C.4.2 · การถ่ายโอนพลังงานและสสาร

International Baccalaureate · IB Diploma · Biology · SL · หัวข้อ 23

ดูสไลด์ ฝึกฝน

23.1

ขอบเขตและเงื่อนไขก่อนเข้าเรียน

เอกสารนี้ครอบคลุมหัวข้อ SL ที่เลือกสำหรับหลักสูตรที่ประเมินเป็นครั้งแรกใน 2025; ไม่ใช่หลักสูตรทั้งหมด

เงื่อนไขก่อนหน้า: อ่านปริมาณและหน่วยที่กำหนด, และใช้ arithmetic และเงื่อนไขโมเดลด้านล่าง

The examples are original and fictional: they are not real measurements or real student investigations.

คำศัพท์ ฝึกฝน

English	ไทย
trophic transfer efficiency/ˈtrəʊfɪk ˈtrænsfɜː ɪˈfɪʃənsi/	ประสิทธิภาพการถ่ายโอนระดับโภชนาการ
assimilation/əˌsɪmɪˈleɪʃn/	การดูดซึมและสร้างเนื้อเยื่อใหม่

23.2

การถ่ายโอนพลังงาน: การใช้การผลิตและขอบเขตที่กำหนดให้

อะไรจะเป็นคำอธิบายสำหรับการสังเกตนี้?

พลังงานที่มีอยู่ในรูปของชีวมวลใหม่มักลดลงตามสายโซ่อาหาร พลังงานถูกอนุรักษ์ไว้โดยรวม แต่พลังงานบางส่วนที่ถูกถ่ายโอนจะออกจากเส้นทางการผลิตในระดับถัดไป

สร้างโมเดล

ผู้ผลิตแปลงพลังงานขาเข้าให้เป็นพลังงานเคมีในสารอินทรีย์
ผู้บริโภคได้รับสารอาหารโดยการกิน
ประสิทธิภาพการถ่ายโอนระดับโภชนาการ เปรียบเทียบการผลิตที่มีอยู่ในหนึ่งระดับกับการผลิตในระดับก่อนหน้าในพื้นที่และช่วงเวลาเดียวกัน
พลังงานสามารถเข้าสู่เส้นทางซากพืช คงอยู่ในวัสดุที่ไม่ได้ถูกกิน ออกไปในของเสียที่ถูกขับออก หรือถ่ายโอนเป็นความร้อนผ่านการหายใจ
ประสิทธิภาพการถ่ายโอนระดับโภชนาการ: การผลิตในระดับโภชนาการหนึ่งหารด้วยการผลิตในระดับก่อนหน้าในช่วงเวลาเดียวกัน
การดูดซึม: การนำสารที่ย่อยแล้วเข้าสู่คลังภายในที่ใช้งานได้ของสิ่งมีชีวิต

Production per m² per year: producer 10,000 kJ, primary consumer 1,200 kJ, secondary consumer 180 kJ *ผลผลิตลดลงในระดับต่างๆ: การถ่ายโอน 12% แล้ว 15% ไม่ใช่ค่าคงที่ 10%

เลือกหลักฐานที่นำมาทดสอบได้

ใช้หน่วยพลังงานและช่วงเวลาเดียวกันทั้งตัวเศษและตัวส่วน
แยกแยะการกิน การดูดซึม และการผลิต: พลังงานที่กินเข้าไปไม่ได้ถูกดูดซึมทั้งหมด และพลังงานที่ดูดซึมไม่ได้ถูกเก็บสะสมเป็นมวลชีวภาพใหม่ทั้งหมด
กราฟพีระมิดพลังงานบันทึกการไหลต่อพื้นที่ต่อเวลา; มวลชีวภาพคงที่เป็นการ snapshot ซึ่งเป็นปริมาณที่ต่างกัน

ในห้องปฏิบัติการ: วิเคราะห์ข้อมูลงบประมาณระบบนิเวศที่มีแหล่งที่มาหรือสมมติให้สร้างกรอบและลูกศรสำหรับการกินอาหาร การถ่ายโอนซากดึกดำบรรพ์และความร้อน ระบุค่าที่วัดได้จริงและค่าที่อนุมาน และตรวจสอบว่างบประมาณรวมผู้ย่อยสลายหรือไม่ หลีกเลี่ยงการถือกฎ 10% ที่ตายตัวเป็นข้อเท็จจริงวัดผลทั่วไปสำหรับทุกระบบนิเวศ

เริ่มจากปริมาณที่ทราบแล้ว

Known: producer production is 10,000 kJ/m²/year and primary-consumer production is 1,200 kJ/m²/year.
ประสิทธิภาพการถ่ายโอนคือ 1,200/10,000×100=12%
การผลิตของผู้บริโภคระดับที่สองที่ 180 kJ/m²/ปี ให้ค่า 180/1,200×100=15% สำหรับขั้นตอนนี้
ค่าที่แตกต่างกันเหล่านี้ชี้ให้เห็นว่าทำไมการสันนิษฐาน 10% แบบสากลจึงไม่สามารถแทนที่ข้อมูลชุดนี้ได้

ถึงคุณ: การผลิตของผลิตเตอร์คือ 8,000 และการผลิตของผู้บริโภคระดับต้นคือ 800 kJ/m²/ปี จงคำนวณหาประสิทธิภาพการถ่ายโอน

ตรวจสอบข้อสรุปและขอบเขต

พลังงานไม่ถูกทำลายเมื่อมีการหายใจเพื่อถ่ายโอนพลังงานในรูปความร้อน
วัสดุสามารถหมุนเวียนผ่านระบบนิเวศได้ ในขณะที่การไหลของพลังงานที่ใช้ประโยชน์ได้ขึ้นอยู่กับแรงขับเคลื่อนที่ต่อเนื่อง
กราฟจำนวนหรือภาพตัดขวางของมวลชีวภาพไม่สามารถนำมาใช้แทนในการคำนวณประสิทธิภาพการใช้พลังงานได้โดยอัตโนมัติ

ไม่ถูกต้อง: การหายใจทำลายพลังงานแทนที่จะถ่ายโอนไปเป็นรูปแบบอื่น การหายใจถ่ายโอนพลังงานสู่สิ่งแวดล้อมในรูปความร้อน ซึ่งพลังงานยังคงอยู่ "การสูญเสีย" ระหว่างระดับทางโภชนาการหมายถึงพลังงานออกจากช่องทางการไหลที่ใช้ได้ในสายใยอาหาร กฎการอนุรักษ์ไม่ถูกละเมิดเด็ดขาด

จุดสำคัญ:

ผู้ผลิตแปลงพลังงานขาเข้าให้เป็นพลังงานเคมีในสารอินทรีย์
ใช้หน่วยพลังงานและช่วงเวลาเดียวกันทั้งตัวเศษและตัวส่วน
ระวัง: พลังงานไม่ถูกทำลายเมื่อมีการหายใจเพื่อถ่ายโอนพลังงานในรูปความร้อน

เขียนจากประสิทธิภาพการถ่ายโอน 15 เปอร์เซ็นต์

การผลิตของผู้ผลิตคือ 6,000 และการผลิตของผู้บริโภคระดับต้นคือ 900 กิโลจูลต่อตารางเมตรต่อปี
หาประสิทธิภาพการถ่ายโอนพลังงาน การหายใจส่งผ่านพลังงาน ไม่ได้ทำลายพลังงาน

สำรวจ

Different transfer steps, different efficiencies

10,000 → 1,200 → 180 kJ per m² per year gives 12% then 15% transfer efficiency, and 1.8% overall. Keep production, area and time consistent while accounting for the remaining energy pathways.

หัวข้อเพิ่มเติมใน International Baccalaureate · IB Diploma · Biology · SL