tomēr tās plašā izplatīšana kavē nepilnīgas pūles un augstas izmaksu tehnoloģijas, augsta ugunsgrēka un sprādzienbīstamība visos posmos, strādājot ar šādu degvielu, un, kā rezultātā, nepieciešamību pēc augstas personāla kvalifikācijas, apkalpojot un ekspluatējot šīs sistēmas. Neskatoties uz šīm nepilnībām pasaulē, dažādas iekārtas tiek izstrādātas, izmantojot ūdeņradi kā rezerves enerģijas avotu.

Enerģijas uzkrāšanās ar termohēmiskām reakcijām

Garā ķīmisko reakciju grupai ir garš un plaši pazīstams, kas slēgtā traukā, kad apsildīts, iet vienā virzienā ar enerģijas absorbciju un dzesējot, atpakaļgaitā ar enerģijas atbrīvošanu. Šādas reakcijas bieži sauc par termohēmisko. Šādu reakciju energoefektivitāte parasti ir mazāka nekā mainot vielas kopējo stāvokli, bet arī ļoti pamanāmi.

Šādas thermochemical reakcijas var uzskatīt par sava veida fāzes stāvoklis reaģentu maisījuma, un problēmas šeit rodas par to pašu - ir grūti atrast lētu, drošu un efektīvu vielu maisījumu, kas veiksmīgi rīkojas līdzīgā veidā Temperatūras diapazons no + 20 ° C līdz + 70 ° C. Tomēr viens šāds sastāvs ir zināms ilgu laiku - tas ir glauberova sāls.

Mirabilite (viņš ir arī Glauberova sāls, tas pats desmit nātrija sulfāts Na2SO4 · 10h2o), kas iegūts elementāru ķīmisku reakciju rezultātā (piemēram, pievienojot vārīšanas sāli sērskābē) vai ražo "gatavā formā" kā minerālu resurss.

No siltuma uzkrāšanas viedokļa visvairāk interesanta iezīme Miracycite ir tas, ka tad, kad temperatūra tiek paaugstināta virs 32 ° C, piesaistītais ūdens sāk atbrīvot, un izskatās kā "kušanas" kristāli, kas izšķīst tajā pašā ūdens perspektīvā. Kad temperatūra samazinās līdz 32 ° C, brīvais ūdens atkal ir saistošs ar kristāllīnes struktūru - kristalizācija notiek. Bet vissvarīgākais ir šīs hidratācijas-dehidratācijas reakcijas siltums ir ļoti liels un ir 251 kJ / kg, kas ir ievērojami virs parafīnu kušanas-kristalizācijas siltuma, lai gan par trešdaļu mazāk nekā ledus siltums kausēšana (ūdens).

Tādējādi siltuma kumolkulators, kas balstīts uz piesātināto mirgojamā šķīdumu (piesātināts temperatūrā virs 32 ° C), var efektīvi uzturēt temperatūru 32 ° C ar lielu uzkrāšanas resursu vai enerģijas ātrumu. Protams, par pilnu karstā ūdens apgādi, šī temperatūra ir pārāk zema (duša ar šo temperatūru vislabāk tiek uztverta kā "ļoti atdzist"), bet šādas temperatūras gaiss var būt pietiekami.

Lēmuma ķīmiskās enerģijas uzkrāšanās

Šādā gadījumā "uzlādes" posmā no dažām ķimikālijām tiek veidotas citas, un šī procesa gaitā enerģija tiek pastiprināta iegūtajās jaunajās ķīmiskajās saitēs (teiksim, dzēšanas kaļķi ar apkuri tiek tulkota negro stāvoklī ).

Ar "izlādi" rodas reversā reakcija, ko papildina iepriekš uzglabātās enerģijas (parasti siltuma veidā, dažkārt papildus gāzes formā, kas var tikt iesniegta turbīnai) - jo īpaši tas ir precīzi kad kaļķa ar ūdeni "dzesēšana". Atšķirībā no degvielas metodēm, tas parasti ir pietiekami, lai sāktu reakciju būt viegli savienots ar otru - papildu uzsākšanas procesa (pieeja) nav nepieciešama.

Faktiski šāda veida termohemiskā reakcija, tomēr atšķirībā no zemas temperatūras reakcijām, kas aprakstītas siltumenerģijas uzglabāšanas ierīču izskatīšanā un neprasa īpašus nosacījumus, šeit mēs runājam par temperatūru daudzos simtos, vai pat tūkstošiem grādi. Rezultātā katrā kilogramā saglabātā enerģijas daudzums ir ievērojami pieaug, bet iekārta ir daudz reižu sarežģītāka, visaptverošāka un dārgāka nekā tukša plastmasas pudeles vai vienkārša reaģentu tvertne.

Nepieciešamība patērēt papildu vielu - teikt, ūdens, lai attīrītu kaļķi - nav būtisks trūkums (ja nepieciešams, ir iespējams savākt ūdeni, kas tiek izlaists pārejot uz kaļķa pāreju negro stāvoklī). Bet īpašie nosacījumi šīs negetes kaļķa uzglabāšanai, kuru pārkāpums ir pilns ne tikai ar ķīmiskiem apdegumiem, bet arī sprādzienu, tiem, un tai ir līdzīgi veidi, kas ir maz ticams, ka tie ir plaši.

Citi enerģijas uzglabāšanas veidi

Papildus tiem, kas aprakstīti iepriekš, ir arī citi enerģijas uzglabāšanas veidi. Tomēr tie pašlaik ir ļoti ierobežoti attiecībā uz enerģijas enerģijas blīvumu un tās uzglabāšanas laiku ar augstu precīzu vērtību. Tāpēc, kamēr tie ir vairāk piemēroti izklaidei, un to ekspluatācija netiek uzskatīta par nopietniem mērķiem. Piemērs ir fosforegulācijas krāsas, ganāmpulka enerģija no spilgta gaismas avota un pēc tam spīd dažu sekunžu laikā un pat ilgu minūti. Viņu modernās modifikācijas jau sen satur indīgu fosforu un ir diezgan droši pat lietošanai bērnu rotaļlietās.

Super vadošā magnētiskā enerģijas uzkrāšana uzglabā to lielā magnētiskā konstantā strāvas magnētiskā spolē. To var pārvērst par mainīgu elektrisko strāvu pēc vajadzības. Zemas temperatūras diskdziņi tiek atdzesēti ar šķidro hēliju un pieejamu rūpniecības uzņēmumi. Augstas temperatūras uzglabāšanas ierīces, kas atdzesētas ar šķidro ūdeņradi, joprojām tiek izstrādātas un var būt pieejamas nākotnē.

Super vadošiem magnētiskajiem enerģijas diskiem ir ievērojamas dimensijas un parasti tiek izmantotas īsu laika periodu, piemēram, pārslēgšanas laikā. Publicēts

Kā tieši enerģija tiek saglabāta Atds (Adenozīna trofosfāts) un kā tas ir dots, lai veiktu kādu noderīgu darbu? Šķiet neticami grūti, ka dažas abstrakta enerģija pēkšņi saņem materiālu pārvadātāju formā molekulu iekšpusē dzīvo šūnu, un ka to var atbrīvot nevis formā siltuma (kas ir vairāk vai mazāk skaidrs), bet formā veidojot citu molekulu. Parasti teksta grāmatu autorus ierobežo frāze "Enerģija tiek pastiprināta ar augsta enerģijas savienojumu starp molekulas daļām, un tiek dota šī savienojuma pārtraukumam, padarot noderīgu darbu," bet tas nepaskaidro kaut kas.

Visbiežāk iezīmes, šīs manipulācijas ar molekulām un enerģiju notiek šādi: Vispirms. Vai ir izveidotas hloroplastos līdzīgu reakciju ķēdē. Tas tiek tērēts enerģijai, kas iegūta ar kontrolētu barības vielu sadedzināšanu tieši mitohondriju iekšpusē vai saules gaismas fotonu enerģiju, kas nokrīt hlorofila molekulā. Tad ATP tiek piegādāts šūnu šūnās, kur ir nepieciešams veikt kādu darbu. Un, izņemot vienu vai divas fosfātu grupas no tā, enerģija ir uzsvērta, ka šis darbs un uzstājas. ATP tajā pašā laikā sadalās divās molekulās: ja ir filmēta tikai viena fosfāta grupa, tad ATF pārvēršas Adf (Adenozīna-fosfāts, kas atšķiras no adenozīna trifosfāta tikai no atdalītākās fosfāta grupas). Ja ATP uzreiz sniedza divas fosfātu grupas, tad enerģija tiek izlaista vairāk, un adenozīna monofosfāts paliek no ATP ( Amf).

Acīmredzot šūna ir jāveic arī apgrieztā procesā, pagriežot ADF vai amp molekulas ATP, lai atkārtotu ciklu. Bet šīs molekulas ir "sagataves" var mierīgi peldēt blakus trūkstošajiem fosfātiem, kas trūkst ATP ATP, un nekad apvienoties ar tiem, jo \u200b\u200bšāda Savienības reakcija ir enerģiski nerentabla.

Kāds ir ķīmiskās reakcijas "enerģijas ieguvums", saprot diezgan vienkāršu, ja jūs zināt termodinamikas otrais likums: Visumā vai jebkurā sistēmā izolēta no pārējiem, haoss var tikai palielināties. Tas ir, sarežģītās organizētās molekulas, kas sēž cinne secībā, saskaņā ar šo likumu var tikai sabrukt, veidojot mazākas molekulas vai pat bojājas atsevišķos atomos, jo tad pasūtījums būs ievērojami mazāk. Lai saprastu šo domu, jūs varat salīdzināt kompleksu molekulu ar savākto no gaisa vētras. Tad nelielas molekulas, par kurām sarežģītās disints būs saistīts ar atsevišķām šīs lidmašīnas daļām un atomiem ar atsevišķiem LEGO kubiņiem. Aplūkojot kārtīgi savākto lidmašīnu un salīdzinot to ar izlases veida daļām, kļūst skaidrs, kāpēc sarežģītās molekulas satur vairāk nekā nelielu.

Šāda sabrukšanas reakcija (molekulas, nevis gaisa kuģi) būs enerģiski izdevīgi, kas nozīmē, ka to var veikt spontāni, un enerģija tiks atbrīvota sabrukšanas laikā. Lai gan faktiski gaisa kuģa sadalīšana būs enerģiski izdevīga: neskatoties uz to, ka pašas detaļas netiks sadalītas viens no otra, un viņiem būs jāiziet no viņu malas zēnu formā, kuri vēlas izmantot šīs detaļas par Kaut kas cits, viņš iepazīstina ar gaisa kuģa transformāciju par haotisko ķekaru enerģijas daļu, kas iegūtas no ēšanas ļoti pasūtīts ēdiens. Un vairāk blīvas daļas tika noteiktas, jo vairāk enerģijas tiks iztērēta, ieskaitot piešķirti siltuma veidā. Rezultāts: gabals maizītes (enerģijas avots) un lidmašīna kļuva par neparastu masu, gaisa molekulas ap bērnu tika apsildītas (un tādējādi virzās vairāk nejauši) - haoss kļuva lielāks, tas ir, sadalīšana lidmašīnā ir enerģiski izdevīgs.

Apkopojot, jūs varat formulēt šādus noteikumus pēc otrā termodinamikas likuma:

1. Ar secības skaita samazināšanos, enerģija tiek piešķirta, enerģijas labvēlīgas reakcijas rodas.

2. Ar pasūtījuma summas pieaugumu enerģija tiek absorbēta, rodas enerģijas izmaksas.

No pirmā acu uzmetiena šāda neizbēgama kustība no pasūtījuma uz haosu padara neiespējamu apgrieztām procesiem, piemēram, konstruēšanu no viena apaugļota olu un barības vielu molekulas, kas absorbētas mātes govs, neapšaubāmi ir ļoti pasūtīts, salīdzinot ar teļu pārmērīgu zāli.

Bet joprojām tas notiek, un iemesls tam ir tas, ka dzīvajiem organismiem ir viena mikroshēma, ļaujot un uzturēt Visuma vēlmi uz entropiju un veidot sevi un viņu pēcnācējus: viņi divas reakcijas ir apvienotas vienā procesā, no kuriem viens ir enerģiski izdevīgs, un otrs enerģijas patēriņš. Šādu divu reakciju kombināciju var panākt, ka pirmās reakcijas laikā piešķirtā enerģija tiek pārklāta ar pārpalikumu enerģijas izmaksas otrais. Piemēram ar gaisa kuģi, tās efektīva enerģijas atdalīšana un bez trešās puses enerģijas avots bun-iznīcinātas vielmaiņas formā, gaisa kuģis varētu stāvēt uz visiem laikiem.

Tas ir kā, braucot ar slaidu uz kamdingu: Pirmkārt, persona uzņem enerģiju pārtiku uzsūkšanās laikā, kas izriet no enerģiski labvēlīgiem procesiem, kas saistītas ar ļoti pasūtītu vistu molekulām un atomiem tās organismā. Un pēc tam pavada šo enerģiju, nosusinot ragavas uz kalna. No šķībi kustība no pēdas uz augšu ir enerģiski nerentabla, lai viņi nekad pamest spontāni tur, tai ir nepieciešama kāda trešās puses enerģija. Un, ja enerģijas, kas saņemti no ēšanas vistas, nebūs pietiekami, lai pārvarētu celšanu, tad nebūs "ritošā uz sledding par kamīni no kalna virsotnes".

Tā ir enerģijas patērējošas reakcijas ( enerģijas patērētā reakcija ) Palielināt pasūtījuma summu, absorbējot enerģiju, kas atdalīta ar konjugātu reakciju. Un līdzsvars starp izlaišanu un enerģijas patēriņu šajās konjugētajās reakcijās vienmēr jābūt pozitīviem, tas ir, to kopums palielinās haosu skaitu. Piemērs pieaugums entropija (traucējumi) ( entropija. ['Entrə pɪ]) ir siltuma izlaišana enerģijas reakcijā ( energoapgādes reakcija): Blakus esošās daļiņas, kas ir ievadītas reakcijā, ir izgatavotas no spēcīgiem satricinājumiem no reaģējot, viņi sāk pārvietoties ātrāk un haotiskus, hacking savukārt citas molekulas un atomi no šīs un blakus esošajām vielām.

Ejam atpakaļ, lai iegūtu enerģiju no pārtikas: gabals Banoffee pīrāgs ir daudz pasūtītāks nekā iegūtā košļājamā masa, kas iekrita kuņģī. Kas savukārt sastāv no lieliem, pasūtītākām molekulām nekā tās zarnu sadalījums. Un tie, savukārt, tiks piegādāti ķermeņa šūnām, kur jau no tiem ir atsevišķi atomi un pat elektroni ... un katrā pieaugošā haosa posmā atsevišķā kūka gabalā tiks izlaista enerģija, \\ t Kuras orgāni un organelles laimīgās dieder ir iesprostoti formā ATP (enerģijas izmaksas), liekot būvēt jaunas nepieciešamās molekulas (enerģijas izmaksas) vai uz apkures organismā (enerģijas patēriņš pārāk). Sistēmā "Man - Banoffee Pie - Visuma" par rīkojumu, kā rezultātā tas kļuva mazāk (sakarā ar iznīcināšanu Keik un atbrīvot siltumenerģijas, apstrādājot to ar organellām), bet atsevišķā cilvēkā Virsbūve, pasūtījuma laime kļuva lielāka (sakarā ar jaunu molekulu rašanos, organelles daļām un veseliem mobilajiem orgāniem).

Ja jūs atgriežaties ATP molekulā, pēc tam, kad šī termodinamiskā atkāpšanās ir skaidrs, ka ir nepieciešams tērēt enerģiju, kas iegūta no enerģētiski labvēlīgām reakcijām, lai to izveidotu no komponentiem (mazākām molekulām). Viens veids, kā izveidot to, ir aprakstīta detalizēti, otrs (ļoti līdzīgs) tiek izmantots hloroplastos, kur protonu gradienta enerģijas vietā tiek izmantota saules enerģija.

Trīs reakciju grupas var atšķirt, kā rezultātā ATP tiek ražots (skatīt ķēdi pa labi):

• glikozes un taukskābju šķelšanās lielās molekulas citoplazmā jau ļauj iegūt noteiktu summu ATP (neliels, uz vienu glikozes molekulu šajā posmā, tikai 2 iegūtās ATP molekulas tiek uzskaitītas. Bet galvenais mērķis šajā posmā ir izveidot molekulas, ko izmanto elpceļu ķēdē mitohondriju.
• molekulu turpmāka sadalīšana, kas iegūta iepriekšējā krīzes ciklā, kas plūst mitohondrijas matricā, dod tikai vienu ATP molekulu, tās galvenais mērķis ir tāds pats kā iepriekšējā punktā.
• visbeidzot, iepriekšējos posmos uzkrātās molekulas tiek izmantotas Mitohondrijas elpceļu ķēdē ATP ražošanai, un šeit tas izceļas daudz (par to zemāk).

Ja jūs aprakstīt visu šo vairāk izvietoto, aplūkojot tās pašas reakcijas no viedokļa par ražošanas un enerģijas izmaksām, izrādās, ka:

0. Pārtikas molekulas ir kārtīgi sadedzinātas (oksidētas) primārajā sadalīšanā, kas rodas šūnas citoplazmā, kā arī ķīmisko reakciju ķēdē saskaņā ar nosaukumu "CREC cikls", kas notiek mitohondriju matricā - enerģija Daļa no sagatavošanas posma.

Tā rezultātā konjugācijas ar šīm enerģijas labvēlīgajām reakcijām, kas radušās jau enerģiski nerentablas reakcijas radīt jaunas molekulas, 2 ATP molekulas un vairākas molekulas citu vielu - veidojas - enerģijas izmaksas Daļa no sagatavošanas posma. Tie tādā veidā, kā iegūtās molekulas ir augstas enerģijas elektronu pārvadātāji, kas tiks izmantoti mitohondriju elpošanas ķēdē nākamajā posmā.

1. Par mitohondriju, baktēriju un dažiem arkas membrānām ir enerģijas flipping no protoniem un elektroniem no molekulām, kas iegūtas iepriekšējā posmā (bet ne no ATP). Elektronu pāreja atbilstoši elpošanas ķēdes (I, III un IV izkārtojuma izkārtojumam) ir redzams dzeltenās tinumu bultiņās, kas iet caur šiem kompleksiem (un līdz ar to caur mitohondriju iekšējo membrānu) protonu - sarkanu membrānu bultas.

Kāpēc elektroni var vienkārši plāksteris no pārvadātāja molekulas, izmantojot spēcīgu oksidējošu vielu skābekli un izmantot atbrīvoto enerģiju? Kāpēc nodot tos no viena kompleksa uz citu, jo galu galā tie ir arī skābeklis un nāk? Izrādās, ka lielāka atšķirība spēja piesaistīt elektronus elektronu elektronā ( atjaunotājs) un elektronu pierādījums ( oksidētājs) Molekulas, kas iesaistītas elektronu pārraides reakcijā, jo lielāka enerģija tiek izlaista šajā reakcijā.

Atšķirība tādā spēju molekulu elektronu un skābekļa Krebs ciklā ir tāds, ka tas būtu pietiekami, lai sintēzi vairāku ATP molekulu. Bet sakarā ar šādu strauju sistēmas kritumu, šī reakcija plūst ar gandrīz sprādzienbīstamu varu, un gandrīz visa enerģija būtu atšķirīga formā neiesaiņotu siltumu, kas ir faktiski zaudēts.

Live Cells dalās ar šo reakciju uz vairākiem maziem posmiem, vispirms pārraidot elektronus no vāji piesaistes pārvadātāju molekulas nedaudz spēcīgāk nekā pievilcīgs pirmais komplekss elpošanas ķēdē, kas joprojām ir nedaudz spēcīgāka nekā piesaistīšana ubiquinonon(vai. \\ t coenzyme Q-10), kura uzdevums ir vilkt elektronus uz nākamo, nedaudz vairāk spēcīgāka par pievilcīgu elpošanas ceļu, kas saņem savu enerģijas daļu no šīs neveiksmīgās sprādziena, ielieciet to uz sūknēšanas protoniem caur membrānu .. un tā, līdz elektroni beidzot Satikt ar skābekli, pievienojot viņu, ņemot tvaika protonu, un neveidojiet ūdens molekulu. Šāds vienas spēcīgas reakcijas sadalījums uz maziem soļiem ļauj gandrīz pusei no noderīgās enerģijas veikt noderīgu darbu: šajā gadījumā, proton Electrochemical Gradientkas tiks apspriests otrajā daļā.

Kā tieši nosūtīto elektronu enerģija palīdz konjugēt enerģijas patēriņa reakciju sūknēšanas protoniem caur membrānu, tagad tikai sākt noskaidrot. Visticamāk, elektriski uzlādēta daļiņu (elektronu) klātbūtne ietekmē membrānā iebūvēto proteīnu konfigurāciju, kur tas ir: lai šīs izmaiņas izraisītu proteīnu, kas savieno proteīnu un tās kustību caur olbaltumvielu kanālu membrāna. Ir svarīgi, ka faktiski enerģija, kas iegūta augsta enerģijas elektronu šķelšanās no pārvadātāja molekulas un kopējā skābekļa pārraidi, ir protonu gradienta formā.

2. Protonu enerģija, kas uzkrājušies pēc 1. punkta notikumu rezultātā no membrānas ārpuses un cenšas nokļūt iekšējā pusē, sastāv no diviem vienvirziena spēkiem: \\ t

• elektrisks (PROTONS pozitīvā maksa mērķis ir doties uz negatīvo maksu uzkrāšanos membrānas otrā pusē) un
• Ķīmija (Attiecībā uz jebkurām citām vielām, protoni mēģina vienmērīgi izkliedēt kosmosā, izplatoties no vietām ar savu augsto koncentrāciju vietās, kur ir maz no tiem)

Protonu elektriskā piesaisti negatīvi uzlādētajai pusei no iekšējās membrānas ir daudz spēcīgāka ar rezultātu sakarā ar atšķirību pretenzijas savu vēlmi doties uz vietu ar mazāku koncentrāciju (to norāda bultiņas platums ķēde augšpusē). Šo injekciju kopīgā enerģija ir tik liela, ka pietiek ar protonu pārvietošanu membrānā un barot vienlaicīgu enerģijas patērēto reakciju: ATP izveide no ADF un fosfāta.

Apsveriet sīkāk, kāpēc ir nepieciešama enerģija, un tieši protonu enerģija tiek pārveidotas par ķīmiskās saites enerģiju starp abām ATP molekulas daļām.

ADP molekula (par shēmu pa labi) nav alkt, lai iegūtu citu fosfātu grupu: skābekļa atoms, uz kuru šī grupa var pievienot, ir arī jāmaksā negatīvi, kā arī fosfāts, kas nozīmē, ka tie ir savstarpēji atcelti. Un kopumā ADP nav gatavojas pievienoties reakcijai, tas ir ķīmiski pasīva. Pēc fosfāta, savukārt, uz šo atomu fosfora, kas varētu būt molekula fosfātu un ADP, veidojot ATP molekulu, ir pievienots savs skābekļa atoms, tāpēc tā nevar izpaust iniciatīvas.

Tāpēc šīm molekulām jābūt saistītiem ar vienu fermentu, lai tos izvietotu tā, lai obligācijas starp tām un "papildus" atomiem vājinātu un dzimis, un pēc tam pārbaudīja divus ķīmiski aktīvus šo molekulu galu, kurā atomi trūkst un lieko elektroni viens otru.

Fosfors (P +) un skābekļa (O -) saistošs savstarpējai sasniedzamajam fosfora (P +) un skābekļa (O -), ir saistītas ar spēcīgu kovalentu saiti, jo tie ir koplietoti viens elektrons sākotnēji piederēja skābeklim. Šī fermenta molekulas ir ATP-Syntasisun enerģija, lai mainītu un tās konfigurāciju, un savstarpēja atrašanās vieta ADF un fosfāts, ko viņa iziet no protoniem, kas iet caur to. Protoni enerģiski gūst labumu no pretstati uzlādētajām membrānas pusēm, kur tie nav pietiekami, un vienīgais ceļš iet caur fermentu, "rotors", no kura protonu iet pa ceļu.

ATP sintāzes struktūra ir parādīta pareizā shēmā. Tās rotējošais sakarā ar pāreju Protona elements ir izolēts ar purpura krāsu, un uz kustīgo attēlu zemāk parāda shēmu tās rotācijas un izveidi ATP molekulas. Enzīms strādā praktiski kā molekulārā motora, pagriežot elektroķīmisksproton pašreizējā enerģija mehāniskā enerģija Abu proteīnu komplektu berze ir par otru: rotējošā "kāja" berzē par fiksētajiem proteīniem "cepures no sēņu", bet apakšvienības "cepures" maina savu formu. Šī mehāniskā deformācija pārvēršas Ķīmisko savienojumu enerģija ATP sintēzē, kad tiek apstrādāti ADP un fosfātu molekulas un risinās nepieciešamas, lai izveidotu kovalentu saikni starp tām.

Katrs ATP-sintāze spēj sintezēt līdz 100 ATP molekulām sekundē, un katrai sintezētajai ATP molekulai caur sintetu ir jānokārto aptuveni trīs protoni. Lielākā daļa ATP sintezētu šūnās veido šādā veidā, un tikai neliela daļa ir rezultāts primārās apstrādes pārtikas molekulu sastopamo ārpus mitohondriju.

Jebkurā laikā aptuveni miljards ATP molekulas atrodas tipiskā dzīvā būrī. Daudzās šūnās, viss šis ATP tiek aizstāts (i.e. izmanto un izveidots atkal) ik pēc 1-2 minūtēm. Vidējais cilvēks atpūtas stāvoklī izmanto ik pēc 24 stundām masu ATP, aptuveni vienāda ar savu masu.

Kopumā gandrīz puse no enerģijas, kas izdalās glikozes vai taukskābju oksidēšanā uz oglekļa dioksīdu un ūdeni, tiek izsekots un tiek izmantots, lai plūsmu ATF un fosfātu veidošanos ATF un fosfātu. 50% efektivitāte ir ļoti laba, piemēram, automašīnas dzinējs nodrošina tikai 20% no degvielas enerģijas. Tajā pašā laikā pārējā enerģija abos gadījumos tiek izkliedēta siltuma veidā, kā arī dažas automašīnas, dzīvnieki pastāvīgi tērē šo pārpalikumu (kaut arī, protams, nav pilnībā), lai sasildītu ķermeni. Šeit minētajās reakciju procesā viena glikozes molekula pakāpeniski sadalās oglekļa dioksīdā un ūdenī, piegādā 30 ATP molekulu šūnu.

Tātad, ar to, ka enerģija nāk no un cik tieši tas ir apzīmogots ATP, viss ir vairāk vai mazāk saprotams. Tas joprojām ir saprast kā tieši tiek dota enerģija, un kas notiek Pie molekulārā atomu līmenī.

Izglītota kovalentā saikne starp ADP un fosfātu sauc augsta enerģija Divu iemeslu dēļ:

• ar savu iznīcināšanu, daudz enerģijas ir atšķirt
• elektroni, kas iesaistīti šī savienojuma izveidē (tas ir, pagriežot ap skābekli un fosfora atomiem, starp kuru šis savienojums ir veidots) ļoti enerģiju, tas ir, tie ir "augstā" orbītā ap atomu kodoliem. Un tas būtu enerģiski izdevīgi lēkt zemākā līmenī, izceļot pārpalikumu enerģiju, bet tagad viņi atrodas šajā vietā, stiprinot skābekli un fosfora atomi, "lēkt" nedarbosies.

Šī ir vēlme no elektronu krist uz ērtāku zemas enerģijas orbītā nodrošina vieglu iznīcināšanu augstas enerģijas komunikācijas, un piešķirts formā fotonu (kas ir elektromagnētiskās mijiedarbības) enerģijas. Atkarībā no kurām molekulas tiks aizvietotas ar fermentiem uz iznīcināšanas ATP molekulu, kurā konkrētā molekula absorbēs elektronu izstaroto fotonu, var būt dažādi notikumi. Bet katru reizi enerģija, kas saglabāta augstas enerģijas komunikācijas veidā, tiks izmantota dažām šūnu vajadzībām:

1. scenārijs: Fosfātu var pārnest uz citas vielas molekulu. Šajā gadījumā augstas enerģijas elektroni veido jaunu obligāciju, kas jau ir starp fosfātu un ekstrēmo atomu šo saņēmēja molekulu. Šādas reakcijas plūsmas stāvoklis ir tās enerģijas ieguvums: šajā jaunajā savienojumā elektronam jābūt nedaudz mazai enerģijai nekā tad, kad tā bija daļa no ATP molekulas, ēšanas daļu no enerģijas formā fotonu.

Šādas reakcijas mērķis ir aktivizēt atpūtu molekulu (tas ir norādīts uz kreisajā shēmā Iebildums- pirms fosfāta pievienošanas, tas bija pasīva un nevarēja pievienoties reakcijai ar citu pasīvo molekulu BetBet tagad tas ir enerģijas rezerves īpašnieks augstas enerģijas elektronu veidā, kas nozīmē, ka tas var to tērēt kaut kur. Piemēram, pievienoties molekulai Betkas bez šādām Finta ausīm (tas ir, saistvielu elektronu augstā enerģija) nav iespējams pievienot. Fosfāts ir atvienots, veicot savu darbu.

Šāda reakciju ķēde ir iegūta:

1. Atds + Pasīvā molekula Iebildums ➡️ Adf + Aktīvs, ņemot vērā pievienoto fosfāta molekulu B-r.

2. Aktivizēta molekula B-r. + Pasīvā molekula Bet ➡️ Founded molekulas A-b. + Mirgo fosfāts ( R)

Abas šīs reakcijas ir enerģiski izdevīgas: katrā no tām ir iesaistīts augstas enerģijas saistvielu elektrons, kas, iznīcinot vienu savienojumu un būvniecību, vēl viens zaudē savu enerģiju fotonu emisijas veidā. Šo reakciju rezultātā tika savienotas divas pasīvās molekulas. Ja mēs uzskatām, ka šo molekulu savienojuma reakcija ir tieši (pasīvā molekula Iebildums+ Pasīvā molekula Bet ➡️ Founded molekulas A-b.) Tas izrādās enerģiski dārgi, un to nevar izdarīt. Šūnas "padara neiespējamu", pārot šo reakciju ar enerģijas-izdevīgu atbildi ATP sadalot ADF un fosfātu Komisijas laikā abām iepriekš aprakstītajām reakcijām. Šķelšana notiek divos posmos, no kuriem katrs no saistvielu elektrona enerģijas tiek tērēta noderīgas darba veikšanai, proti, radīšanai Šādi savienojumi starp divām molekulām, no kurām tiek iegūta trešā daļa ( A-b.), kas nepieciešama šūnas darbībai.

2. scenārijs: Fosfātu var saspiest vienā reizē no ATP molekulas, un atbrīvotā enerģija tiek uztverta ar fermentu vai darba proteīnu un tiek tērēts noderīgas darba veikšanai.

Kā jūs varat noķert kaut ko tik nemanāmu kā neierobežotu elektromagnētiskā lauka perturbāciju elektroniskās piliena laikā zemākā orbītā? Ļoti vienkāršs: ar citu elektronu palīdzību un atomiem, kas var absorbēt elektronu emitēto fotonu.

Atomi, kas veido molekulas, ir piestiprinātas par ilgstošām ķēdēm un gredzeniem (šāda ķēde ir neslēgts proteīns attēlā labajā pusē). Un individuālās daļas šo molekulu piesaista viens otram ar vairāk vājāku elektromagnētisko mijiedarbību (piemēram, ūdeņraža saites vai van der waals), kas ļauj tām apkaisa sarežģītās struktūrās. Dažas no šīm atomu konfigurācijām ir ļoti stabilas, un to sašutums par elektromagnētisko lauku nebūs saliekt .. nav satricina .. Kopumā tās ir stabilas. Un daži ir diezgan mobili, un pietiekami vieglu elektromagnētisko rozā, lai tās mainītu savu konfigurāciju (parasti tas nav kovalentās obligācijas). Un tas ir tik kick, kas dod viņiem ticīgāko elektromagnētiskā lauka fotonu nesēju, ko izstaro elektrons, kas pārvietojas uz zemāku orbītu, atvienojot fosfātu.

Izmaiņas proteīnu konfigurācijā, kā rezultātā sadalot ATP molekulas, ir atbildīgas par visvairāk apbrīnojamo notikumu, kas notiek šūnā. Protams, tie, kas ir ieinteresēti šūnu procesos vismaz līmenī "skatīt savu animāciju par YouTube" stumbled uz video, kurā parādīts proteīna molekula kinezīns, jo burtiskā nozīmē, vārds staigā, pārkārtot kāju, gar šūnu skeleta šūnas, velkot to pievienoto slodzi.

Tas ir fosfāta šķelšanās no ATP, kas nodrošina šo pastaigu, un šeit:

Kinezīns ( kinezīns. ) attiecas uz īpašu veidu proteīniem, kas raksturīgi spontāni mainīt to konformācija(Atomu savstarpējā stāvokļa molekulā). Pa kreisi tikai, viņš nejauši noformē 1, kurā tas ir pievienots vienai "pēdai" uz Aktinas pavedienu ( actin kvēldiegs) - Plānākais pavediens veidošanā citoskelete Šūnas ( cytoskeleton. ), Saskaņā ar 2, tādējādi veicot soli uz priekšu un stāvot uz divām "kājām". No konformācijas 2, tas būs vienāds ar varbūtību, kā konformācijā 3 (nūjas atpakaļ uz priekšu), un atpakaļ uz konformāciju 1. Tāpēc, kustība Kinesin jebkurā virzienā nenotiek, tas vienkārši bezjēdzīgi atloki.

Bet viss mainās, tā ir savienojusi ar viņu ar ATP molekulu. Kā redzams slānī pa kreisi, ATP pielikums uz kinezīna konformāciju 1 noved pie tā telpiskās pozīcijas izmaiņām, un tas nonāk konformācijā 2. Iemesls tam ir ATP molekulu un kinesīna savstarpēja elektromagnētiskā ietekme uz katru citi. Šī reakcija ir atgriezeniska, jo nebija iztērēta enerģija, un, ja ATP ir atvienots no Kinesin, tas vienkārši paaugstinās "kāju", kas paliktu vietā, un gaidīs nākamo ATP molekulu.

Bet, ja tas derses, tad sakarā ar savstarpēju piesaisti šīm molekulām, savienojums, kas tur fosfātu ATP ir iznīcināta. Atdalītā enerģija, kā arī ATP sabrukšana uz divām molekulām (kas citādi ietekmē to elektromagnētiskos laukus uz kinezin atomiem) noved pie fakta, ka Kinezinas izmaiņas: tā "velk atpakaļ muguras kāju." Tā joprojām ir solis uz priekšu, kas notiek, atvienojot ADP un fosfātu, kas atgriež kinezīnu uz sākotnējo konformāciju 1.

Hidrolīzes ATP rezultātā kinezīns pārcēlās uz labo pusi, un, tiklīdz nākamā molekula to pievienosies, tas padarīs vēl pāris soļus, izmantojot tajā saglabāto enerģiju.

Ir svarīgi, lai Kinesin, kas atrodas 3. konformācijā ar pievienoto ADP un fosfātu, nevar atgriezties uz konformāciju 2, padarot "soli atpakaļ". Tas ir izskaidrojams ar to pašu principu atbilstību otrajam likumam par termoregulāciju: "Kinesin + ATP" sistēmas pāreja no 2 konformācijas 2. konformācijas ir pievienota enerģijas izlaišanai, kas nozīmē, ka apgrieztā pāreja būs energoietilpīga . Tātad, ka tas notiek, jums ir nepieciešams, lai iegūtu enerģiju ADF ar fosfātu no kaut kur nekur nav jāņem to šajā situācijā. Tāpēc ATP savienojums ir atvērts tikai vienā virzienā, kas ļauj jums veikt noderīgu darbu, lai velkot kaut ko no viena gala šūnas uz citu. Piemēram, Kinesin piedalās sadalīšanas šūnas hromosomas populācijā, kad mitoz (Eukariotisko šūnu dalīšanas process). Un muskuļu proteīns mozin Palaist gar aktīna pavedieniem, izraisot muskuļu saīsinājumus.

Šī kustība ir ļoti ātra: daži motors (Atbildīgs par dažādiem šūnu mobilitātes veidiem) Proteīniem, kas iesaistīti gēnu replikācijā, steidzās pa DNS ķēdi ar ātrumu tūkstošiem nukleotīdu sekundē.

Viņi visi pārvietojas uz rēķina hidrolīze ATP (molekulas iznīcināšana ar papildinājumu iegūtajam samazināšanai līdz mazākiem atomu molekulām, kas ņemti no ūdens molekulas. Hidrolīze ir redzama ATP un ADF interconversion shēmas labajā pusē). Vai hidrolīzes dēļ Gtf, Atšķiroties no ATP tikai tajā, ka tās sastāvs ietver citu nukleotīdu (guanine).

3. scenārijs.: Dekorēšana no ATP vai citas līdzīgas molekulas, kas satur nukleotīdu, uzreiz divas fosfātu grupas nekavējoties noved pie vēl lielākas enerģijas emisijas nekā tad, ja tikai viens fosfāts ir sadalīts. Šāda spēcīga emisija ļauj jums izveidot ilgstošu DNS molekulu un RNS sucipefosfate:

1. Lai nukleotīdu pievienoties DNS vai RNS ķēdes stadijā, tie ir jāaktivizē, pievienojot divas fosfātu molekulas. Tā ir enerģijas patērētā reakcija, ko veic šūnu fermenti.

2. DNS vai RNS polimerāzes ferments (uz dibena apakšā nav redzams) piestiprina aktivēto nukleotīdu (shēma parāda GTF) uz polinukleotīdu zem konstrukcijas un katalizē divu fosfātu grupu šķelšanos. Atdalīto enerģiju izmanto, lai izveidotu savienojumu starp fosfātu grupu viena nukleotīda un ribozes no otras puses. Izveidots sakaru rezultātā nav augstas enerģijas, un tāpēc nav viegli iznīcināt, kas ir priekšrocība, lai izveidotu molekulu, kas satur iedzimtu šūnu informāciju vai nosūtot to.

Pēc būtības ir iespējama tikai labvēlīgu reakciju spontānais kurss, kas ir saistīts ar termodinamikas otro likumu

Tomēr, dzīvās šūnas var apvienot divas reakcijas, no kurām viena dod nedaudz vairāk enerģijas nekā otrā absorbē, un tādējādi izmantot enerģijas patērējošas reakcijas. Enerģijas patērējošas reakcijas ir vērstas uz lielāku molekulu, šūnu organi un veselu skaitļu šūnu, audu, orgānu un daudzšūnu dzīvo būtņu, kā arī enerģijas enerģijas to metabolismu radīšanai.

Energoapgāde tiek veikta, pateicoties organisko molekulu (enerģētikas procesa) konjugāta kontrolētajai un pakāpeniskai iznīcināšanai ar enerģijas molekulu izveidi (enerģijas patērējošs process). Photosynthetic organismi planējot enerģiju saules photons notverti ar hlorofilu

Enerģijas molekulas ir sadalītas divās grupās: enerģijas uzglabāšana augstas enerģijas formā vai pievienotās augstas enerģijas elektronu veidā. Tomēr pirmajā grupā augsta enerģija tiek nodrošināta ar tādu pašu augsto enerģiju elektronu, tāpēc var teikt, ka enerģija ir inhibēta piedzēries augsts līmenis Elektrības, kas atrodas dažādās molekulās

Šajā veidā uzglabātā enerģija tiek dota kā divos veidos: augstas enerģijas komunikācijas iznīcināšana vai augstas enerģijas elektronu nodošana pakāpeniski samazināt enerģiju. Abos gadījumos enerģija tiek izlaista emisiju veidā, kas pārvietojas uz zemāku enerģijas līmeni elektronisko pārvadātāja daļiņu elektromagnētiskā lauka (fotonu) un siltumu. Šis fotons ir notverts tādā veidā, ka lietderīgais darbs (molekulas veidošanās ir nepieciešama metabolismam pirmajā gadījumā un sūknējot protonus caur mitohondrijas membrānu otrajā)

Enerģija, kas saglabāta protonu gradienta formā, tiek izmantota, lai sintezētu ATP, kā arī citiem šūnu procesiem, kas palika ārpus šīs nodaļas (es domāju, ka neviens nav aizvainots, ņemot vērā tā lielumu). Un sintezētais ATP tiek izmantots, kā aprakstīts iepriekšējā punktā.