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课程简介课程号： 13120310课程名称：生物物料学课程英文名称： Physical Propeties of Bio-Materials 周学时：1～1.5学时学分：1.5主要教学内容：绪论总述第一章基本物理参数第二章固体生物物料的流变特性第三章液体生物物料的流动特性第四章生物物料的流动力学特性第五章散粒物料的力学特性第六章生物物料的热学特性第七章生物物料的光学特性第八章生物物料的电学特性第九章生物物料的核磁共振， X 射线等反应特性选用教材或参考书：《 Physical Propeties of Bio-Materials 》《农业物料学》周祖锷，中国农业出版社， 1994 年 5 月教学大纲一、课程的教学目的和基本要求《生物物料学》是生物系统工程专业的重要专业基础平台课程之一。
它是运用近代物理学理论、技术和方法，研究农业物科物理性质以及各个物理因子和生物物料相互作用的一门边缘学科。
它是物理学、工程学科和生物学各学科之间的桥梁，也是生物系统工程学科的基础。
它的任务是为学生学习有关专业课以及今后从事科研、教学、生产和开发工作建立比较牢固的生物物料物理特性基本理论研究基础。
通过本课程的学习，学生应掌握生物物料物理特性研究的基本理论、基本知识和基本技能，在分析问题和解决问题的能力上有所提高。
为了完成和达到《生物物料学》的教学任务和要求，在整个教学环节中，要特别注意培养学生的独立思考能力。
教学内容宜以物料物理特性研究为主线，加强机械学、热学、电学、光学、声学等等基本理论和基本知识的教学与训练。
使学生能牢固和熟练地掌握和应用它们。
只有掌握足够的基础知识，才能学好理论。
必须重视基本技能和实验技术的训练。
二、相关教学环节安排为实现大纲的基本要求，创造条件采用 CAI 、多媒体等先进教学手段。
本大纲的部分内容可以而且应该由学生通过自学、作业和练习等方法获得。
课堂讲授以解决重点、难点及关键问题为主，着重调动学生的思维积极性，指导学生自学。
浅谈农业物料力学特性发展摘要：农业工程是实现农业现代化的重要物质基础和保障，也是建设现代农业和社会主义新农村最关键的科学技术领域之一1。
随着农业工程技术的应用和发展，农业物料力学在农业工程领域中也得到了广泛应用，农业物料力学的理论、实验、应用等方面在农业工程领域中得到了广泛应用。
本文简述农业物料力学的发展过程，以及固体农业物料的力学性质在理论、实验等方面的研究发展。
关键字：农业物料；力学特性；研究进展；1.引言农业物料是指农业生产和农产品加工的对象，它包括动、植物以及以它们为原料加工的半成品和成品，如谷物、蔬菜、水果、肉、蛋奶、皮毛等2。
农业物料力学特性包括固体物料的应力—应变规律、冲击、振动、屈服强度、硬度、蠕变、松弛和流变等特性。
散粒体物料的摩擦、粘附、变形、流动、离析等特性。
液体物料的流体力学特性、流变、黏性、黏弹性等特性。
声学特性和超声波特性。
所以深入研究农业物料的力学问题显得尤为重要，这对于农业物料的采摘、加工、运输、储存、包装及相关机械设计的研究设计有着重要的作用。
国内外学者对此进行了广泛深入的研究，研究成果在农业工程中得到了大量的应用。
2．固体农业物料的力学特性研究与应用固体物料力学特性研究发展较早，在国外，20世纪60年代就引起了重视，美国宾夕法尼亚大学N．Mohsenin教授总结了各方面取得的研究成果，于70年代至80年代中期写出了“动植物物料物理特性”一书，为该学科的发展奠定了基础3。
国内起步则稍晚一些，80年代以后，几所大学及研究所展开了相应的研究。
到目前为止已经获得了很大发展，取得了不少成果。
固体物料涉及到流变力学特性，固体物料流变特性在生产、质量控制和研制开发新产品中有着重要作用。
2.1固体农业物料的常规力学特性研究固体农业物料的常规力学性质可得到在工程分析和设计中有参考价值的数据。
由于原料在运输和加工时一般以自然状态承受各种机械作用，所以开展完整形态下物料力学特性的研究有着重要的理论价值和现实意义。
农业物料学课程设计论文一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握农业物料的基本概念、性质、分类和用途，能够分析农业物料的物理、化学和生物特性，了解农业物料在农业生产中的应用和管理。
具体来说，知识目标包括：1.掌握农业物料的基本概念和性质，如土壤、肥料、种子等。
2.了解农业物料的分类和用途，如粮食、经济作物、饲料等。
3.理解农业物料的物理、化学和生物特性，如土壤结构、肥料成分、种子发芽率等。
4.掌握农业物料在农业生产中的应用和管理方法，如肥料施用、种子选择等。
技能目标包括：1.能够分析农业物料的性质和用途，进行合理的农业物料选择和使用。
2.能够进行农业物料的样品采集、处理和分析，掌握相应的实验方法和技术。
3.能够运用农业物料学的知识解决实际农业生产中的问题，进行农业物料资源的合理利用和管理。
情感态度价值观目标包括：1.培养对农业物料学的兴趣和热情，认识到农业物料学在农业生产中的重要性和价值。
2.培养学生的责任感和使命感，意识到农业物料学对农业可持续发展的意义。
3.培养学生的创新意识和实践能力，鼓励学生进行农业物料学的科学研究和实践探索。
二、教学内容根据课程目标，教学内容主要包括农业物料的基本概念、性质、分类和用途，以及农业物料在农业生产中的应用和管理。
具体的教学大纲如下：1.农业物料的基本概念和性质：介绍土壤、肥料、种子等农业物料的基本概念，分析其物理、化学和生物特性。
2.农业物料的分类和用途：讲解粮食、经济作物、饲料等农业物料的分类和用途，分析其在农业生产中的重要性。
3.农业物料的物理、化学和生物特性：详细讲解土壤结构、肥料成分、种子发芽率等农业物料的特性，以及其对农业生产的影响。
4.农业物料在农业生产中的应用和管理：介绍肥料施用、种子选择等农业物料在农业生产中的应用和管理方法，以及农业物料资源的合理利用和管理。
三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用多种教学方法，包括讲授法、讨论法、案例分析法、实验法等。
农业物料的特性在农业工程中的应用一、农业物料的电特性在农业工程中的应用1.加热与杀菌保鲜加热和杀菌是食品生产中的一项重要的操作，加热和杀菌对于食品安全、延长食品的储藏时间和货价寿命等都具有重要意义。
（1）微波加热微波加热具有升温快、效率高、易于控制等优点。
微波加热用于粮食贮藏前的干燥可以缩短干燥时间，消除霉变和虫蛀；用于干燥果蔬制品可以大幅度的减少果蔬的质量和体积，便于贮运；微波还可用于低温快速杀菌，有利于提高产品的品质和等级。
微波加热最大的问题就是加热不均匀，限制了微波在工业中的大规模应用。
（2）食品的杀菌保鲜采用直接电阻加热法，可以通过控制电导率进行罐头食品的杀菌保鲜。
研究表明，若液相和固相的电导率差异不大,加热将是均匀的。
对采用高频电磁场强化果汁的杀菌过程的研究发现，利用高频电磁场杀菌，能够保持果汁的营养价值,特别是维生素C的含量。
此外，利用静电场进行果蔬保鲜，是一种无污染的物理保鲜方法, 其保鲜机理是利用高电压电离空气产生离子雾和一定量臭氧, 其中负离子雾具有抑制果蔬新陈代谢、降低其呼吸强度和减弱酶活性等作用；而臭氧是一种强氧化剂, 除具杀菌能力外，还能与乙烯和乙醇等发生反应, 间接对果蔬保鲜起积极作用。
2.农产品质量评定和控制电特性可用来评定食品和农产品的品质。
例如，测定干燥后玉米粒的热损伤、冻伤种子的成活率；测定植物体的机械损伤程度及抗霜冻能力；测定蛋白质含量及鱼的新鲜程度等。
利用电容及直流电阻可估量玉米的受热损伤的程度。
玉米的过热会使淀粉含量减少，裂纹增多，从而影响淀粉质量。
如将其用作种子则会减小其成活能力。
利用电特性还可调定棉花纤维长度的分布情况，研究表明在棉花中如纤维增加1%，棉纱强度则便降低1%。
二、农业物料的热特性农业物料热容量和比热是随物料组成成分、含水量和温度等的不同而变化的。
大量测试结果证明，农业物料比热随其含水量大小而变化，一般呈线性关系。
农业物料的比热随温度不同而改变，一般来说，比热随温度升高而增大。
第二章基本物理参数第一节形状和尺寸一图形比较法：将物料的纵剖面和横剖面的形状与标准图形相比较以确定物料的形状。
常用术语：圆形、扁圆形、长椭圆、圆锥形、卵形、椭圆形、不对称、歪斜形、规则、不规则。
二．用类似的几何体表示根据物料形状，用相似规则几何体表示，利用其计算公式计算物料的体积和表面积。
利用实验方法确定实际体积和表面积后，可确定实际值与计算值之间的比例系数从而确定各种农产品典型形状的校正系数。
三．形状指数：是把物体的实际形状与基准形状进行比较的一个物理量；1.圆度比和圆度（roundness）：表示物体角棱的锐度，表明物体在投影面内的实际形状与圆形之间的差异程度。
2. 球度（sphericity）：表示物体实际形状与球体之间的差异程度。
四．形状系数：表示物体实际形状与球体之间的接近程度。
A 1、A 2、A 3 —物体在三个垂直平面内的投影面积；Ac —平均投影面积凸状物理论： 一般物料：根据K 或 值可判别物料形状与球体间的差异。
五．轴向尺寸：采用照片放大器或投影设备反映物料外形轮廓。
物料的三维尺寸分别用a 、b 、c 表示。
三轴两两垂直但不一定相交。
尺寸、形状密不可分。
π36132≤S V cA S 4=3321A A A A c ++=320321169V K V A c =⎪⎭⎫⎝⎛≥π21.1169310=⎪⎭⎫⎝⎛=πK 32V K A c =K/21.1=ϕ32VA K c=ϕ六．粒径：用于表示粒状、粉状物料的形状和尺寸（单个颗粒的粒径或由不同尺寸粒子组成的粒子群的平均粒径）的一种方法。
1.单一粒径：长轴径a圆等值径2/1)/4(πf短轴径 b 几何平均径2/1)(abc二轴算术平均径）b a +(21圆柱体等值径 2/1)(fa 三轴算术平均径)(31c b a ++ 立方体等值径3/1V 调和平均径11113-??????++c b a球等值径3/1)/6(πV表面积平均径2/1)222(61ac bc ab ++ 定向径 d g 体积平均径1)(3-++ac bc ab abc定向面积等分径d m外接矩形等值径2/1)(ab 斯托克斯径2/118????????-l st v rr h正方形等值径2/1f注：f -投影面积，V -粒子体积，-流体粘性系数，v t -粒子沉降速度，s -粒子密度，l -流体密度2.平均粒径名称计 算 公 式物 理 意 义算术平均径 ??=n nd d /1单一粒径的算术平均径 几何平均径 n n d d d d /1212)(????=L Ln 个粒径的n 次方根 调和平均径 ??=)/(/3d n n d各粒径的调和平均值 面积长度平均径 ??=nd nd d /24表面积总和除以直径的总和 体面积平均径 ??=235/nd nd d全部粒子的体积除以总表面积重量平均径 ??=346/nd nd d 重量等于总重量，数目等于总总个数的等粒子粒径平均表面积径 ()2/127/??=nnd d将总表面积除以总个数，取其平方根 平均体积径 ()3/138/??=nnd d将总体积除以总个数，取其立方根 比表面积径 )/(6s d s ?=g由比表面积S 计算的粒径中 径 d 50 粒径分布的累积值为50%时的粒径 多数径d mod粒径分布中频率最高的粒径3.粒径计算方法： （1）粗颗粒平均粒径：（2）细粉平均粒径：调和平均径： 算术平均径：36nmd s s πr =∑=⎪⎪⎭⎫⎝⎛=mi i i sd x d 11∑==mi i i s d x d 1)(六．曲率半径：曲率半径主要影响物料的接触应力、变形、物料孔隙率、体积和密度等。
农业物料介电特性的测试及影响介电特性是物质与电磁场相互作用的重要参数，对于农业物料而言，介电特性的测试与应用具有重要意义。
本文将介绍农业物料介电特性的基本概念、测试方法、测试结果及其影响因素和结论，以期为农业科学的发展提供有益的参考。
介电特性是指物质在电场作用下，其内部自由电荷的分布和运动行为发生改变，从而在物质两端产生感应电荷，并形成电场的现象。
介电常数和体积电阻率是介电特性的两个重要参数。
介电常数表示物质对电场的响应能力，体积电阻率则反映了物质的导电性能。
农业物料介电特性的测试方法主要包括以下步骤：实验设计：根据研究目的选择合适的样品、测试仪器和测试条件；数据采集：在设定条件下进行测试，获取原始数据；数据处理：对采集到的数据进行整理、分析、计算和修正，以获得更准确的介电特性参数。
通过对大量农业物料的介电特性测试，我们获得了以下结果：不同农业物料的介电常数和体积电阻率存在显著差异，表明不同物料对电场的响应能力和导电性能有明显差异；测试过程中可能存在误差，例如测量环境、样品处理、操作不当等，这些因素可能影响测试结果的准确性和可靠性。
农业物料介电特性的影响因素主要包括物料种类、水分含量、温度、压力和测试频率等。
不同种类的物料具有不同的分子结构和化学性质，这些因素将直接影响物料的介电特性。
水分含量、温度和压力等因素也会对介电特性产生重要影响，因为它们可以改变物料的内部结构和分子排列。
通过研究农业物料介电特性的影响因素，我们可以更好地了解这些因素如何影响物料的介电特性，从而为农业生产、加工和储运提供有益的参考。
例如，在粮食储运过程中，根据物料的介电特性选择合适的包装材料和储运条件，可以有效提高粮食的保质期和安全性。
介电特性测试也可以为农业物料的新品种研发、品质鉴定和加工工艺优化提供理论支持和实践指导。
农业物料介电特性的测试及影响具有重要的实际意义和应用价值。
通过了解物料的介电特性及其影响因素，我们可以更好地掌握农业物料的本质特性，从而为农业生产、加工和储运提供有益的参考。
农业物料的工程性质概述农业物料的工程性质概述如下：1. 物理性质：农业物料的物理性质包括颜色、形状、大小、重量、密度等方面。
这些性质可以影响物料的流动性、堆积性、贮存性等工程特性。
例如，粒状物料的颗粒大小、形状和分布会影响物料在输送和堆积过程中的流动性和堆积稳定性。
2. 组成成分：农业物料的组成成分是指其化学成分和含量。
不同物料的化学成分差异较大，如农作物的种子含有丰富的油脂、蛋白质和淀粉，而土壤中含有丰富的无机盐和有机物。
物料的组成成分决定了其性质和用途。
针对不同的需求和应用，农业物料的组成成分也会进行调整和改进。
3. 热学性质：农业物料的热学性质包括热传导性、比热容和热膨胀系数等。
这些性质会在物料的加热、降温和蒸发过程中起着重要作用。
例如，在农业领域中，了解物料的热传导性能可以帮助调控温室内的温度和湿度。
4. 湿润性：农业物料的湿润性是指其与液体接触时的润湿程度。
不同物料对液体的润湿性不同，这会影响到物料在湿润环境下的流动性、吸附性和粘附性。
例如，农作物种子的湿润性决定了种子在灌溉和施肥过程中的吸水和吸肥能力。
5. 压缩性：农业物料的压缩性是指物料在受力作用下的不可逆性体积变化。
压缩性可以通过测量物料的体积变化和应力来评估。
研究物料的压缩性有助于了解物料在贮存、输送和加工过程中的变形和崩解行为。
总的来说，农业物料的工程性质是指其在工程应用中的物理、化学和热学等方面的特性。
通过对这些性质的研究和了解，可以更好地设计和改进农业物料的贮存、输送和加工工艺，提高农业生产效率和质量。
农业物料的工程性质概述随着农业生产的不断发展，对农业物料的工程性质要求也越来越高。
了解和研究农业物料的工程性质，对于改进农业生产工艺、提高生产效率和质量具有重要意义。
农业物料的工程性质主要包括物理性质、组成成分、热学性质、湿润性和压缩性。
首先，物理性质是农业物料工程性质的基本方面。
物理性质涵盖了农业物料的颜色、形状、大小、重量和密度等。
农业物料的电特性运用班级：农机101班：赵进学号：10080304281农业物料的电学特性及其研究农业物料电特性主要是指农业物料在外加电场的作用下产生的导电特性、介电特性，以及其它电磁和物理特性。
1．1农业物料的电学特性农业物料大都含有具有极性的大分子，因此具有一定的荷电特性。
其组成成分不同，荷电也有所差异，在电场中的电特性将反映出其固有的本质特征。
农业物料的组织、成分、结构、状态与其电特性有着密切的联系。
农业物料不仅种类繁多，其组成结构也非常复杂。
农业物料组成成分一般有水、淀粉、糖和油等，它们当中包含大量的H，C”，F，P和Na。
等物质的不同组合都具有极性，在电场中复杂的电特性一定程度上表达出农业物料的理化特性。
表征农业物料电特性的电物理量有：电阻R、复阻抗z、电阻率P、电导率K、电容量C、复电容量C、介电常数、复介电常数。
农业物料的电学特性包括导电特性和介电特性。
导电特性是指物料导电能力，主要参数是电阻R或电导(电阻的倒数)。
介电特性是指生物分子中的束缚电荷对外加电场的响应特性。
其主要参数有相对介电常数、相对介质损耗因素、介质损耗角正切tan和介质等效阻抗{z}。
相对介电常数是电介质固有的一种物理属性，表示物料可能贮存的电场能量，反映该物料提高电路模型电容器电容量的能力。
损耗因素表示物料在交流电场中损耗的能量。
损耗角正切tan表示物料所消耗的能量与所蓄积的能量之比。
介质损耗：在高频电场作用下电介质被极化，有极分子在电场中不断地做取向运动，分子间发生碰撞和摩擦将消耗电能并转化为热能，称为介质损耗，其随交变频率的提高及电场强度的增强而增多，介质损耗和介质的介电特性有关。
1．2国外研究现状把农业物料作为电介质进行研究早在18世纪末国外就开展了研究工作。
1880年美国的奥斯本研制成功了世界上第一台静电别离机，用于清除面粉中的谷壳和杂质。
Nelson从2O世纪5O年代开始到2O世纪9O年代一直致力于种子电性质的研究和应用，发现种子的介电特性与含水率，密度和温度有很大关系，并模拟出数学模型。
物理学在农业领域的应用物理学是自然科学中研究物质、能量以及它们之间相互作用的学科。
在农业领域，物理学的应用不仅可以增加农作物的产量和质量，还可以改善农业生产的效率，并提供可持续发展的解决方案。
本文将探讨物理学在农业领域的应用，包括土壤物理学、植物生理学和动力学。
一、土壤物理学的应用1. 土壤水分管理土壤物理学的一个重要应用是研究土壤的水分运移与保水能力。
通过测量土壤的持水量、透水性和毛细管水分吸力等参数，可以合理规划灌溉系统，提高水资源的利用效率。
此外，利用物理学原理研究土壤水分的传导规律，可以预测和避免土壤的涝渍和干旱等问题。
2. 土壤质量评估通过测量土壤的密度、渗透性、孔隙度等物理性质，可以对土壤质量进行评估。
物理学方法可以帮助农民选择适合特定农作物生长的土壤类型，并制定合理的土壤管理策略，以提高农作物的产量和质量。
二、植物生理学的应用1. 光合作用研究物理学在研究光合作用过程中发挥着关键作用。
研究光的吸收、反射和传导过程，可以帮助农民调整光照条件，提高光合作用效率。
此外，利用物理学的技术手段（如光谱分析），可以实时监测植物的光合作用情况，为农民提供精确的养分管理建议。
2. 农业遥感物理学的遥感技术可以通过卫星或无人机获取农田的影像数据，用于监测植物的生长情况、土壤湿度和植被覆盖等信息。
农业遥感技术可以帮助农民预测病虫害的发生、制定施肥和灌溉方案，并提高农业生产的可持续性。
三、动力学的应用1. 农业机械研发物理学的动力学原理在农业机械的研发和改进中具有重要作用。
通过分析力学、运动学和功率学等概念，可以设计更高效、节能的农业机械设备，提高农业生产效率。
2. 农产品储存和运输物理学的研究可以优化农产品的储存和运输过程。
例如，通过控制温度、湿度和气体浓度等物理参数，可以延长农产品的保鲜期限，减少损耗。
此外，物理学的流体力学原理也可以应用于设计优化的农产品运输系统，保护农产品的完整性和品质。
总结：物理学在农业领域的应用广泛而深入。
