能量流动和物质循环 能量流动和物质循环主备人参与者 新授使用时间教者 1、描述生态系统中的能量流动； 2、描述生态系统中的物质循环； 3、说出生态系统中能量的最终来源。 重点：1、概述生态系统中的能量流动； 2、描述生态系统中的物质循环。 难点：生态系统中的物质循环和能量流动 讨论、点拨 教师讲述、谈话与学生讨论相结合。 搜集相关的视频、图片、阅读材料等资料，制成演示文稿 教学过程（主要环节） 集体备课个性展示 生态系统中能量的源头是太阳能，而生态系统中的物质却是由地球提供的。地球为什么能为生物源源不断地提供各种物质呢？比如，生物在不停的呼吸过程中，每天都要消耗大量的氧，为什么我们并未感到大气中的氧不断减少呢？原来，在生物群落与无机环境之间，物质是不断地循环的。 提问：什么是生态系统的物质循环？ （回答概念）
提问：概念中的物质是指什么？ （回答：是组成生物体的基本化学元素。教师补充说明，不是指由这些元素组成的糖类、脂肪和蛋白质等生物体内所特有的物质。） 提问：概念中所说的循环是什么？ （回答：是物质往返运动。） 提问：概念中所说的生态系统指的是什么？ （回答：地球上最大的生态系统——生物圈。） 学生讨论：光合作用、呼吸作用及分解作用等有关知识。 出示光合作用过程示意图投影片 提问：根据图回答，光合作用过程中碳的传递过程。 （回答：略） 出示呼吸作用过程示意图投影片 提问：根据图回答，呼吸作用过程中碳的传递过程。 （回答：略） 提问：微生物的分解作用是指什么？ （回答：略） 提问：碳在无机环境中的存在形式怎样？ （回答：略） 提问：滥伐森林对碳循环有何影响？ （回答：碳循环过程受阻，大气中碳的含量就会明显增多。） 提问：化石燃料的燃烧对碳循环又有什么影响？
工业技术(357～359) 用做工业循环水的低温水处理实验 王树勖,杨岳,刘继文 (中国石油兰州石化公司石油化工研究院,甘肃兰州730060) 摘要:利用高硬度的地下低温水做工业循环冷却水,通过实验筛选出以L SH-407G做水质稳定剂(水稳剂)。中试结果表明,在循环水浓缩倍数为3.8～4.2,p H为7.5～8.5的条件下,该水稳剂的阻垢缓蚀性能最佳。 关键词:低温水;高硬度;阻垢;水稳剂 中图分类号:X74 文献标识码:B 文章编号:1009-0045(2004)05-0357-03 中国石油兰州石化公司原料动力厂(以下简称动力厂)低温水车间建于1969年,所用低温水取自于黄河边深层地下水,温度一般在12℃,设计供水量2200t/h,水压力0.5MPa。最初其低温水供该公司下属4个厂的工艺冷却设备使用,但由于低温水总硬度高,在使用过程中导致换热设备结垢严重,故部分用户减量或停用,现只有该公司的石油化工厂和动力厂使用,总用量仅为300t/h,且大部分低温水经换热后直接排入雨排,回收利用率约为48%。本工作通过筛选适宜的水稳剂,实现了低温水的循环利用。 1 低温水做循环水用存在的问题及对策 低温水的pH为8105,其水质分析结果见表1。 表1 低温水水质分析结果mg/L 测试项目分析结果测试项目分析结果 电导率3636Ca2+198.37 浊度0.62总碱度182.51 SO2-475.28钾钠离子75.36 Cl-42.13SiO2 4.81 总硬度296.76总铁0.052 3:单位为μs/cm。 根据表1数据,计算低温水的朗格利尔指数(L.S.I)和雷兹纳指数(Rs)[1]:浓缩倍数为1.0时,L.S.I=0.55,属结垢型水;浓缩倍数为4.0时,L.S.I=2.86,Rs=2.78属强结垢水质。因此,要实现低温水用做循环水,水稳剂应具有优良的阻垢分散性能;另外由于浓缩倍数达到4.0时,低温水总硬度与总碱度之和大于1500mg/L,因此必须向循环水系统中加入一定量的酸,以中和一部分碱,使总硬度与总碱度之和小于1500mg/L,从而削弱循环水水质结垢倾向。 2 水稳剂筛选实验 对兰州石化公司石油化工研究院开发出的L SH-407系列A、B、C、D、E、F、G、H、I共9个型号的水稳剂进行筛选实验,以确定低温水做循环水使用时的最佳水稳剂。 2.1 阻垢与缓蚀性能评价实验 水稳剂的阻垢实验和腐蚀实验分别按中国石化总公司《冷却水分析和实验方法》中的“碳酸钙阻垢法”和“旋转挂片失重法”进行,实验条件如下: 静态阻垢实验 实验用水为配制水,Ca2+和HCO-3浓度均为550mg/L,浓缩1.5倍,水温(80±1)℃,时间10h。 旋转挂片腐蚀实验 实验用水为实际原水,水温(50±1)℃,转速75r/min,试片采用碳钢标准I型片,时间为72h。 2.111 阻垢性能评价 LSH-407系列水稳剂是选取阻垢分散性能较好的丙烯酸/磺酸基团的多元共聚物、有机膦酸, 收稿日期:2004-05-14;修回日期:2004-06-01 作者简介:王树勖(1971-),男,甘肃白银人,工程师,现从事水处理技术研究工作。 第22卷 第5期2004年9月 石化技术与应用 Petrochemical Technology&Application Vol.22 No.5 Sep.2004
生态系统的功能——能量流动和物质循环 一、选择题(本大题共13小题，每小题5分，共65分) 1．从健康的角度考虑，提倡素食可以减少脂肪和胆固醇等的摄入，能降低心血管等疾病的发病率。从生态系统的营养结构和生态系统功能的角度考虑，对提倡素食的好处的描述不正确的是() A．提倡素食能使人类的食物链缩短 B．提倡素食能提高能量传递效率 C．提倡素食能减少生态系统中能量的散失 D．提倡素食能使人类从生产者体内获得更多的能量 2．下列有关生态系统中能量流动的叙述，正确的是() A．兔子吃了1千克的草，则这1千克草中的能量就流入了兔子体内 B．一只狼捕食了一只兔子，则这只兔子中约有10%～20%的能量流入狼的体内 C．生产者通过光合作用合成有机物，能量就从无机环境流入生物群落 D．生态系统的能量是伴随着物质循环而被循环利用的 3. 如图为某一生态系统的能量金字塔，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别代表不同的营养级，E1、E2代表能量的形式。下列叙述正确的是() A．Ⅰ是初级消费者B．Ⅳ为分解者 C．E1为太阳能，E2为热能D．能量可在食物链中循环利用 4．下表选项中，甲、乙、丙三者关系能用如图表示的是() 选项表示内容甲乙丙 A 碳元素的流向消费者CO2库生产者 B 内环境成分的关系血浆淋巴组织液 C 生态系统的能量流向生产者消费者分解者 D 甲状腺激素分泌的分级调节下丘脑甲状腺垂体 (c为b和d的重合区域，e与b、d为并列关系)，下列说法错误的是()
项目能量(J) 蝗虫吃掉的植物所含能量419 蝗虫粪便含有的能量219 蝗虫呼吸消耗的能量146 用于蝗虫生长的能量54 A. B．图中的e表示植物未被利用的能量，则字母c的数值等于219 J C．图中字母b＋d＋e代表植物用于自身生长发育繁殖的能量 D．蝗虫从植物获得的能量一部分以热能的形式散失，因此能量流动是不可循环的 6．如图为某森林生态系统的部分能量流动图解(箭头表示能量流动的方向)，则下列选项中，能使该森林生态系统中物种C获得能量最多的是() A．E增多、D增多、A减少B．D减少、B减少、A减少 C．E减少、D减少、A减少D．A减少、D增多、E减少 7．(2014·抚顺市六校期中考试)有人想同时养鼠和水貂、用鼠喂水貂，再用剥去皮的水貂喂鼠，这样是否可以实现能量的循环利用() A．可以，因为这个系统会平衡 B．可以，因为用鼠喂水貂，所损失的能量可通过用水貂喂鼠收回来 C．不可以，因为食物形成过程中大部分能量都散失了 D．不可以，因为不能用食肉动物喂养食肉动物 8．如图是生态系统中碳循环示意图，“→”表示碳的流动方向。下列说法正确的是()
（18）第三节 能量流动和物质循环 1、下列关于物质循环和能量流动的关系叙述不正确的是 A ．物质为能量的载体,使能量在生物群落内部进行流动 B ．能量作为动力,使物质在生物群落与无机环境之间循环往复 C ．先进行物质循环,后发生能量流动 D ．二者相互依存,不可分割 2、根据生态学原理，要使能量流经食物链的总消耗量降到最低，人们应采取下列哪一种食物结构 A ．以淡水养殖的鱼类为主 B ．以家禽的肉类为主 C ．以谷类和植物蛋白为主 D ．以禽类的肉和蛋为主 3、在一个农田里最好使能量流向农作物，农民除草就是调整 A ．作物和杂草间的关系 B ．生态系统的物质循环 C ．生态系统的能量流动 D ．水和肥料的使用效率 4、若一个人在代谢过程中， 其全部同化量的1/2来自于植物，另1/2来自植食性动物，能量在各营养级之间的传递效率为10％，现在G kg 植物通过食物链流入人体，则人的体重能增加 多少kg A ．G/10 B ．2G/11 C ．G/55 D ．G/280 5、若牛的摄入量为100％，其中粪便量为36％，呼吸量为48％，则牛的同化量为 （ ） A ．16％ B ．52％ C ．64％ D ．84％ 6、16．下图为生态系统中能量流动图解部分示意图，各代表一定的能量值，下列各项中不正确的是 A ．生物与生物之间吃与被吃的关系不可逆转，所以能量流动具单向性 B ．①表示流经生态系统内部的总能量 C ．一般情况下，②为①的10％～20％ D ．从能量关系看：②>③＋④ 7、右图表示某湖泊生态系统的营养结构，a —e 代表各营养级的生物，下列叙述不正确．．． 的是 A ．共有3条食物链 B ．各营养级中，能量最多的是c,生物个体数量最多的是a C ．若水体受有机磷农药轻度污染，则受害最严重的是a D ．若c 所含能量为5.8×109kJ,d 含1.3×108kJ,则a 至少约含4.5×107kJ 8、生态系统的物质循环的特点不包括下列的 A. 带有全球性 B. 物质是指组成生物体的基 本元素 C. 在群落的各营养级之间循环往复 D. 在群落与无机环境之间循环往复 9、与自然界的碳循环关系密切的两种细胞器是 A. 线粒体和染色体 B. 叶绿体和线粒体 C. 叶绿体和核糖体 D. 线粒体和内质网 10、右图是某生态系统食物网示意图，下列关于该图的叙述中，正确的是 A ．从能量流动的特点来看，E 捕食生物 B 和 C 最为经济
WDM型循环冷却水动态模拟试验装置 光明化工研究设计院水处理工程技术中心生产制造的WDM型循环冷却水动态模拟试验装置，广泛使用于石油、化工、冶炼、电力等行业。1986年获化工部科技成果三等奖，1991年获全国第三届新技术、新产品展销会银奖。 该装置经连续不断的改进，各项功能日臻完善，是目前国内最先进的循环冷却水动态模拟试验装置，已用于全国各地50家单位。 装置流程为双水路，由计算机自动控制模拟换热器入口水温和循环水流量，能自动检测进出口水温差和换热蒸汽温度，各参数及时显示在计算机显示器上，巡回采检循环水流量模拟换热器进出口温差、换热蒸汽温度，并同时采检其他参数。同时计算出瞬时污垢热阻系数，并可同步打印以上各参数。试验结束时，由计算机给出污垢系数曲线和极限污垢热阻系数。 本装置是评价和筛选水质稳定剂配方的专用设备，能对水稳剂配方的缓蚀、阻垢效果、月污垢沉积量和运行工艺条件进行综合评定。 测控系统是专门为WDM-D型循环水动态模拟试验装置配套的实时监测、控制系统。按WDM-D型循环水动态模拟试验装置的技术要求，实现对温度与流量的实时监测、污垢热阻值计算、完成对实验结果的打印输出，数据处理和曲线绘制。本微机测控系统完成的实验结果可长期保存，也可在其他的分析试验中使用保存下来的数据和实验报告文件。 WDM-D型微机测控系统是在WDM-B型、WDM-C型的基础上，采用90年代最新的控制技术和软件技术，经过重新优化设计而成。WDM-D型微机测控系统采用管理微机（上位机）与控制微机（下位机）相结合的体系结构。管理微机由个人计算机组成，操作平台为Windows2000，数据处理、报表生成和曲线制作采用Excel。管理微机负责对监测数据的收集、管理、显示、存储及结果分析和输出，并接受分析操作员通过人机界面发出的控制指令。控制微机是以总线核心的单片机，负责执行管理微机的控制指令，完成对试验装置的实时控制，并把采集到的数据传送给管理微机。 WDM-D型动态模拟实验装置具有如下特点： 1、入口控制精度0.3℃（实际控制精度高达0.15℃）;循环流量控制精度为1%(实际控制精度0.5%)。 2、入口温度和出口温度的检测精度为0.2℃;蒸汽温度的检测精度0.5℃。 3、整个微机测控系统的可靠性取决于系统控制微机, 控制微机可靠性高。
华电邹县发电有限公司 循环水动态模拟试验报告 委托单位：欣格瑞（山东）环境科技有限公司试验单位：青岛科技大学环境与安全工程学院编制日期：二〇一九年三月
项目编号：QUST/SESE-②24-02-2019 项目名称：华电邹县发电有限公司循环水系统动态模拟试验（城市中水） 项目批准人： 项目实施人： 项目审核人：
报告目录 第一章前言 (3) 第二章试验部分 (4) 一、评价原理 (4) 二、试验用水水质分析及水处理药剂 (5) 三、试验方法 (6) 四、试验工艺条件 (6) 五、试验材质及规格 (6) 六、试验步骤 (6) 七、试验数据处理 (7) 八、试验结果分析及结论 (9) 第三章试验记录报表 (10) 一、水质及水处理药剂分析报表 (10) 二、动态模拟试验原始数据记录表 (11) 三、动态模拟试验原始记录表 (13) 四、污垢热阻图 (14)
第一章前言 人类日常生活离不开水，工业生产也同样离不开水。随着工业生产的发展，用水量越来越大，特别是我国水资源严重短缺，很多地区已经出现供水不足的现象，因此合理和节约用水已经成为发展工业生产中的一个重要问题。 工业循环水主要用在冷却水系统中，所以也叫循环冷却水。因为工业冷却水占总用水量的90%以上，因此节约用水成为当务之急。目前国家经贸委批准的单位发电量的取水量标准已正式实施，其目的在于限制发电厂的取水量，具体规定如下：采取循环冷却水供水系统时单位发电量取水量定额，在单机<300MW/h，为4.80 m3/MW·h，在单机容量≥300MW/h，为3.84 m3/MW·h。因此发电厂的工作重点应在优化冷却水系统的设计和运行，提高循环冷却水的浓缩倍率，可以取得良好的经济效益。但是提高浓缩倍率，会使结垢和腐蚀问题更加突出，这就对循环冷却水处理出水提出了较高的要求。 为防止机组运行期间凝汽器的结垢，同时可达到节水目的，青岛科技大学受欣格瑞（山东）环境科技有限公司委托，通过对华电邹县发电有限公司循环水系统补水（城市中水）进行动态模拟试验，从而确定循环水的浓缩倍率、极限碳酸盐硬度等运行控制参数，以及衡量所选用的缓蚀阻垢剂的性能。为循环水的实际运行、调整及控制提供依据。 本报告是此次动态模拟试验的总结。
第二节生态系统中的能量流动和物质循环 我们每天要吃各种食物是为了获得营养物质和能量。今天我们一起来了解生态系统中的特质如何循环，能量怎样流动。 在这一节中大家需要掌握以下几点: 学习目标： 1、描述生态系统中的能量流动； 2、描述生态系统中的物质循环； 3、说出生态系统中能量的最终来源。 学习重点： 1、生态系统中能量流动的过程及特点 2、碳循环 自学导航： 快速阅读课本P107-110，做到做到心中有数，并划记重点和有疑惑的点。 一、生态系统中能量流动 查阅资料，独立完成1-4，同座位间也可交流。 生态学上把食物链中的各个营养层次称为，在食物链中，是第一营养级，第二营养级，是第三营养级。 1、每天人们不论工作、学习还是生活都需要许多能量，其他生物也一样，这些能量最根本的来源是 2、它首先进入物体内？ 3、是不是所有的太阳能都参与生态系统中的能量流动？那么生态系统中流动的总能量是 4、它是通过方式进入植物体内的？ 合作学习：小组间学习 5、读图19-7，讨论能量被固定在绿色植物体内后如何继续流动？ 从以下几个方面思考： 1）能量流动的渠道是 2）能量由生物流向生物 3）在流动过程中能量是否有流失？ 合作学习：读图19-7 能量从一种生物的流向另一种生物时，是不是100%传递？若不是，损失的能量到哪去了？从以下几个方面考虑： 1）植物体内的能量主要进行了生理活动？ 2）若动物取食植物，能量将如何变化 3）动植物遗体中存留的能量最终怎样变化 合作交流：（3min) 1、用自己的话描述能量流动过程中损失的能量的去处。 2、根据以上所学，试着用能量金字塔表示能量的流动。 通过分析，能量由被取食者流向取食者，能不能倒过来，由取食者流向被取食者呢？为什么？ 总结能量流动的特点是： 1、 2、 表达交流： 1、为什么肉类食品的价格总比蔬菜价格高？ 2、假设你流落到一个不毛的荒岛上，只有少量的玉米和鸡可以食用，那么是你自己活得最长的办法是什么？ 在能量流动的过程中也必然伴随着物质循环，自然界中许多物质如N、P、S、C等元素都可循环，我们要详细了解C循环。 二、生态系统中的物质循环 阅读课本P109内容，结合图19-8,自主完成 1、观察图19-8，在图中方框内填写相应的物质名称，并描述碳在该生态系统中是如何循环的。根据刚才的讨论，完成以下内容： 2、碳在自然界以什么形式存在？ ①无机环境中的碳 ②生物群落中的碳 2、碳是如何分别进出生产者、消费者、分解者各个环节的 ①碳是通过由无机环境进入生产者 ②碳是行为由生产者进入消费者 ③碳是通过由生产者、消费者进入分解者
综合实验-循环水试验部分 一、实验目的 水的循环使用是我国节水战略的基本国策之一。在敞开式循环冷却水系统中，水在循环过程中，不断地蒸发浓缩和反复接触空气，杂质含量升高，系统设备的结垢、腐蚀和微生物故障频率增加。水的浓缩倍数越高，节水效果越明显，但对设备的危害性也越大。为了将循环冷却水质控制在一个安全的范围内，需要投加水质稳定剂、排污和补充新鲜水。 通过一周试验，培养学生以下几个方面的能力： （1）从事水处理工程的动手能力。 （2）综合运用水处理单项技术、腐蚀速度监测技术和水质检测技术能力，了解传热、传质过程。 （3）系统地运用专业知识解决生产实际问题的能力。 （4）数理统计计算能力。 （5）化学故障的诊断与预防能力。 （6）协调各技术部门的组织能力。 二、实验原理 在实验室给定条件下，用常压下饱和水蒸汽为传热介质，根据生产实际流速、流态、水质、金属材料、换热强度、浓缩倍数、加药量和冷却水进出口温度等主要参数，进行循环水动态模拟试验，通过水质监控、经典腐蚀挂片，污垢热阻和污垢黏附速度的测定，以及污垢成份分析，试验数据的数理统计，旨在判断循环冷却水系统的工作状态。可根据以下指标判断循环冷却水系统的运行状态： （1）防腐指标：①腐蚀速度：碳钢＜0.125mm／a，铜合金＜0.005mm／a。②无点蚀。 （2）防垢指标：①ΔA＜0.2。②粘附速度(mcm)：0～15(很好)；15～30(好)；30～40(允许)。 ③污垢热阻：＜(1.72～5.16)×10-4(m2·K/W)。 （3）微生物控制指标：①异养菌：＜5×105个/mL。②粘泥量：＜4mL/m3。 三、实验设备及仪器 （一）循环冷却水动态试验系统 本实验系统由两套循环冷却水装置组成，可模拟生产过程的两种运行工况。 （1）蒸发器：用电加热除盐水的方法，产生蒸汽。由预定的换热器传热端差控制加热器功率。 （2）换热器：为管式表面式换热器，管外为饱和蒸汽，管内为冷却水。 （3）换热管：以被测试管为换热管，尺寸：Φ10×1，几何长度mm，受热面长度mm；材质：HSn70-1A，不预膜。冷却水进口和出口的温度既可就地抄录，也可由计算机自动采集。 （4）冷却塔：以塑料球为填料，引风机强制通风，受热冷却水与空气呈逆向流动。引风机由预定的冷却塔传热端差控制启停。 （5）循环水泵：在控制柜上操作，就地手动调节流量。 （6）排污补水：在控制柜上操作，自动排污补水。 （7）腐蚀挂片。①铜监视片：长×宽×厚约为××；材质：HSn70-1A，不预膜；安装位置：测试管的进水口和出水口各2块。②水侧铁监视片。尺寸：长×宽×厚约为××；材质：A3，不预膜；安装位置：测试管的进水口和出水口各2块。 （8）水汽额定工况：①冷却水保有水量：约60kg。②冷却水流量：180±0.5L/h(相当于测试管内流速1m/s)。③冷却水循环1次所需时间：20min。④测试管出口温度：45±0.3℃。⑤测试管进出口温差：10℃。⑥饱和蒸汽温度：100±1℃。⑦浓缩倍数：用Cl-指示浓缩倍数，并参考电导率和SiO2的浓缩倍数。浓缩倍数从开机后1.0逐步上升至3.5～4.0，然后稳定运行至试验
. 课后限时练(三十三)生态系统的功能——能量流动和物质循环 一、选择题(本大题共13小题，每小题5分，共65分) 1．从健康的角度考虑，提倡素食可以减少脂肪和胆固醇等的摄入，能降低心血管等疾病的发病率。从生态系统的营养结构和生态系统功能的角度考虑，对提倡素食的好处的描述不正确的是() A．提倡素食能使人类的食物链缩短 B．提倡素食能提高能量传递效率 C．提倡素食能减少生态系统中能量的散失 D．提倡素食能使人类从生产者体内获得更多的能量 解析本题考查生态系统的能量流动，意在考查考生的理解能力。提倡素食即人直接以植物性食物为食，从生产者到人类只有两个营养级，因此，缩短了食物链，可以使人类从生产者体内获得更多的能量，减少能量的散失，但不能提高能量传递效率。答案B 2．下列有关生态系统中能量流动的叙述，正确的是() A．兔子吃了1千克的草，则这1千克草中的能量就流入了兔子体内 B．一只狼捕食了一只兔子，则这只兔子中约有10%～20%的能量流入狼的体内 C．生产者通过光合作用合成有机物，能量就从无机环境流入生物群落 D．生态系统的能量是伴随着物质循环而被循环利用的 解析兔子吃的草中的能量一部分被兔子同化，一部分残留在粪便中，故A项错误；能量传递效率中的10%～20%指的是营养级与营养级之间的传递效率，并非个体与个体之间的，故B项错误；生产者通过光合作用合成有机物来固定太阳能，而太阳能来自无机环境，故C项正确；生态系统中的能量是单向流动的，最终都会以热能的形式散失，故D项错误。答案C 3. 如图为某一生态系统的能量金字塔，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别代表不同的营养级，E、E代21表能量的形式。下列叙述正确的是() A．Ⅰ是初级消费者 B．Ⅳ为分解者 C．E为太阳能，E为热能 D．能量可在食物链中循环利用21.. .
生态系统中的物质循环和能量流动 教学目标 知识目标 1、使学生初步认识生态系统中的能量流动、物质循环对生物界的重要性。 2、使学生了解生态系统的能量流动与物质循环的特点。 3、使学生理解掌握能量流动和物质循环过程，以及它们在生态系统中的重要意义。 能力目标 1、通过分析总结，培养学生运用科学知识分析和解决实际问题等的思维能力，从而培养理论联系实际的能力。 2、通过图片等的观察，培养提高学生的识图能力、观察和分析能力。 3、通过生动有趣的例子激发学生讨论、交流的欲望，培养学生语言表达能力、小组合作能力。 情感态度与价值观目标 通过本节课的学习，使学生正确认识我们作为生态系统中的一员在物质循环和能量流动中的作用，增强学生的环境意识和资源意识，使学生更加热爱大自然和保护大自然。 教学重、难点 教学重点 1、生态系统的能量流动过程及特点。 2、碳循环过程。 教学难点 1、生态系统能量流动的特点分析。 2、生态系统能量流动与物质循环的关系。 学情分析 本节课应以学生感兴趣的问题入手，激发学生的探究欲望，然后采用自读，小组讨论、图例展示、分析计算、实例介绍等方式，从学生的生活实际到生物学科知识，再运用生物学科知识去指导学生的生活，符合学生的认知规律，而且有利于培养学生的逻辑思维、辨证思维和发散思维。以小组合作的方式进行学习，使学生相互交流总结，取长补短，以获取新的知识体系；突出体现新课标“运用科学知识解决实际问题”和“探究性学习”的理念。 教学流程】 一、导入 师：请大家欣赏一段动画！并讨论后面的问题。（大屏幕出示这样的情境动画） 鲁宾逊流落到一个荒岛上，那里除了有能饮用的水以外，几乎没有任何食物，随身尚存的食物只有一只母鸡、１５kg玉米。然后出示问题：你认为以下哪种生存策略能让你维持更长的时间来等待救援？试说明理由。下面有两项选择： 1、先吃鸡，再吃玉米。 2、先吃玉米，同时用一部分玉米喂鸡，吃鸡产下的蛋，最后吃鸡。
循环水物化综合处理装置 北京柯林沃 产品简介 “循环水物化综合处理装置”打破了常规水处理技术的传统理念，是将物理法处理方式和化学法处理方式有机结合的综合性水处理设备。该设备以射频物理法水处理技术为主，根据系统工况、补水水质、环境参数等具体情况，辅助以不同的化学药剂，有效控制、调节、稳定水质，解决由于补水水质差、系统水质要求高、运行管理复杂等物理或化学单一处理方法不能满足的问题。与单纯化学处理方式相比较，可以节约大量的化学药剂，减少运行管理费用，总体运行费用仅为化学加药处理方式的5%-10%。设备由物理法综合处理装置、专用环保型药剂和动态加药装置、水质实时监测系统、全自动控制系统四大部分组成。 “循环水物化综合处理装置”从根本上解决了： 1、单一化学处理方式应用于敞开式循环水系统的以下弊病 1）系统水质监测困难。 2）排污造成的环境二次污染。 3）药剂投加量与系统动态工况无法实时匹配。 2、单一物理处理方式应用于循环水系统由于如下不利条件导致不能满足系统要求的难题 1）补水水质差、环境条件差。 2）排污水量、补水水量较大。 3）循环水水质运行要求高。 该设备运行管理方便、无需人员监守，可实时监测水质变化，实现智能化全自动运行。 工作原理 “循环水物化综合处理装置”是将物理处理、化学处理和水质动态监测、水质实时控制等应用技术有机结合，实现系统水质全方位综合处理、水质动态调节、稳定控制，针对循环水系统而研发的综合性水处理设备。 适用范围 中央空调系统循环水处理、工业设备循环冷却水处理、小区集中供热水处理、游泳池循环水处理、宾馆、洗浴热水处理、工业废水处理。
性能特点 1、物理场射频综合性处理技术，利用射频物理场的防垢、缓蚀、杀菌、灭藻、超净过滤功 能，辅助传统的化学处理方式，对水系统的腐蚀、结垢、菌藻类，水质问题进行综合处理。 2、全流量处理，利用全程处理器三位一体的独特过滤和节能型强效排污、自洁清洗系统功 能，将循环水中的铁锈、杂质、悬浮物超净过滤。 3、PH值在线调节功能，使水系统中的不同金属处于腐蚀钝化区，配合物理场的缓蚀功能， 全面解决供热系统的腐蚀问题。 4、利用水质在线监测功能，通过超标声光报警，控制排污、补水，解决了水系统循环水的 水质运行稳定及监测问题，有效控制循环水浓缩倍数。 6、系统可实现定时加药、排污的自动操作，免停机维护，节省人力。 7、在线控制仪表可直接根据系统参数精确投加药量，绿色环保型超浓缩专用药剂，比传统 设备节约30%药量。 8、一体化程度高，整套系统通过在线仪表和加药管线连接成一个整体，设备均安装在一个 基础上，占地面积小。 9、实现全天24小时连续控制，可实现自动控制。 10、根据用户需求可选配PLC、温度、压力、水质在线监测及报警等功能，实现全自动运行。外型尺寸
第二章第三节能量流动和物质循环 教案设计 【教材分析】 本节课教学内容是济南版八年级下册第六单元第二章的第三节课，是在前面我们学习了生态系统的组成以及食物链和食物网的知识基础上来进行的，因为在食物链和食物网的形成过程中，其中就伴随着能量的流动和物质的循环过程．由于有了前面的知识基础，为本节课的内容作了很好的铺垫，但本节课的知识内容比较抽象，所以在学习过程中还会有一些难度．在教学过程中，需要通过图片、PPT课件等的互相配合使用，使本节课的教学变得更加容易理解、易于接受、准确的掌握． 【学情分析】 本节课的教学内容安排在八年级完成，从学生方面来讲，由于经过了初中一年多的学习，同学们已经适应了初中阶段的生活环境；了解了生物学科的特点；适应了学科教师的授课方法，并且也形成了自己的有特点的学习方法．也从小学生的学习思维模式逐步转化成了初中生的学习思想和理念．所以，对于本节课的学习虽然会有一些抽象，但同学们一定会通过自己的努力、老师的引导，很好地完成本节课的学习． 【教学目标】 知识目标 1.掌握物质循环的概念以及碳循环的过程．（重点） 2.理解能量流动和物质循环的联系和区别．（难点） 过程与方法 通过了解生态系统的能量流动和物质循环，渗透生态系统是一个整体的观点． 情感、态度与价值观 认识人类的各种活动必须遵循生态系统的客观规律． 【重点和难点】 重点：生态系统能量流动的过程和特点． 难点：生态系统的能量流动具有单向性和逐级递减的原因． 【课前准备】 学生：复习巩固上节课的食物链和食物网的知识．
教师：多媒体课件、图片、文本． 【学法指导】 （1）学生课前预习． （2）课堂交流：师生交流，学生学会在教师引导下归纳总结知识点． （3）小组合作：上课之前学生按事先分组，进行合作交流活动． （4）小组交流：学生在交流中学会分析选择，培养综合能力． 【课时安排】1课时 【教学过程】 一、复习巩固：幻灯片展示巩固练习题． 设计意图：复习旧知，强化知识，为新知铺垫． 二、导入新课：首先请大家做一个快乐竞猜游戏． 假设你像鲁滨逊那样流落在不毛的荒岛上，随身尚存的只有少量的玉米和一只母鸡，那里除了能饮用的水外，几乎没有任何食物。以下哪种生存策略能让你维持更长的时间来等待救援：生存策略1：先吃鸡，然后吃玉米． 生存策略2：先吃玉米，用部分玉米喂鸡，吃鸡下的蛋，最后吃鸡． 学生：每组学生各选一名代表，做出选择．（绝大部分学生选择的是2） 教师：真理往往掌握在少数人手里．我们共同来看看鲁滨逊的选择是——先吃鸡，后吃玉米． 母鸡提出抗议：
重点知识： 化学变化与物理变化； 碳循环和氧循环； 物质的转化； 核裂变和聚变。 学生注意点： 化学变化和物理变化的区别； 碳、氧循环的联系； 核电站是用什么原理工作的。 化学变化与物理变化 未生成新物质的变化称为物理变化，生成新物质的变化称为化学变化。不需要发生化学变化就能反应出来的性质称为物理性质（水的三态），在发生化学变化时就能表现出来的性质称为化学性质（物质的燃烧，铁的生锈）。温度、压力等一些外在因素能影响物质的性质（溶解度，物质的沸点）。 元素循环和物质转化 氧化物由两种元素组成的化合物，其中一种是氧元素. 氧化反应：物质与氧气结合的化学反应；该物质化合价升高。还原反应：物质失去氧的化学反应；该物质化合价降低。氧气具有氧化性，氢气和一氧化碳具有还原性。 金属获得氧的过程被称为金属的氧化，金属氧化物失去氧的过程被称为金属氧化物的还原。 氧化的例子：物质燃烧、缓慢生锈等；钝化也属于氧化。 还原的例子： CuO+H 2H 2O+Cu CuO+CO CO 2+Cu 2CuO+C CO 2↑+2Cu CuO+Mg MgO+Cu C 2H 5OH+CuO （灼热）=C 2H 4O+H 2O+Cu （一）、六种相互转化关系 1、金属+O 2→碱性氧化物（化合反应） 如：2Mg+O 22MgO 2Cu+ O 22CuO 2、碱性氧化物+ H 2O →碱（化合反应） *只有四种可溶性碱KOH,NaOH,Ca(OH)2,Ba(OH)2对应的碱性氧化物K 2O,Na 2O,CaO,BaO 可直接与水化合生成相应碱，其余不能 如：Na 2 O+H 2O==2NaOH CaO+H 2O==Ca(OH)2 故：上述四种氧化物溶于水时得到的都是相应碱的溶液，除Ca(OH)2是微溶碱外，其余都易溶。 3、碱→碱性氧化物+水（分解反应） a 、不溶性碱．．．． 受热才能发生分解反应 b 、反应前后元素的化合价不变（特别注意金属元素的化合价） 如：2Fe(OH)3Fe 2O 3+ H 2O Cu(OH)22CuO+H 2O 4、非金属+O 2→酸性氧化物（化合反应） 如：C+ O 2 CO 2 S+O 2SO 2 5、酸性氧化物+H 2O →酸（含氧酸）（化合反应） 能量、元素循环和物质循环的复习
1中水应用于循环冷却水动态模拟试验 1.1试验目的 本次试验由甲方提供春柳污水厂的中水，经进行混凝沉降并过滤后后，根据水质分析数据，投加合适的缓蚀阻垢剂并进行循环冷却水系统的动态模拟试验，根据试验结果评价药剂对系统的抗腐蚀及阻垢倾向，确定经过混凝沉降后过滤直接回用到循环冷却水的可行性；同时也通过循环冷却水加药种类及加药量等来评价该路线的经济型。 1.2试验及评价依据 a《冷却水动态模拟试验方法》（HG/T 2160-2008） b《工业循环冷却水处理设计规范》（GB-50050-2007） c《火力发电厂循环冷却水用阻垢缓蚀剂》（DL/T806-2002） d 《工业循环冷却水中钙、镁离子的测定EDTA滴定法》（GB/T15452-2009） e 《工业循环冷却水污垢和腐蚀产物中酸不溶物、磷、铁、铝、钙、镁、锌、铜含量测定方法》（HG/T 3534-2003） 1.3动态模拟试验概述 循环冷却水动态模拟试验是在实验室给定条件下，用常压下饱和水蒸气加热换热器，模拟生产现场的流速、流态、水质、金属材质、换热强度和冷却水进出口温度等主要参数，以评定水处理剂的缓蚀和阻垢性能。 1.4试验装置 循环冷却水动态模拟装置示意图见下图：
动态模拟试验装置实图如下：
1.5试验水质分析 甲方提供的春柳污水处理厂出厂中水，经过我院混凝沉降后作为循环冷却水动态模拟试验的补水。 1.6试验药剂分析 试验药剂为我院根据水质情况给出的1#、2#剂和缓蚀阻垢剂。 表二：药剂分析 加药方式：采用连续式加药
1.7试验准备 1.7.1试验管的准备 1#、2#动态模拟试验装置均选用经过处理烘干的HSn70-1A试验铜管，具体尺寸为Φ560×10×1mm。 1.7.2试验挂片和铜片的准备 1#、2#动态模拟试验每种水质中挂标准A3碳钢片、HSn70-1B铜片各1片，分别测得腐蚀率。腐蚀率的测定采用失重法，试验方法依据GB/T 18175-2000 《水处理剂缓蚀性能的测定—旋转挂片法》。 1.8动态模拟试验一 当循环水预期浓缩倍数达到，循环水进、出口温差稳定5天，污垢热阻小于 3.44×10-4 m2.K/W时，动态试验结束。 1.8.2动态试验条件 1.8.3试验过程数据记录 见附件《动态试验原始记录表》。 1.8.4试验结果
《第三节能量流动和物质循环》教案 教学目标: (一)知识目标 1、分析生态系统中的能量流动和物质循环。 2、说出生态系统中的碳循环。 （二）能力目标 1、通过分析总结，培养学生运用科学知识分析和解决实际问题等的思维能力，从而培养理论联系实际的能力。 2、通过图片等的观察，培养提高学生的识图能力、观察和分析能力。 3、通过生动有趣的例子激发学生讨论、交流的欲望，培养学生语言表达能力、小组合作能力。 (三)情感态度与价值观目标 通过本节课的学习，使学生正确认识我们作为生态系统中的一员在物质循环和能量流动中的作用，增强学生的环境意识和资源意识，使学生更加热爱大自然和保护大自然。 教学重难点： 1、生态系统的能量流动过程及特点。 2、碳循环过程。 教学流程： 一、导入 师：请大家欣赏一段动画！并讨论后面的问题。（大屏幕出示这样的情境动画） 鲁宾逊流落到一个荒岛上，那里除了有能饮用的水以外，几乎没有任何食物，随身尚存的食物只有一只母鸡、15kg玉米。然后出示问题：你认为以下哪种生存策略能让你维持更长的时间来等待救援？试说明理由。下面有两项选择： 1、先吃鸡，再吃玉米。 2、先吃玉米，同时用一部分玉米喂鸡，吃鸡产下的蛋，最后吃鸡。 学生讨论。 师：大家都很聪明，都选择第二个答案，理由也比较充分，因为第二种吃法可以给他提供更多的能量，使他能维持更长的时间来等待救援。一切生命活动都伴随着能量的变化，没有能
量的供给也就没有生命和生态系统。能量的流入、传递、转化和散失的过程就是能量流动，在能量流动的过程中伴随着物质循环。那么，生态系统中的能量是怎样流动的？物质是怎样循环的呢？这就是我们今天要研究的主要问题。 设计思想从学生喜欢的动画入手，给学生以生动形象的感性认识，引导学生思考，再加上教师语言的小结，直接切入本课主题，贴近学生生活，激发学生兴趣，调动学生学习的积极性，吸引学生注意，将枯燥的问题形象化、生动化和趣味化。 二、新课教学 活动一：生态系统的能量流动 1、学生阅读课文，思考问题： 生态系统能量的源头是什么？怎样流入生态系统的？能量流动的渠道是什么？能量是怎样流动的？ 2、播放课件：生态系统中能量流动的示意图。 3、学生回答：生态系统中能量的源头是太阳能。 4、引导启发：不是所有的太阳能都参与生态系统中的能量流动，只有被生产者固定的太阳能才能流动。 5、师生谈话：生产者是如何固定太阳能的呢？是生产者（绿色植物）通过光合作用，把太阳能固定在有机物中的。那么能量又是怎样流动的呢?是通过食物链和食物网进行流动的。我们把食物链和食物网中的各个营养层次称为营养级。那么能量是怎样逐级流动的呢？第一级是绿色植物，第二级是以植物为食的动物，第三级是以植食性动物为食的肉食动物。以此类推。 6、分组讨论：能量在流动过程中将发生怎样的变化呢？你能发现什么规律么？ 7、播放课件：生态系统能量流向示意图。 （推荐一个同学归纳其中心内容，其他同学补充，老师点拨指导。） 8、师生交流：在能量流动的过程中，绿色植物固定的太阳能有三个去处：一部分被自身的生命活动消耗了，即通过细胞呼吸释放和生命活动利用了；储存在体内的能量一部分流入下一营养级；没被利用的枯枝落叶和下一营养级摄食未消化而排出的粪便中的这一部分被分解者释放出来。因此，可以看出，能量在流动的过程中是逐级递减的。 设计思想本部分内容是本节课的教学重点也是难点。本部分的教学策略是先设计问题情境，让学生带着问题阅读教材，然后播放教师自己制作的直观性较强的“能量流动图解”使学生对“能量流动”从感性认识上升到理性认识，再通过学生小组讨论与教师引导启发相结合、
一、生态系统的能量流动 生态系统能量流动示意图 1．补充图中标号代表的内容 甲：生产者，乙：初级消费者，丙：次级消费者，丁：呼吸作用，戊：分解者。 2．生态系统所需能量的最终来源：太阳能。 3．据图补充食物链中甲营养级能量的去向 (1)通过自身呼吸作用以热能的形式散失。 (2)被下一营养级同化。 (3)残枝败叶、遗体残骸等被分解者分解。 (4)未被利用。 4．特点：单向流动和逐级递减。 5．能量传递效率 相邻两个营养级的传递效率＝下一营养级同化量上一营养级同化量 ×100%。一般能量传递效率为10%～20%。 6．研究意义 (1)帮助人们科学规划、设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。 (2)帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。 解惑 相邻两营养级之间能量传递效率只有10%～20%，因此食物链中营养级一般不超过4～5个。 消费者摄入的能量、同化的能量、输入的能量与粪便中的能量有什么关系？ 提示：同化的能量＝输入的能量＝摄入的能量－粪便中的能量。 二、生态系统的物质循环 1．物质循环 (1)概念：组成生物体的各种元素在生物群落与无机环境间不断地循环的过程。 (2)特点：全球性、反复利用、循环流动。 (3)与能量流动的关系：二者同时进行，相互依存，不可分割。 (4)意义：通过能量流动和物质循环使生态系统中的各种组成成分紧密地联系在一起，形成一个统一整体。 2．碳循环 (1)碳在无机环境中的存在形式：CO 2和碳酸盐。 (2)碳在无机环境与生物群落之间的循环形式：CO 2(主要)。 (3)循环过程：碳从无机环境到生物群落是通过光合作用、化能合成作用实现的；从生物群落到无机环境则是通过动植物的细胞呼吸和微生物的分解作用实现的。 3．温室效应 (1)形成原因：大量化学燃料的燃烧，大气中的CO 2含量迅速增加，打破了生物圈中碳循环的平衡。 (2)影响：导致气温升高，加快极地和高山冰川的融化，导致海平面上升，进而对人类和其他许多生物的生存构成威胁。 1．从生态学角度分析，生态系统中流动的能量最初来源于( ) A ．光合作用 B ．高能化学键
第四章生态系统的稳态 第二节生态系统的稳态-----能量流动和物质循环 【学习目标】 1.分析生态系统能量流动的过程和特点。 2.概述研究能量流动的实践意义。 3.尝试调查农田生态系统中的能量流动情况 4.分析生态系统的物质循环的过程与特点。 5.概述研究物质循环的意义。 6.理解物质循环和能量流动的关系。 【学习过程】 活动主题一、能量流动的过程 【识记】 1、能量流动的概念 生态系统中能量的、、和的过程，称为生态系统的能量流动。研究生态系统中能量的流动一般在水平上。 2、生态系统所需的能量来自于________________________ 能量的来源：绿色植物通过作用将_ 能转化为能，使太阳能输入到生态系统中。 能量的输入：生产者所固定的的总量，就是这个生态系统所获得的能量。 能量的传递：生态系统中能量的传递是沿_ 渠道进行的。 一个营养级的生物所获得的能量，（1）一部分通过_____ 作用以_____ 形式散失了，一方面用于自身的、和等生命活动；（2）一部分被____ 摄入；（3）一部分则被分解利用。 【理解】 1、植物通过光合作用制造的有机物中储存的能量是从哪里来的？ 2、一片农田中，在农作物的生长期内是否能将照射到这片农田上的所有光能全部储存？ 3、观察生态系统能量流动示意图思考：每一个营养级获得的能量有哪几条去路？ 【拓展】 据图分析(1)摄入量、同化量、粪便量三者之间的关系是摄入量 ＝。 (2)在各营养级中，能量的三个去路： ①；②； ③。 活动主题二、能量流动的特点 【识记】
1、生态系统中能量流动的特点是 ， 。 能量在相邻的两个营养级间的传递效率大约是 。 2、能量金字塔 能量金字塔的含义是：在一个生态系统中，营养级越多，在 就越多。 生态系统中，食物链一般不超过 个营养级。 【理解】 1、 观察能量流动示意图，思考：为什么箭头由粗变细，方框的面积由大变小？ 2、 能量逐级递减的原因有哪些？ 3、 观察能量金字塔中各营养级生物数量的多少 【拓展】 1、写出能量传递效率的计算公式 相邻两个营养级的传递效率＝_______________________×100%。 2、数量金字塔可出现倒置现象，如树林中，树、昆虫和食虫鸟三者形成的数量金字塔可出现倒置现象。 活动主题三、研究能量流动的实践意义 【识记】 研究生态系统的能量流动，可以帮助人们 人工生态系统，使能量得到最有效的利用。 可以帮助人们合理的调整 ，使能量持续高效的流向 。 活动单元四、生态系统的物质循环 【识记】 概念(1)物质：组成生物体的 ，如C 、H 、O 、N 、P 、S 等。 (2)循环范围： 和 之间。 (3)循环特点： ○ 1全球性：物质循环的范围是_____，因此把生态系统物质循环又叫生物地球化学循环。 ○ 2反复利用，循环流动：物质循环可以在______与______之间反复利用、循环流动 【理解】 下图是生态系统的碳循环示意图。先填写示意图，再回 答有关问题