Значение плавления в жизни и в деятельности человека: учебник» / ГДЗ к § 06. Физические и химические явления. Химические реакции

Тепловые явления — понятие, признаки, формулы

Покажем, как применять знание физики в жизни

Начать учиться

Таяние льда, горение древесины, плавление шоколада, нагревание кружки от горячего чая… Все эти явления что-то объединяет. Попробуете догадаться что? Верно, все эти явления — тепловые, то есть происходят из-за тепла. Но что такое тепло? Какие именно явления в физике можно назвать тепловыми? Можно ли рассчитать их влияние с помощью формул и законов? Об этом и многом другом поговорим в этой статье.

Что такое тепло?

Начнем с вопроса одновременно легкого и сложного: что такое тепло?

Теплом называется природная энергия, которая создается беспорядочным движением частиц тела (атомов, молекул и т. п.) и проявляется в нагревании этого тела.

Такое определение не было известно людям сразу. Например, было такое предположение: теплота — это невидимая, невесомая жидкость, которая притекает в физические тела. И чем больше объем этой жидкости, тем тело горяче́е. Конечно же, эта гипотеза не нашла подтверждения.

Позже ученые обратили внимание на поведение молекул при нагревании или охлаждении тела. С ростом температуры скорость молекул возрастает, они чаще сталкиваются друг с другом. При этом растет потенциальная и кинетическая энергия, а значит, и внутренняя, что проявляется в буквальном нагревании тела. Такое хаотичное движение молекул называют тепловым движением.

Тепловое движение — процесс хаотичного движения частиц, образующих вещество.

Логично предположить: раз с ростом температуры скорость молекул увеличивается, то при понижении температуры скорость будет падать. Но возможна ли полная остановка движения? До какой температуры следует охладить тело в таком случае?

Чтобы это произошло, потребуется охладить тело до абсолютного нуля по шкале Кельвина, что соответствует −273,15 °C, или −459,67 °F. Молекулы в таких условиях прекратят движение и замрут в узлах кристаллической решетки. Но достичь такого температурного режима невозможно ни на планете Земля, ни во всей Вселенной, ни даже в лабораторных условиях.

Полезные подарки для родителей

В колесе фортуны — гарантированные призы, которые помогут наладить учебный процесс и выстроить отношения с ребёнком!

Каким образом можно нагреть вещество?

На самом деле способов больше, чем один. Телу можно передать тепло непосредственно или же изменить его внутреннюю энергию, совершив над ним работу.

Теплопередача

К видам теплопередачи относятся теплопроводность, конвекция и излучение. Чтобы лучше понять, чем отличается один тип от другого, давайте разберем примеры.

1. Теплопроводность. Представьте, что ваши руки замерзли и вы держите в руках кружку кофе, чтобы их согреть. В таком случае тепло от более нагретого тела (кружки) передается менее нагретому (вашим рукам), до тех пор пока температура двух объектов не станет одинаковой. Так, горячая вода отдает свое тепло холодной при смешивании, а суп нагревает холодную ложку, если ее оставить в тарелке. Только аккуратно, не обожгитесь!

2. Конвекция — вид теплообмена, при котором внутренняя энергия передается струями и потоками самого вещества. Проще говоря, это процесс, который происходит в жидкостях и газах, когда слои вещества разной температуры перемешиваются. На этом принципе основано отопление помещения и проветривание комнаты. Кстати, ветры, дующие над поверхностью земного шара, — это тоже пример конвекции.

3. Излучение. Догадывались ли вы, что мы сталкиваемся с этим типом теплопередачи каждый день? Именно день, ведь солнечный свет излучает тепло с помощью электромагнитных волн, что делает жизнь на планете Земля возможной. По правде говоря, любое нагретое тело может стать источником тепла (человек, животные, свеча, костер, звезды). Это можно увидеть с помощью особого прибора — тепловизора.

Совершение работы над веществом

Здесь мы тоже не обойдемся без понятного примера. Возьмем пробирку с керосином, обыкновенный шнурок и термометр. Замерим начальную температуру и начнем натирать пробирку шнурком. Что произойдет с температурой? Она начнет возрастать. Это происходит благодаря теплопередаче? Или, может, невидимое излучение заставляет керосин нагреваться? Нет, мы изменили температуру вещества, совершив над ним работу.

Итак, подведем промежуточные итоги:

1. Тепло — это энергия, которая создается тепловым движением молекул.

2. Тепловое движение — процесс хаотичного движения частиц, образующих вещество.

3. С ростом температуры растет и скорость движения молекул, а полностью остановить это движение практически невозможно.

4. Изменить температуру тела можно двумя способами: с помощью теплопередачи или изменения внутренней энергии тела при совершении над ним работы.

Понятие тепловых явлений

Тепловые явления — это физические процессы, протекающие в телах при их нагревании или охлаждении. То есть это те явления, которые происходят с телами по мере изменения их температуры.

Давайте сделаем небольшую остановку на этом физическом понятии, а потом продолжим.

Температура — мера нагретости тела. Ее можно измерить с помощью термометра, или по-простому градусника. У этого прибора есть множество разновидностей, но в быту чаще всего пользуются ртутными (для измерения температуры человеческого тела), жидкостными (для измерения температуры воздуха или жидкости) и электронными термометрами.

В мире используют несколько температурных шкал: Цельсия, Кельвина и Фаренгейта.

На онлайн-уроках физики в школе Skysmart вы подробнее познакомитесь с ними и научитесь легко переводить значения из одной шкалы в другую!

Какие бывают тепловые явления?

Давайте поразмышляем о том, что может происходить с телом под действием температуры. Для этого не придется идти далеко: достанем из холодильника кубик льда, опустим его в стакан и посмотрим, что получится. Спустя какое-то время лед начнет таять (или плавиться) и превратится в воду. Но на этом мы не остановимся! Перельем воду в кастрюлю и начнем нагревать на плите. Что произойдет тогда?

Абсолютно верно! Вода начнет нагреваться, а дальше — кипеть. Если вовремя не выключить плиту или не снять с нее кастрюлю, вся вода может выкипеть — превратиться в водяной пар.

За короткий промежуток времени мы смогли пронаблюдать воду в трех агрегатных состояниях: твердом, жидком и газообразном. А можно ли обратить процесс вспять и снова получить кубик льда?

Так просто это сделать не получится: должно быть, весь водяной пар разлетелся по квартире, и его будет очень сложно собрать воедино. Но это не говорит о том, что процесс перехода из одного агрегатного состояния в другое необратим.

Предположим, нам удастся добыть целый литр водяного пара. Охлаждая его, мы заметим, как пар конденсируется — превращается в капельки жидкости. А получить лед совсем просто, если поместить полученную жидкость в морозильную камеру.

Если внимательно проанализировать опыт, вы заметите, что переход из одного агрегатного состояния в другое не происходит мгновенно. Для этого необходимо нагреть или охладить вещество до определенной температуры, причем для каждого вещества эти температуры разные. Так, лед начинает таять при 0 °С, а железо плавится аж при 1 538 °С.

А как называются процессы, связанные с повышением и понижением температуры? Сколько их всего?

Начнем с самого легкого. Процессы, связанные с нагреванием или охлаждением, так и называются. Напомним, что эти процессы не ведут к изменению агрегатного состояния, а, можно сказать, являются подготовкой к нему.

Плавление — процесс перехода из твердого состояния в жидкое. А обратный процесс, когда жидкость превращается в твердое тело, называется кристаллизацией (или затвердеванием). Для этих процессов необходимо достичь одной и той же температуры вещества. То есть лед начнет плавиться при нуле градусов, но одновременно с этим вода начнет кристаллизоваться при этой температуре.

Парообразование (кипение) — процесс перехода жидкости в газ, а конденсация — обратный процесс перехода газа в жидкость. Для этих процессов также существует одна и та же температура. Ртуть кипит при температуре 356,7 °С, и при этой же температуре пары ртути превращаются в жидкость.

Отдельно выделим процесс сгорания вещества. Это явление также является тепловым, но, к сожалению, оно необратимо.

Рассмотрим график фазовых переходов для воды:

Обратите внимание на то, как одно тепловое явление сменяет другое. Согласно графику, в начале опыта мы берем лед при температуре −40 °С и начинаем его нагревать. График этого процесса представлен наклонной прямой 1–2.

Достигнув 0 °С (точка 2), лед начинает таять. Для этого процесса не нужно увеличивать температуру, достаточно 0 °С, но понадобится время, чтобы процесс завершился. Поэтому плавление льда на графике представлено прямой линией 2–3, параллельной оси абсцисс.

Мы продолжаем нагревать воду (наклонная линия графика 3–4) до 100 °С — в этой точке начинается кипение. Если мы хотим показать на графике, что процесс кипения продолжается, от точки 100 °С мы бы провели прямую линию, параллельную оси абсцисс (4–5), а нагревание водяного пара выглядело бы как наклонная линия 5–6 (схожая с подобными процессами, уже представленными на графике).

Пойдем в обратном направлении: на графике процесс 6–7 — охлаждение пара, 7–8 — конденсация, 8–9 — охлаждение жидкости, 9–10 — кристаллизация, а дальше — охлаждение твердого тела.

Итого к тепловым явлениям относятся 7 процессов: сгорание, нагревание, охлаждение, кипение (парообразование), конденсация, плавление, кристаллизация (затвердевание).

Формулы для расчета количества теплоты

Количество теплоты, которое необходимо для возникновения процесса или выделяется при нем, можно рассчитать по формулам.

Количество теплоты, необходимое для нагревания тела или выделяющееся при охлаждении

Q = cmΔt

Q — количество теплоты [Дж]

c — удельная теплоемкость вещества, из которого состоит тело [Дж/(кг·°C)]

m — масса тела [кг]

Δt — изменение температуры тела [°C]

Отдельно поговорим про с — удельную теплоемкость вещества.

Это табличная величина, т. е. ее значение для каждого вещества различается, оно постоянно и его можно найти в конце учебника по физике или в интернете.

Количество теплоты, необходимое для плавления или выделяющееся при кристаллизации

Q = λm

Q — количество теплоты, необходимое для плавления кристаллического тела, находящегося при температуре плавления в нормальном атмосферном давлении [Дж]

m — масса тела [кг]

λ — удельная теплота плавления вещества, из которого состоит тело [Дж/кг]

Количество теплоты, необходимое для кипения или выделяющееся при конденсации

Q = Lm

Q

— количество теплоты, необходимое для превращения в пар жидкости (выделяющееся при конденсации пара), находящейся при температуре кипения и нормальном атмосферном давлении [Дж]

m — масса тела [кг]

L — удельная теплота парообразования жидкости [Дж/кг]

Количество теплоты, выделяющееся при полном сгорании топлива

Q = qm

Q — количество теплоты, выделяющееся при полном сгорании топлива [Дж]

q — удельная теплота сгорания топлива [Дж/кг]

m — масса топлива [кг]

Как вы можете заметить, все формулы имеют одну и ту же логику: энергия Q прямо пропорциональна массе тела и удельным величинам. А значит, чем больше масса тела, тем больше энергии потребуется для его нагревания. Чем меньше тело, тем меньше энергии выделится при его остывании, и т. д.

Тепловые явления встроены в нашу жизнь на все сто процентов. Все — от кулинарии до погодных явлений, от медицины до промышленности — в той или иной мере зависит от процессов нагревания, плавления, кипения и других.

Мы можем плавить металлы и изготавливать из них различные предметы, повышать влажность воздуха, кипятить воду и выпекать булочки, изготавливать микросхемы и лекарства. Какой процесс ни возьмете, во всех можно отыскать примеры тепловых явлений.

Тепловые процессы в физике связаны между собой. Порой нагревание одного вещества влечет за собой плавление и даже кипение другого. Заинтригованы? Приходите на онлайн-уроки физики в школу Skysmart — там вы сможете детально разобраться в этом и других поразительных процессах.

Дарья Вишнякова

К предыдущей статье

Параллельное и последовательное соединение

К следующей статье

126. 3K

Равноускоренное движение

Получите индивидуальный план обучения физике на бесплатном вводном уроке

На вводном уроке с методистом

1. Выявим пробелы в знаниях и дадим советы по обучению

2. Расскажем, как проходят занятия

3. Подберём курс

Роль пищевых веществ и витаминов в жизни человека

Пищевые вещества и их значение

Организм человека состоит из белков (19,6%), жиров (14,7%), углеводов (1%), минеральных веществ (4,9%), воды (58,8%). Он постоянно расходует эти вещества на образование энергии, необходимой для функционирования внутренних органов, поддержания тепла и осуществления всех жизненных процессов, в том числе физической и умственной работы.

Одновременно происходят восстановление и создание клеток и тканей, из которых построен организм человека, восполнение расходуемой энергии за счет веществ, поступающих с пищей. К таким веществам относятся белки, жиры, углеводы, минеральные вещества, витамины, воду и др., их называют пищевыми. Пища, для организма является источником энергии и пластических (строительных) материалов.

Белки

Белки — это главный пластический материал для построения клеток, тканей и органов, образования ферментов, многих гормонов, гемоглобина. Белки участвуют в обмене жиров, углеводов, минеральных веществ и витаминов, образуют антитела, которые защищают, человека от инфекции. При сгорании 1г белков образуется 4ккал энергии.

Белки — важнейшая составная часть пищи человека и животных; поставщик необходимых им аминокислот.

В состав белков входят углерод (50-55%), водород (6-7%), кислород (19- 24%), азот (15-19%), а так же фосфор, сера, железо и другие элементы.

Белок в организме человека образуется беспрерывно из аминокислот, поступающих в клетки в результате переваривания белка пищи. Для синтеза белка человека необходим белок пищи в определенном количестве и определенного аминокислотного состава. В настоящее время известно более 80 аминокислот, из которых 22 наиболее распространены в пищевых продуктах. Аминокислоты по биологической ценности делятся на незаменимые и заменимые.

Незаменимых аминокислот восемь — лизин, триптофан, метионин, лейцин, изолейцин, валин, треонин, фенилаланин; для детей нужен также гистидин. Эти аминокислоты в организме не синтезируются и должны обязательно поступать с пищей в определенном соотношении, т.е. сбалансированными. Особенно ценны незаменимые аминокислоты триптофан, лизин, метионин, содержащиеся в основном в продуктах животного происхождения, соотношение которых в пищевом рационе должно составлять 1:3:3.

Заменимые аминокислоты (аргинин, цистин, тирозин, аланин, серин и др.) могут синтезироваться в организме человека из других аминокислот.

Биологическая ценность белка зависит от содержания и сбалансированности незаменимых аминокислот. Чем больше в нем незаменимых аминокислот, тем он ценней.

Белок, содержащий все восемь незаменимых аминокислот называют полноценным. Источником полноценных белков являются все животные продукты: молочные, мясо, птица, рыба, яйца.

Растительные белки по сравнению с животными менее полноценны, так как они дефицитны по содержанию незаменимых аминокислот (прежде всего — лизину и треонину) и трудно перевариваемы из-за наличия оболочек из клетчатки и других веществ, препятствующих действию пищеварительных ферментов.

О состоянии белкового обмена в организме судят по азотистому балансу, т.е. по равновесию между количеством азота вводимого с белками пищи и выводимого из организма с мочой.

У здоровых взрослых людей, правильно питающихся, наблюдается азотистое равновесие.

У растущих детей, молодых людей, у беременных и кормящих женщин отмечается положительный азотистый баланс, т.к. белок пищи идет на образование новых клеток и введение азота с белковой пищей преобладает над выведением его из организма.

При голодании, болезнях, когда белков пищи недостаточно, наблюдается отрицательный баланс, т.е. азота выводится больше, чем вводится, недостаток белков пищи ведет к распаду белков органов и тканей.

Уменьшение белков в пище в течение продолжительного времени вызывает тяжелые, иногда необратимые нарушения в организме. Белковая недостаточность ведет к ухудшению функций печени и поджелудочной железы, нарушениям кроветворения, обмена жиров и витаминов, функций нервной и эндокринной систем. В результате ослабляется работоспособность, снижается сопротивляемость к инфекциям, ухудшается заживление ран. Особенно неблагоприятно сказывается недостаточность белков в питании на растущем организме: замедляется рост, нарушается костеобразование, задерживается умственное развитие. Ранним проявлением белковой недостаточности является снижение массы тела, позднее появляются отеки.

У строгих вегетарианцев, людей, подвергающих себя самолечению голоданием, стремящихся избавиться от полноты, могут возникнуть признаки белково-энергетической недостаточности. Длительное использование в питании только растительной пищи (вегетарианское питание) нежелательно, а у детей — недопустимо. Вегетарианское питание физиологически не оправдано, так как растительная пища не содержит ряда аминокислот, витаминов, поэтому длительное использование его вредно сказывается на состоянии здоровья.

С другой стороны, очевидна бесполезность, и даже вред избыточного поступления белков. При этом страдают печень и почки, усиливаются процессы гниения в кишечнике. Избыток животных белков (мяса, рыбы) способствует образованию конечного продукта обмена пуринов — мочевой кислоты, возникает угроза развития подагры, мочекаменной болезни.

Переваривание белков. Белки пищи расщепляются ферментами в желудочно-кишечном тракте до составляющих их аминокислот (схема 1):

Схема 1. Переваривание белков

Переваривание белков осуществляется в результате последовательного действия сначала пепсина в кислой среде желудка, а затем трипсина и химотрипсина в тонком кишечнике при рН 7-8. Далее, короткие пептиды гидролизуются под действием ферментов карбоксипептидазы и аминопептидазы до свободных аминокислот, которые проникают в капилляры ворсинок и переносятся кровью в печень.

Жиры

Жиры это сложные органические соединения, состоящие из глицерина и жирных кислот, в которых содержатся углерод, водород, кислород. Липиды — подразделяются на нейтральные жиры и жироподобные вещества (лецитин, холестерин). Нейтральные жиры состоят из глицерина и жирных кислот. Жирные кислоты по их химическому строению делят на предельные или насыщенные (т.е. до предела насыщенные водородом) и непредельные или ненасыщенные.

насыщенные (до предела насыщены водородом), среди которых в пищевых продуктах преобладают пальмитиновая, стеариновая и миристиновая, капроновая, масляная и другие кислоты.

Насыщенные жирные кислоты обладают невысокими биологическими свойствами, легко синтезируются в организме, отрицательно влияют на жировой обмен, функцию печени, способствуют развитию атеросклероза, так как повышают содержание холестерина в крови. Эти жирные кислоты в большом количестве содержатся в животных жирах (бараньем, говяжьем) и в некоторых растительных маслах (кокосовом), обусловливая их высокую температуру плавления (40-50.С) и сравнительно низкую усвояемость (86-88%).

Ненасыщенные жирные кислоты (олеиновая, линолевая, линоленовая, арахидоновая и др. ) представляют собой биологически активные соединения, способные к окислению и присоединению водорода и других веществ. Наиболее активны из них: линолевая, линоленовая и арахидоновая, называемые полиненасыщенными жирными кислотами. По своим биологическим свойствам их относят к жизненно важным веществам и называют витамином Е. Они принимают активное участие в жировом и холестериновом обмене, повышают эластичность и снижают проницаемость кровеносных сосудов, предупреждают образование тромбов. Полиненасыщенные жирные кислоты в организме человека не синтезируются и должны вводиться с пищевыми жирами. Содержатся они в свином жире, подсолнечном и кукурузном масле, жире рыб. Эти жиры имеют низкую температуру плавления и высокую усвояемость (98%).

Суточная норма потребления жира для трудоспособного населения составляет всего 60-154г в зависимости от возраста, пола, характера труда и климатических условий местности; из них жиры животного происхождения должны составлять 70%, а растительного — 30%.

Переваривание жиров. Этот процесс осуществляется, главным образом, в тонком кишечнике липазой поджелудочной железы, поступающей в виде зимогена (пролипазы), который только в кишечнике превращается в активную липазу.

Схема 2. Переваривание жиров

Соли желчных кислот (производные холиевой кислоты) поступают из печени в желчь, а с ней — в верхнюю часть тонкого кишечника. После всасывания кислот и 2-моноацилглицеринов из эмульгированных капелек жира в нижнем отделе тонкого кишечника, происходит обратное всасывание солей желчных кислот, которые возвращаются в печень и используются повторно.

Кроме указанных, продуктами переваривания липидов являются легко всасывающиеся глицерин, фосфорная кислота, холин и другие растворимые компоненты. Продукты деполимеризации всасываются в лимфу, а оттуда попадают в кровь.

Углеводы

Это обширный класс органических соединений, состоящих из углерода, водорода и кислорода, синтезирующихся в растениях из углекислоты и воды под действием солнечной энергии. В соединении с белками и липидами углеводы образуют сложные высокомолекулярные комплексы, представляющие основу субклеточных структур, а, следовательно, и основу живой материи.

Углеводы, обладая способностью окисляться, служат основным источником энергии, используемой в процессе мышечной деятельности человека. Энергетическая ценность 1г углеводов составляет 4ккал. Они покрывают 58% всей потребности организма в энергии. Кроме того, углеводы входят в состав клеток и тканей, содержатся в крови и в виде гликогена (животного крахмала) в печени.

В организме углеводов мало (до 1% массы тела человека). Поэтому для покрытия энергетических затрат они должны поступать с пищей постоянно. В случае недостатка в питании углеводов при больших физических нагрузках происходит образование энергии из запасного жира, а затем и белка организма. При избытке углеводов в питании жировой запас пополняется за счет превращения углеводов в жир, что приводит к увеличению массы человека.

Источником снабжения организма углеводами являются растительные продукты, в которых они представлены в виде моносахаридов, дисахаридов и полисахаридов.

Моносахариды — самые простые углеводы, сладкие на вкус, растворимые в воде. К ним относят глюкозу, фруктозу и галактозу.

Глюкоза содержится во многих плодах и ягодах (виноград) и образуется в организме при расщеплении дисахаридов и крахмала пищи. Она быстро и легко из кишечника всасывается в кровь и используется организмом как источник энергии, для образования гликогена в печени, для питания тканей мозга, мышц и поддержания необходимого уровня сахара в крови.

Фруктоза, обладая теми же свойствами, что и глюкоза, более благоприятна для организма человека. Она втрое слаще глюкозы и вдвое сахарозы, что позволяет, не снижая уровня сладости пищи, употреблять меньше сахаров, а это необходимо при заболевании сахарным диабетом и тучности. Фруктоза не повышает содержания сахара в крови, так как в кишечнике медленно всасывается в кровь, в печени быстро превращается в гликоген, легко вовлекается в обменные процессы. Содержится фруктоза в меде, яблоках, грушах, арбузе, смородине и т. п.

Галактоза в свободном виде в пищевых продуктах не встречается, является составной частью молочного сахара (лактозы), обладает слабо выраженным сладким вкусом. Как и фруктоза, благоприятна для организма, не повышает содержание сахара в крови.

Дисахариды (сахароза, лактоза и мальтоза) — это углеводы, сладкие на вкус, растворимые в воде, расщепляются в организме человека на две молекулы моносахаридов с образованием из сахарозы — глюкозы и фруктозы, из лактозы — глюкозы и галактозы, из мальтозы — двух молекул глюкозы.

Сахарозу (свекловичный сахар) человек употребляет в основном в виде сахара, в котором ее 99,9%, кроме того, она содержится в свекле, моркови, сливах, абрикосах, бананах.

Лактоза (молочный сахар) в организм поступает с молоком и молочными продуктами, благоприятно действует на жизнедеятельность молочнокислых бактерий в кишечнике, подавляя тем самым развитие гнилостных микробов.

Мальтоза (солодовый сахар) в природных пищевых продуктах не содержится. В организме человека в процессе пищеварения мальтоза образуется как промежуточное вещество при гидролизе крахмала до глюкозы.

Моно- и дисахариды легко усваиваются организмом и быстро покрывают энергетические затраты человека при усиленных физических нагрузках. Избыточное потребление простых углеводов может привести к повышению содержания сахара в крови, следовательно, к отрицательному действию на функцию поджелудочной железы, к развитию атеросклероза и ожирению.

Полисахариды — это сложные углеводы, состоящие из многих молекул глюкозы, не растворимые в воде, обладают несладким вкусом. К ним относят крахмал, гликоген, клетчатку.

Крахмал в организме человека под действием ферментов пищеварительных соков расщепляется до глюкозы, постепенно удовлетворяя потребность организма в энергии на длительный период. Благодаря крахмалу многие продукты, содержащие его (хлеб, крупы, макаронные изделия, картофель), вызывают у человека чувство насыщения.

Гликоген поступает в организм человека в малых дозах, так как он содержится в небольших количествах в пище животного происхождения (печени, мясе). В процессе пищеварения гликоген пищи расщепляется до глюкозы. В организме человека гликоген образуется глюкозы и накапливается в печени в качестве запасного энергетического материала. При снижении содержания сахара в крови гликоген превращается в глюкозу, тем самым поддерживается постоянный процент его (80-120мг% или 4,4-6,6ммоль/л).

Клетчатка в организме человека не переваривается из-за отсутствия в пищеварительных соках фермента целлюлозы, но, проходя по органам пищеварения, стимулирует перистальтику кишечника, выводит из организма холестерин, создает условия для развития полезных бактерий, способствуя тем самым лучшему пищеварению и усвоению пищи. Содержится клетчатка во всех растительных продуктах (от 0,5 до 3%).

Суточная норма потребления углеводов для трудоспособного населения составляет всего 257-586г в зависимости от возраста, пола и характера труда. Легкоусвояемые углеводы для людей умственного труда и пожилых должны составлять 15%, а для людей физического труда 20% суточной нормы углеводов; 75% этой нормы — полисахариды, в основном в виде крахмала; 5% пектиновых веществ и клетчатки.

Переваривание углеводов. Из углеводов у человека перевариваются, в основном, полисахариды — крахмал, содержащийся в растительной пище, и гликоген, содержащийся в пище животного происхождения. Этапы переваривания этих полисахаридов сходны и иллюстрируются на примере переваривания крахмала в схеме 4:

Схема 4. Переваривание углеводов

В эпителиальных клетках тонкого кишечника D-фруктоза, D-галактоза, а также D-манноза частично превращаются в D-глюкозу. Смесь простых гексоз поглощается выстилающими тонкий кишечник эпителиальными клетками и доставляется кровью в печень.

Витамины

Общие сведения об витаминах. Их не видно и у них нет вкуса; несмотря на это, мы не можем от них отказаться, так как они являются именно тем, что обеспечивает слаженность процесса нашего обмена веществ и сохранность нашего здоровья. Они необходимые помощники нашего организма и поставщики энергии, обеспечивающие его работу. Каждый нуждается в витаминах и минеральных веществах.

Витамины должны поступать в организм в минимальных количествах, поэтому их часто называют также микроэлементами.

Витамины — низкомолекулярные органические соединения различной химической природы, катализаторы, биорегуляторы процессов, протекающих в живом организме. Для нормальной жизнедеятельности человека витамины необходимы в небольших количествах, но так как в организме они не синтезируются достаточном количестве, то должны поступать с пищей в качестве ее необходимого компонента. Для многих людей витамины являются воплощением здорового образа жизни и самого здоровья. В целом для нашего здоровья и хорошего самочувствия нам необходимо 13 витаминов.

Отсутствие или недостаток в организме витаминов вызывает гиповитаминозы (болезни в результате длительного недостатка) и авитаминозы (болезни в результате отсутствия витаминов). При приеме витаминов в количествах, значительно превышающих физиологические нормы, могут развиваться гипервитаминозы.

Свое название (витамины) они получили по предложению польского биохимика К. Функа (от лат. vita — жизнь) в 1911 году. Сейчас известно свыше тридцати соединений, относящихся к витаминам. Различают собственно витамины и витаминоподобные соединения (полная незаменимость которых не всегда доказана). К последним относятся:

• биофлавоноиды (витамины Р),
• пангамовая кислота (витамин В₁₅),
• парааминобензойная кислота (витамин H),
• оротовая кислота (витамин В_1З),
• холин (витамин В₄),
• инозит (витамин В₈),
• метилметионинсульфонийхлорид (витамин L липоевая кислота, карнитин (витамин В₅).

По растворимости в воде витамины делят на две группы:

• водорастворимые С, Р, В₁, В₂, В₆, В₉, РР и др. и жирорастворимые А, D, E, K;
• витаминоподобные вещества U, F, В₄(холин), В₁₅ (пангамовая кислота) и др.

Водорастворимые витамины:

Витамин С (аскорбиновая кислота) необходим для нормальной жизнедеятельности человека; противоцинговый фактор, участвует в окислительно-восстановительных процессах, положительно действует на центральную нервную систему, повышает сопротивляемость человека к экстремальным воздействиям. Норма потребления в сутки витамина С 70-100 мг. При недостатке аскорбиновой кислоты наблюдается характерная картина заболевания цингой, разрыхление и кровоизлияния десен, выпадение зубов.

Витамин В₁ (аневрин, тиамин) участвует в регулировании углеводного обмена. Недостаток вызывает нарушение в работе нервной системы, полиневрит (бери-бери). Необходим при ряде сердечно-сосудистых заболеваний.

Витамин В₂ (рибофлавин) участвует в качестве кофермента в ферментных системах, катализирующих транспорт электронов в окислительно- восстановительных реакциях, которые протекают в живом организме. При недостатке рибофлавина возникают заболевания кожи, воспаление слизистой оболочки ротовой полости, появляются трещины в углах рта, развиваются заболевания кроветворной системы и желудочно-кишечного тракта.

Витамин В₆ (пиридоксин, адермин) участвует в синтезе и превращениях амино- и жирных кислот, входя в состав соответствующих ферментов. Необходим для нормальной деятельности нервной системы, органов кроветворения, печени. Недостаток витамина В₆ вызывает дерматиты.

Витамин РР (ниацин, витамин В₃). Под этим названием понимают два вещества, обладающих витаминной активностью: никотиновая кислота и ее амид (никотинамид). Ниацин является коферментом большой группы ферментов (дегидрогеназы), участвующих в окислительно-восстановительных реакциях, которые протекают в клетках. Никотинамидные коферменты играют важную роль в тканевом дыхании.

Фолиевая кислота (витамин B₉, фолацин, от лат. folium – лист) участвует в процессах кроветворения, перенося одноуглеродные радикалы, а также в синтезе амино- и нуклеиновых кислот, холина, пуриновых и пиримидиновых оснований.

Цианкабаламин (витамин B₁₂) участвует в процессах кроветворения, превращениях аминокислот, биосинтезе нуклеиновых кислот. При недостатке витамина B₁₂ появляется слабость, падает аппетит, развивается злокачественное малокровие, нарушается деятельность нервной системы. Для эффективного усвоения организмом человека витамина B₁₂ необходим внутренний фактор мукополисахарид слизистой желудка (внутренний фактор Косла), недостаток которого препятствует его всасыванию.

Биотин (витамин Н, от нем. Haut — кожа) входит в состав ферментов, катализирующих обратимые реакции переноса (карбоксилирования, декарбоксилирования), участвуя в обмене липидов, аминокислот, углеводов, нуклеиновых кислот. При недостатке возникают пигментация и дерматит, нервные расстройства. Потребность в биотине удовлетворяется за счет продуктов питания и биосинтеза его микрофлорой кишечника. Биотин содержится в большинстве пищевых продуктов.

Пантотеновая кислота (витамин В₅). Входит в состав ферментов биологического ацилирования, участвует в окислении и биосинтезе жирных кислот, липидов, в превращениях сахаров. Отсутствие пантотеновой кислоты в организме вызывает вялость, онемение пальцев ног. Признаки гиповитаминоза наблюдаются редко. Пантотеновая кислота широко распространена в природе.

Жирорастворимые витамины:

Витамин А (ретинол) участвует в биохимических процессах, связанных с деятельностью мембран клеток. При недостатке витамина А ухудшается зрение (ксерофтал — сухость роговых оболочек; «куриная» слепота). Замедляется рост молодого организма, особенно рост костей, наблюдается повреждение слизистых оболочек дыхательных путей, пищеварительных систем.

Кальцuферол (витамин D), под этим термином понимают два соединения — эргокальциферол (D₂) и холекальциферол (Dз). Регулирует содержание кальция и фосфора в крови, участвует в минерализации костей. Отсутствие приводит к развитию рахита у детей и разрежению костей (остеопороз) у взрослых.

Токоферолы (витамин Е) предотвращают окисление ненасыщенныx жирных кислот в липидах, влияют на биосинтез ферментов. При авитаминозе нарушаются функции размножения, сосудистая и нервная система.

Витамин К (филлохинон) действует на свертываемость крови. Суточная потребность его 0,2-0,3мг. Содержится в зеленых листьях салата, шпината, крапивы. Этот витамин синтезируется в кишечнике человека.

Витаминоподобные вещества:

Витамин F ( линолевая, линоленовая, арахидоновая жирные кислоты) участвует в жировом и холестериновом обмене. Норма потребления 5-8г в сутки. Содержится в свином сале, растительном масле.

Витамин U действует на функцию пищеварительных желез, способствует заживлению язв желудка. Содержится в соке свежей капусты.

Холин (холинхлорид) входит в состав некоторых фосфолипидов. Участвует в биосинтезе многих биологически важных соединений. При авитаминозе наблюдается жировое перерождение печени, кровоизлияния во внутренних органах.

Необходимость в витаминных препаратах. В настоящее время почти для всех возрастных групп рекламируются препараты, дополняющие питание. Разнообразное и одновременно сбалансированное питание обычно делает излишним дополнительный прием витаминов и минеральных веществ в виде таблеток. Тем не менее существует ряд показаний, когда необходимо дополнять питание препаратами.

Например, во время беременности и кормления грудью потребность в витаминах и минеральных веществах повышается, поэтому чаще всего рекомендуется поддержка материнского организма и полноценного развития плода путем приема таблеток с витаминами и минеральными веществами. Дополнительный прием витаминов и минеральных веществ должен осуществляться только под контролем врача.

Пожилые люди, дети в период роста и спортсмены также нуждаются в больших количествах определенных микроэлементов, потребность в которых часто не покрывается за счет ежедневного приема пищи.

Водорастворимые витамины всасываются из тонкого кишечника в кровь, где образуют комплексы с соответствующими белками, и в таком виде транспортируются к различным тканям.

Фото из архива редакции

Хештеги: ФБУЗ

10 примеров температуры плавления в повседневной жизни – StudiousGuy

Температура плавления – это температура, при которой данное твердое вещество переходит из твердого состояния в жидкое. Обе фазы, т. е. твердая и жидкая, находятся в равновесии при температуре плавления. Следовательно, температура плавления данного твердого вещества равна температуре замерзания жидкости. Например, вода показывает равновесие при 0°C.

Это физическое свойство вещества, которое используется для различных целей. Наиболее распространенным примером таяния в повседневной жизни является таяние кубиков льда при воздействии тепла.

Указатель статей (щелкните, чтобы перейти)

Как происходит плавление?

Кристаллические твердые тела состоят из трехмерного расположения очень мелких частиц, которые называются решетчатыми структурами. Силы решетки действуют внутри частиц решетчатых структур. Когда этот тип твердой структуры нагревается, составляющие ее частицы вибрируют быстрее, потому что они поглощают кинетическую энергию. Эта вибрация продолжается до тех пор, пока силы притяжения между ними перестают быть достаточно сильными для поддержания кристаллической структуры. Это, в свою очередь, разрушает твердую структуру, и, в конце концов, твердое тело начинает плавиться. Температура, при которой происходит этот процесс, известна как температура его плавления. В аморфных твердых телах частицы располагаются в кристаллической решетке хаотично, например, в стекле, смолах и многих синтетических пластмассах.

Процесс плавления

Факторы, влияющие на температуру плавления

Температура плавления вещества зависит от силы сил притяжения, действующих внутри твердой структуры. Например, хлорид натрия (NaCl) представляет собой ионное соединение, состоящее из сильных ионных связей. Так, он плавится при высоких температурах, т. е. 801°С, тогда как лед представляет собой соединение, состоящее из водородных связей, прочность которых меньше, чем у ионных связей. Следовательно, лед тает при низких температурах, т. е. при 0°С. При повышении давления твердого тела температура плавления вещества понижается. Присутствие примесей в твердой структуре также снижает ее температуру плавления, что называется «понижением температуры плавления».

Кто измеряет температуру плавления?

Аналитические лаборатории

Аналитические лаборатории проводят различные тесты для исследования материалов, которые проводятся в различных отраслях промышленности, таких как фармацевтика, пищевая промышленность, электроника и производство пластмасс, для проверки чистоты продуктов. Одним из аналитических методов, применяемых для характеристики чистоты продуктов (от сырья до готовой продукции), является определение температуры плавления. Важно тщательно выбрать процедуру определения точки плавления для получения удостоверяемых результатов контроля качества (КК) и обеспечения качества (ОК). Аналитические лаборатории КК/ОК обязаны регулярно калибровать свои приборы для определения точки плавления, чтобы определить, соответствуют ли их приборы конкретным требованиям, установленным их местными, национальными и международными лабораториями.

Примеры

1. Анализ чистоты топленого масла/масла

Топленое масло или масло является одним из наиболее потребляемых продуктов в Индии. Очень важно обеспечить его чистоту, так как фальсифицированное коровье топленое масло смешивают с растительными маслами и жиром животного происхождения. Прогорклое топленое масло также доступно на рынке из-за того же цвета и текстуры. Вот несколько простых трюков, которые можно выполнять дома, и они основаны на концепции плавления для обеспечения его чистоты.

Тепловой тест

Возьмите чайную ложку топленого масла в сосуд и нагрейте его. Если топленое масло сразу же тает и приобретает коричневатый цвет, значит, оно чистое. Однако, если для плавления требуется некоторое время и появляется светло-желтая текстура, то это нечистый, т. Е. Смешанный с некоторыми примесями.

Тест на ладонь

Возьмите чайную ложку топленого масла в ладонь, если оно тает само по себе, значит оно чистое, или нет.

Метод пароварки

Гхи также фальсифицируют различными видами масел, особенно кокосовым, поэтому для проверки того, содержит ли гхи кокосовое масло, используется метод пароварки. В этом методе топленое масло растапливают в стеклянной банке с помощью пароварки, которая содержит банку, помещенную над кастрюлей с кипящей водой, а затем помещают эту банку на некоторое время в холодильник. Если топленое масло и кокосовое масло затвердевают отдельными слоями, то топленое масло не является чистым, поскольку разные слои показывают присутствие масла в топленом масле.

2. Катание на коньках

Зимой многие находят лед очаровательным. Им нравится кататься на коньках в заснеженных районах, но задумывались ли вы когда-нибудь, что стоит за скользкостью льда, которая позволяет им кататься на коньках? Причиной скользкости льда является идея таяния под давлением и трения. Когда на лед оказывается давление, он тает верхний слой льда и создает тонкий слой воды, который позволяет кататься на коньках. Теория плавления под давлением основана на том факте, что температура замерзания воды ниже 0°C для определенного диапазона высокого давления.

3. Образование сплава

Примером плавления является образование сплава. Большинство сплавов получают путем смешения различных металлов в расплавленном состоянии с последующим затвердеванием. Все металлы имеют разную температуру плавления. Это создает некоторые трудности при формировании сплава. Например, медь плавится при 1083°С, а цинк плавится при 419°С и кипит при 907°С. Так, при изготовлении латуни (сплава меди и цинка), если расплавить оба металла, нагрев их выше 1083°С, жидкий цинк тоже выкипит, а пары окислятся на воздухе. Чтобы этого избежать, сначала приходится плавить металл с высокой температурой, т. е. медь, а когда медь приходит в расплавленное состояние, к ней добавляют твердый цинк, и он быстро растворяется в жидкой меди до того, как большая часть цинка расплавится. выкипело. Здесь правильное знание температуры плавления металлов и процесса плавления является обязательным для изготовления различных сплавов, что, в свою очередь, предлагает множество применений в различных отраслях промышленности.

Суперсплавы

Суперсплавы состоят из различных комбинаций сплавов никеля, железа и кобальта, и эти сплавы в основном используются в реактивных двигателях. Они производятся методом электронно-лучевой плавки. Этот специализированный процесс плавки включает плавку в высоком вакууме с использованием электронного луча. Этот процесс плавления является дорогостоящим, поэтому его использование ограничено.

Плавка стали

Сталь представляет собой сплав железа и углерода. Знание его температуры плавления важно для его изготовления в ценной форме. Температура плавления стали зависит от ее типа. Следы других элементов также добавляются для улучшения его свойств, и их процентное содержание в них также влияет на их температуру плавления. Из 5 основных типов стали нержавеющая сталь используется в основном для кухонных столовых приборов.

 

4. Лампочки

Лампы содержат нить накаливания, изготовленную из металлического вольфрама. Металлический вольфрам используется, потому что он имеет самую высокую температуру плавления среди металлов. Чтобы произвести свет, металл, используемый в нитях накала лампы, должен быть нагрет до экстремальных температур. Большинство металлов обычно плавятся до достижения таких экстремальных температур. Поэтому лампочки изготавливаются с вольфрамовой нитью, потому что она имеет аномально высокую температуру плавления. Нить накаливания в лампочке закрыта герметичной бескислородной камерой, чтобы избежать возгорания. Вольфрамовая нить испаряется тем быстрее, чем выше температура нити. По мере того, как все больше и больше атомов испаряется, происходит распад нити накала, и стекло темнеет, что сокращает срок службы колбы, тогда как в современных лампочках используется газ аргон, который увеличивает срок службы вольфрамовой нити. В таких лампах, когда атомы вольфрама испаряются, они сталкиваются с атомами аргона и отскакивают обратно к нити накала, где воссоединяются с твердой структурой. Поскольку аргон — инертный газ, нет возможности объединить этот элемент в реакции горения. Хотя это по-прежнему популярный метод освещения внутри домов, в последнее время охлаждаемые источники света, такие как люминесцентные лампы и светодиоды, постепенно вытесняют старые лампочки.

5. Сахара

Сахар представляет собой форму углеводов, которая содержит атомы углерода, водорода и кислорода. Когда человеческое тело потребляет углеводы, они превращаются в глюкозу, которая служит предпочтительным источником энергии для всех клеток человеческого тела. Существуют две основные формы сахаров: простые и сложные. Отличие заключается в их химическом строении. Простые углеводы состоят из молекул сахара, тогда как сложные углеводы состоят из двух или более молекул сахара. Четыре наиболее распространенные формы сахара в нашем рационе — это глюкоза, фруктоза (фруктовый сахар), сахароза (столовый сахар), лактоза (дневной сахар).

Плавящиеся сахара

Диапазон температур разложения сахаров составляет от 184°C до 186°C. Когда мы осторожно нагреваем сахарозу, возникает явление, известное как «кажущееся плавление». Кристаллы сахара на самом деле не плавятся, а демонстрируют реакцию, называемую «инверсией», которая означает разложение двух молекулярных компонентов сахаров, то есть глюкозы и фруктозы. Этот процесс известен как карамелизация и состоит из двух фаз. На первом этапе структура сахара изменяется при повышении температуры. Это можно наблюдать, когда сахар начинает «таять». На втором этапе более сильное повышение температуры вызывает элиминацию молекул воды, что приводит к реакции, называемой «бета-элиминация». После этого вещество темнеет по цвету и по вкусу больше напоминает «карамель». При чрезмерном нагреве останется только нагар, а это говорит о том, что наша карамель подгорела. Когда происходит инверсия, мы получаем «инвертный сахар», который очень гигроскопичен (способен поглощать большое количество молекул воды), что делает его идеальным для приготовления мягких сладостей и десертов.

6. Плавка стекла

В процессе производства стекла сырье нагревается до температуры от 1500°C до 1700°C в стекловаренных печах. Он трансформируется через последовательность химических реакций. Стекловаренные печи могут быть электрическими, газовыми или жидкотопливными.

7. Плавление монет

Вы когда-нибудь замечали, почему размер монет в Индии уменьшается? Логика этого заключается в плавлении монет. Правительство всегда пытается снизить металлическую стоимость монеты по сравнению с ее номинальной стоимостью, потому что, если металлическая стоимость монет больше ее номинальной стоимости, то люди будут поощряться к тому, чтобы переплавить монету и продать этот металл на открытом рынке, чтобы получить прибыль. . Это можно понять на этом примере, предположим, что у человека есть монета в 1 рупию, если он переплавит монету и продаст металл на открытом рынке за 2 рупии, то он получит прибыль в размере 1 рупии. Представьте, если бы все люди начнут этот процесс плавления, тогда все монеты исчезнут, и это создаст сложную ситуацию для правительства. Таким образом, это причина того, что правительство пытается снизить стоимость металла по сравнению с ее номинальной стоимостью, чтобы люди не поощрялись к переплавке монет.

8. Снеготаяние

Сильный снегопад в регионах с холодным климатом вызывает повсеместное промерзание почвы и большие отложения снега, что часто приводит к дорожно-транспортным происшествиям и риску для жизни водителей и пассажиров. Таким образом, таяние снега необходимо, чтобы избежать таких ситуаций. Для таяния снега используются два типа методов: химический метод, который включает применение химикатов, таких как NaCl или CaCl2, для удаления снега, и метод нагрева, который включает тепловой насос, инфракрасную лампу или нагревательные провода для таяния снега. снег.

9. Восковые расплавы

Восковые расплавы представляют собой свечи без фитиля. Они доступны в различных формах и размерах. Это тип ароматизированного воска, который расплавляют в устройствах для подогрева воска (электрических устройствах), который выделяет более сильный и стойкий аромат, чем свеча. Воск тает, когда воск расплавляется, высвобождается ароматическое масло. В основном восковые расплавы, доступные на рынках, изготавливаются либо из парафинового воска, либо из соевого воска. Следует избегать парафинового воска, потому что он состоит из побочных продуктов нефти.

Расплавленный соевый воск

10. Металл, который тает на вашей ладони

Галлий — это неожиданный металл, который тает на вашей ладони. Его температура плавления относительно низкая, то есть 85,6 ° F, и только тепло вашей ладони может его растопить. Это свойство делает галлий идеальным материалом для записи высокотемпературных термометров.

Плавка металлического галлия

Влияние изменения климата | Национальное управление океанических и атмосферных исследований

Приоритетные области:

Образование

Темы:

климатическая грамотность

воздействие климата

образование

Хотя мы часто думаем об антропогенном изменении климата как о чем-то, что произойдет в будущем, это непрерывный процесс. Экосистемы и сообщества в Соединенных Штатах и ​​во всем мире подвергаются сегодня воздействию.

>

Коллаж типичных явлений, связанных с климатом и погодой: наводнения, аномальная жара, засуха, ураганы, лесные пожары и потеря ледникового льда. (Изображение предоставлено NOAA)

С 1901 по 2020 год глобальная температура повысилась примерно на 1,98 °F (1,1 °C), но под изменением климата понимается нечто большее, чем повышение температуры. Это также включает повышение уровня моря, изменения погодных условий, такие как засуха и наводнение, и многое другое. Вещи, от которых мы зависим и которые ценим, — вода, энергия, транспорт, дикая природа, сельское хозяйство, экосистемы и здоровье человека — испытывают на себе последствия изменения климата.

Сложный вопрос

Воздействие изменения климата на различные слои общества взаимосвязано. Засуха может нанести ущерб производству продуктов питания и здоровью человека. Наводнение может привести к распространению болезней и ущербу для экосистем и инфраструктуры. Проблемы со здоровьем человека могут увеличить смертность, повлиять на доступность продуктов питания и ограничить производительность труда. Последствия изменения климата наблюдаются во всех аспектах мира, в котором мы живем. Однако последствия изменения климата неодинаковы по стране и миру — даже в пределах одного сообщества последствия изменения климата могут различаться между районами или отдельными людьми. Долгосрочное социально-экономическое неравенство может сделать группы, недостаточно охваченные услугами, которые часто наиболее подвержены опасностям и имеют наименьшие ресурсы для реагирования, более уязвимыми.

Прогнозы будущего, связанного с изменением климата, не являются неизбежными. Многие из проблем и решений за пределами сайта уже известны нам, и текущие исследования продолжают предлагать новые. Эксперты считают, что еще есть время, чтобы избежать самых негативных последствий, ограничив потепление внешних ссылок и как можно быстрее сократив выбросы до нуля. Сокращение выбросов парниковых газов потребует инвестиций в новые технологии и инфраструктуру, что будет стимулировать рост рабочих мест. Кроме того, снижение выбросов уменьшит вредное воздействие на здоровье человека, спасет бесчисленное количество жизней и миллиарды долларов расходов, связанных со здоровьем.

Несмотря на отключение из-за пандемии, выбросы углекислого газа и метана в 2020 году резко возросли

Уровни двух наиболее важных антропогенных парниковых газов, углекислого газа и метана, продолжали неуклонно расти в 2020 году, несмотря на замедление экономического роста, вызванное реагированием на пандемию коронавируса.

Наш изменяющийся климат

Мы видим, как изменение климата влияет на нашу планету от полюса к полюсу. NOAA отслеживает глобальные климатические данные, и вот некоторые из зарегистрированных NOAA изменений. Вы можете узнать больше на глобальной панели управления климатом.

• Глобальная температура повысилась примерно на 1,8°F (1°C) с 1901 по 2020 год.
• Повышение уровня моря ускорилось с 1,7 мм/год на протяжении большей части двадцатого века до 3,2 мм/год с 1993 года.
• Ледники сокращаются: средняя толщина 30 хорошо изученных ледников уменьшилась более чем на 60 футов с 1980 года.
• Площадь, покрытая морским льдом в Арктике в конце лета, сократилась примерно на 40% с 1979 года.
• Количество углекислого газа в атмосфере увеличилось на 25% с 1958, и примерно на 40% после промышленной революции.
• Снег тает раньше, чем в среднем за многолетний период.

Вода

Изменения в водных ресурсах могут оказать большое влияние на наш мир и нашу жизнь.

Наводнение становится все более серьезной проблемой, поскольку наш климат меняется. По сравнению с началом 20-го века на большей части территории Соединенных Штатов наблюдаются как более сильные, так и более частые аномально сильные осадки.

И наоборот, засуха также становится все более распространенным явлением, особенно в западной части Соединенных Штатов. Люди используют больше воды, особенно в сельском хозяйстве. Подобно тому, как мы больше потеем, когда на улице жарко, более высокие температуры воздуха заставляют растения терять или испарять больше воды, а это означает, что фермеры должны давать им больше воды. Оба подчеркивают потребность в большем количестве воды в местах, где запасы истощаются.

Снежный покров — важный источник пресной воды для многих людей. По мере таяния снега пресная вода становится доступной для использования, особенно в таких регионах, как запад США, где в теплые месяцы не так много осадков. Но по мере повышения температуры снега в целом становится меньше, а снег начинает таять раньше в течение года, а это означает, что снежный покров не может быть надежным источником воды в течение всего теплого и сухого сезона.

 

школьника из Колорадо повышают устойчивость населения к лесным пожарам

Район Редлендс-Меса за пределами Хотчкисса, штат Колорадо, особенно подвержен лесным пожарам, но при финансовой поддержке Программы экологической грамотности NOAA местные старшеклассники принимают меры для снижения уязвимости своего сообщества перед этой опасностью.

Продукты питания

Наше питание зависит от климата и погодных условий. Хотя фермеры и исследователи могут адаптировать некоторые сельскохозяйственные методы и технологии или разработать новые, некоторыми изменениями будет трудно управлять. Повышение температуры, засуха и нехватка воды, болезни и экстремальные погодные явления создают проблемы для фермеров и владельцев ранчо, которые снабжают нас едой.

Сельскохозяйственные рабочие могут страдать от проблем со здоровьем, связанных с жарой, таких как истощение, тепловой удар и сердечные приступы. Повышение температуры и тепловой стресс также могут нанести вред домашнему скоту.

Здоровье человека

Изменение климата уже влияет на здоровье человека. Изменения погодных и климатических условий могут поставить под угрозу жизни людей. Жара – одно из самых смертоносных погодных явлений. По мере повышения температуры океана ураганы становятся сильнее и влажнее, что может привести к прямым или косвенным смертям. Засушливые условия приводят к большему количеству лесных пожаров, которые несут много рисков для здоровья. Повышение частоты наводнений может привести к распространению болезней, передающихся через воду, травмам и опасным химическим веществам. По мере расширения ареалов комаров и клещей они могут переносить болезни в новые места.

Наиболее уязвимые группы, в том числе дети, пожилые люди, люди с ранее существовавшими заболеваниями, работники на открытом воздухе, цветные люди и люди с низким доходом, подвергаются еще большему риску из-за усугубляющих факторов изменения климата. Но группы общественного здравоохранения могут работать с местными сообществами, чтобы помочь людям понять и повысить устойчивость к последствиям изменения климата для здоровья.

Приведены примеры групп населения с более высоким риском воздействия неблагоприятных угроз для здоровья, связанных с климатом, а также меры по адаптации, которые могут помочь справиться с непропорциональными воздействиями. При рассмотрении всего спектра угроз, связанных с изменением климата, а также с другими воздействиями окружающей среды, эти группы относятся к числу наиболее уязвимых, наиболее чувствительных и располагают наименьшими индивидуальными и общественными ресурсами для подготовки к угрозам для здоровья и реагирования на них. Белый текст указывает на риски, с которыми сталкиваются эти сообщества, а темный текст указывает на действия, которые можно предпринять для снижения этих рисков. (EPA (Национальная оценка климата))

Скачать изображение

Климат и картофель фри

Картофель фри зависит от картофеля, и, как и все культуры, картофель имеет предпочтительный климат. Как долго любимый гарнир Америки будет занимать безопасное место в нашем меню?

Окружающая среда

Изменение климата будет по-прежнему оказывать значительное влияние на экосистемы и организмы, хотя и не в равной степени. Арктика является одной из экосистем, наиболее уязвимых к последствиям изменения климата, поскольку она нагревается как минимум в два раза быстрее, чем в среднем по миру, а таяние земных ледяных щитов и ледников вносит значительный вклад в повышение уровня моря во всем мире.

Некоторые живые существа способны реагировать на изменение климата; некоторые растения зацветают раньше, а некоторые виды могут расширить свой ареал. Но эти изменения происходят слишком быстро для многих других растений и животных, поскольку повышение температуры и изменение характера осадков создают нагрузку на экосистемы. Некоторые инвазивные или неприятные виды, такие как крылатки и клещи, могут процветать в еще большем количестве мест из-за изменения климата.

Изменения происходят и в океане. Океан поглощает около 30% углекислого газа, который выбрасывается в атмосферу при сжигании ископаемого топлива. В результате вода становится более кислой, что влияет на морскую жизнь. Уровень моря повышается из-за теплового расширения, а также таяния ледяных щитов и ледников, что подвергает прибрежные районы большему риску эрозии и штормовых нагонов.

Усугубляющиеся последствия изменения климата приводят ко многим изменениям в экосистемах. Коралловые рифы уязвимы ко многим последствиям изменения климата: потепление воды может привести к обесцвечиванию кораллов, более сильные ураганы могут разрушить рифы, а повышение уровня моря может привести к затоплению кораллов отложениями. Экосистемы коралловых рифов являются домом для тысяч видов, выживание которых зависит от здоровых коралловых рифов.

Оглядываясь назад: чикагские подростки стали сторонниками повышения устойчивости города к изменению климата

В качестве будущих лидеров, которые будут принимать решения по проблемам, с которыми они сталкиваются в своих сообществах, Музей науки и промышленности определил подростков старшего школьного возраста, чтобы они выступали в качестве сторонников повышения устойчивости города к воздействиям и последствиям глобального изменения климата.

Инфраструктура

Физическая инфраструктура включает мосты, дороги, порты, электрические сети, широкополосный доступ в Интернет и другие части наших транспортных и коммуникационных систем. Его часто проектируют для использования в течение многих лет или десятилетий, и многие сообщества имеют инфраструктуру, которая была спроектирована без учета будущего климата. Но даже новые инфраструктуры могут быть уязвимы к изменению климата.

Экстремальные погодные явления, сопровождающиеся проливными дождями, наводнениями, ветром, снегом или перепадами температуры, могут вызвать перегрузку существующих конструкций и сооружений. Повышение температуры требует более интенсивного охлаждения помещений, что может вызвать нагрузку на энергосистему. Внезапные сильные дожди могут привести к наводнениям, которые перекроют дороги и основные деловые районы.

Почти 40% населения США проживает в прибрежных округах, а это означает, что повышение уровня моря затронет миллионы людей. Береговая инфраструктура, такая как дороги, мосты, водоснабжение и многое другое, находится под угрозой. Повышение уровня моря также может привести к береговой эрозии и наводнениям во время приливов. По прогнозам, к 2100 году некоторые общины могут оказаться на уровне моря или ниже, и им придется принимать решения, связанные с управляемым отступлением и адаптацией к климату.

Многие сообщества еще не готовы к угрозам, связанным с климатом. Даже внутри сообщества некоторые группы более уязвимы для этих угроз, чем другие. В дальнейшем важно, чтобы сообщества инвестировали в устойчивую инфраструктуру, которая сможет противостоять будущим климатическим рискам. Исследователи изучают текущие и будущие воздействия изменения климата на сообщества и могут предложить рекомендации по передовому опыту. Обучение устойчивости жизненно важно для городских планировщиков, менеджеров по чрезвычайным ситуациям, педагогов, специалистов по связям с общественностью и всех других членов сообщества, чтобы подготовиться к изменению климата.

Путь к устойчивости

Морской грант NOAA в Северной Каролине в партнерстве с государственными и местными группами для оценки стратегий борьбы с затоплением внутренних дорог во время тропических штормов и ураганов.

EDUCATION CONNECTION

Преподавание темы изменения климата может быть непростой задачей, но это очень важная область для изучения учащимися, поскольку она затрагивает многие слои общества.