Ang lactic acid (naiipon sa mga kalamnan ay maaaring magdulot ng pananakit) ay inihahatid ng dugo sa atay, kung saan ito ay na-convert sa glucose sa panahon ng gluconeogenesis.

Nabubuo ang alkohol sa mga selula ng lebadura sa panahon ng pagbuburo ng alkohol.

acetyl-CoA - ay ginagamit para sa synthesis ng HFA, mga katawan ng ketone, kolesterol, atbp. o na-oxidize sa siklo ng Krebs.

Ang tubig at carbon dioxide ay kasama sa pangkalahatang metabolismo o pinalabas mula sa katawan.

Ang mga pentose ay ginagamit para sa synthesis ng mga nucleic acid, glucose (gluconeogenesis), at iba pang mga sangkap.

Nakikilahok ang NADPH2 sa synthesis ng mga HFA substance, purine base, atbp. o ginagamit upang makabuo ng enerhiya sa CPE.

• Ang enerhiya ay naka-imbak sa anyo ng ATP, na pagkatapos ay ginagamit sa katawan para sa synthesis ng mga sangkap, ang pagpapalabas ng init, mga contraction ng kalamnan, atbp.

Ang pagbabagong-anyo ng glucose sa katawan ay medyo kumplikadong mga proseso na nagpapatuloy sa ilalim ng pagkilos ng iba't ibang mga enzyme. Kaya ang landas mula sa glucose patungo sa lactic acid ay may kasamang 11 kemikal na reaksyon, na ang bawat isa ay pinabilis ng sarili nitong enzyme.

Scheme Blg. 8. Anaerobic glycolysis.

Glucose

ADP Hexokinase, ion Mg

Glucose-6-phosphate

Phosphoglucoisomerase

Fructose-6-phosphate

ADP Phosphofructokinase, Mg ions

Fructose-1,6-diphosphate

Aldolase

3-Phosphodioxyacetone 3-Phosphoglyceroaldehyde (3-PHA)

NADH + H 3-PHA dehydrogenase

1,3-diphosphoglyceric acid

ATP Phosphoglyceratmutase

2-phosphoglyceric acid

H2O Enolase

Phosphoenolpyruvic acid

ATP Pyruvate kinase, Mg ions

Pyruvic acid PVC

OVER Lactate dehydrogenase

lactic acid.

Ang glycolysis ay nangyayari sa cytoplasm ng mga cell at hindi nangangailangan ng mitochondrial respiratory chain.

Ang glucose ay isa sa mga pangunahing pinagkukunan ng enerhiya para sa mga selula ng lahat ng organ at tissue, lalo na ang nervous system, erythrocytes, bato at testes.

Ang utak ay ibinibigay halos lahat ng diffusely supplied glucose. Ang IVH ay hindi tumagos sa mga selula ng utak. Samakatuwid, sa isang pagbawas sa konsentrasyon ng glucose sa dugo, ang paggana ng utak ay nasisira.

Gluconeogenesis.

Sa ilalim ng anaerobic na mga kondisyon, ang glucose ay ang tanging pinagmumulan ng enerhiya para sa paggana ng kalamnan ng kalansay. Ang lactic acid na nabuo mula sa glucose ay pumapasok sa daloy ng dugo, sa atay, kung saan ito ay na-convert sa glucose, na pagkatapos ay ibinalik sa mga kalamnan (ang siklo ng tigdas).

Ang proseso ng pag-convert ng mga non-carbohydrate substance sa glucose ay tinatawag gluconeogenesis.

Ang biological na kahalagahan ng gluconeogenesis ay ang mga sumusunod:

Pagpapanatili ng konsentrasyon ng glucose sa isang sapat na antas kapag may kakulangan ng carbohydrates sa katawan, halimbawa, sa panahon ng pag-aayuno o diabetes mellitus.

Ang pagbuo ng glucose mula sa lactic acid, pyruvic acid, glycerol, glycogenous amino acids, karamihan sa mga intermediate metabolites ng Krebs cycle.

Pangunahing nangyayari ang Gluconeogenesis sa atay at renal cortex. Ang prosesong ito ay hindi nagaganap sa mga kalamnan dahil sa kakulangan ng mahahalagang enzyme.

Ang kabuuang reaksyon ng gluconeogenesis:

2PVK + 4ATF + 2GTP + 2NADH + H + 4H2O

glucose + 2NAD + 4ADP + 2GDF + 6H3PO4

Kaya, sa proseso ng gluconeogenesis, hanggang 6 na high-energy compound at 2NADH + H ang ginugugol para sa bawat molekula ng glucose.

Ang pag-inom ng malalaking halaga ng alkohol ay pumipigil sa gluconeogenesis, na maaaring humantong sa pagbaba ng paggana ng utak. Ang rate ng gluconeogenesis ay maaaring tumaas sa mga sumusunod na kondisyon:

Kapag nag-aayuno.

Pinahusay na nutrisyon ng protina.

Kakulangan ng carbohydrates sa pagkain.

Diabetes mellitus.

Glucuronic na landas ng metabolismo ng glucose.

Ang landas na ito ay hindi gaanong mahalaga sa dami, ngunit napakahalaga para sa pagpapaandar ng detoxification: ang mga huling produkto ng metabolismo at mga dayuhang sangkap, na nagbubuklod sa aktibong anyo ng glucuronic acid (UDP-glucuronic acid) sa anyo ng glucuronides, ay madaling ilabas mula sa katawan. Ang Glucuronic acid mismo ay isang kinakailangang bahagi ng glycosaminoglycans: hyaluronic acid, heparin, atbp. Sa mga tao, bilang resulta ng pathway na ito ng pagkasira ng glucose, nabuo ang UDP-glucuronic acid.

Ang materyal na ito ay batay sa artikulong "Pangkalahatang-ideya ng mga uri ng mga aparato sa pag-iimbak ng enerhiya", na dati nang nai-publish sa http://khd2.narod.ru/gratis/accumul.htm, kasama ang pagdaragdag ng ilang mga talata mula sa iba pang mga mapagkukunan, halimbawa, http : // impormasyon ng baterya. ru / mga alternatibo.

Isa sa mga pangunahing problema ng alternatibong enerhiya ay ang hindi pantay na supply nito mula sa mga renewable sources. Ang araw ay sumisikat lamang sa araw at sa walang ulap na panahon, ang hangin ay umiihip o namamatay. At ang pangangailangan para sa kuryente ay hindi pare-pareho, halimbawa, ito ay tumatagal ng mas kaunti para sa pag-iilaw sa araw, at higit pa sa gabi. At gusto ito ng mga tao kapag ang mga lungsod at nayon ay binabaha ng mga ilaw sa gabi. Well, o hindi bababa sa mga kalye lamang ang naiilawan. Kaya ang gawain ay lumitaw - upang i-save ang natanggap na enerhiya sa loob ng ilang panahon, upang magamit ito kapag ang pangangailangan para dito ay maximum, at ang resibo ay hindi sapat.

HPP TaumSauk sa USA. Sa kabila ng mababang kapangyarihan nito, kilala ito sa buong mundo salamat sa upper heart-shaped basin.

Mayroon ding mas maliliit na hydraulic accumulator ng gravitational energy. Una, nagbomba kami ng 10 toneladang tubig mula sa isang underground reservoir (well) sa isang lalagyan sa tore. Pagkatapos ang tubig mula sa tangke sa ilalim ng pagkilos ng grabidad ay dumadaloy pabalik sa tangke, na umiikot sa isang turbine na may electric generator. Ang buhay ng serbisyo ng naturang drive ay maaaring 20 taon o higit pa. Mga kalamangan: kapag gumagamit ng wind turbine, ang huli ay maaaring direktang magmaneho ng water pump; ang tubig mula sa isang tangke sa tore ay maaaring gamitin para sa iba pang mga pangangailangan.

Sa kasamaang palad, ang mga hydraulic system ay mas mahirap na mapanatili sa wastong teknikal na kondisyon kaysa sa mga solid-state - una sa lahat, ito ay may kinalaman sa higpit ng mga tangke at pipeline at ang kakayahang magamit ng shut-off at pumping equipment. At isa pang mahalagang kondisyon - sa mga sandali ng akumulasyon at paggamit ng enerhiya, ang gumaganang likido (hindi bababa sa, isang medyo malaking bahagi nito) ay dapat na nasa isang likidong estado ng pagsasama-sama, at hindi sa anyo ng yelo o singaw. Ngunit kung minsan sa mga naturang storage device posible na makakuha ng karagdagang libreng enerhiya, halimbawa, kapag muling pinupunan ang itaas na reservoir na may matunaw o tubig-ulan.

Imbakan ng mekanikal na enerhiya

Ang mekanikal na enerhiya ay nagpapakita ng sarili sa panahon ng pakikipag-ugnayan, paggalaw ng mga indibidwal na katawan o ang kanilang mga particle. Kabilang dito ang kinetic energy ng paggalaw o pag-ikot ng katawan, ang enerhiya ng pagpapapangit sa panahon ng baluktot, pag-inat, pag-twist, compression ng nababanat na mga katawan (springs).

Gyroscopic na imbakan ng enerhiya

Ang gyroscopic na imbakan ng Ufimtsev.

Sa gyroscopic storage device, ang enerhiya ay iniimbak sa anyo ng kinetic energy ng mabilis na umiikot na flywheel. Ang partikular na enerhiya na nakaimbak para sa bawat kilo ng bigat ng flywheel ay mas mataas kaysa sa kung ano ang maaaring maimbak sa isang kilo ng static na load, kahit na ito ay itinaas sa isang mataas na taas, at ang pinakabagong mga high-tech na pag-unlad ay nangangako ng density ng nakaimbak na enerhiya na maihahambing. sa stock ng kemikal na enerhiya sa bawat yunit ng masa ng pinakamahuhusay na uri ng kemikal na panggatong. Ang isa pang malaking plus ng flywheel ay ang kakayahang mabilis na bumalik o makatanggap ng napakataas na kapangyarihan, na limitado lamang sa lakas ng makunat ng mga materyales sa kaso ng mekanikal na paghahatid o ang "throughput" ng mga electric, pneumatic o hydraulic transmission.

Sa kasamaang palad, ang mga flywheel ay sensitibo sa mga pagkabigla at pag-ikot sa mga eroplano maliban sa eroplano ng pag-ikot, dahil lumilikha ito ng malalaking gyroscopic load na may posibilidad na yumuko sa axis. Bilang karagdagan, ang oras ng pag-iimbak ng enerhiya na nakaimbak sa flywheel ay medyo maikli at para sa mga nakasanayang disenyo ay karaniwang umaabot mula sa ilang segundo hanggang ilang oras. Dagdag pa, ang pagkawala ng enerhiya dahil sa alitan ay nagiging masyadong kapansin-pansin ... Gayunpaman, ginagawang posible ng mga modernong teknolohiya na kapansin-pansing taasan ang oras ng pag-iimbak - hanggang sa ilang buwan.

Sa wakas, isa pang hindi kasiya-siyang sandali - ang enerhiya na nakaimbak ng flywheel ay direktang nakasalalay sa bilis ng pag-ikot nito, samakatuwid, habang ang enerhiya ay naipon o inilabas, ang bilis ng pag-ikot ay nagbabago sa lahat ng oras. Kasabay nito, ang pag-load ay madalas na nangangailangan ng isang matatag na bilis ng pag-ikot, hindi hihigit sa ilang libong mga rebolusyon bawat minuto. Para sa kadahilanang ito, ang mga purong mekanikal na sistema para sa pagpapadala ng kapangyarihan sa flywheel at vice versa ay maaaring masyadong kumplikado sa paggawa. Minsan ang isang electromechanical transmission ay maaaring gawing simple ang sitwasyon gamit ang isang motor-generator na matatagpuan sa parehong baras na may isang flywheel o isang matibay na gearbox na nauugnay dito. Ngunit pagkatapos ay ang mga pagkalugi ng enerhiya para sa mga wire ng pagpainit at paikot-ikot ay hindi maiiwasan, na maaaring mas mataas kaysa sa mga pagkalugi para sa alitan at pagdulas sa mga magagandang variator.

Partikular na nangangako ang tinatawag na super flywheels, na binubuo ng mga liko ng steel tape, wire o high-strength synthetic fiber. Ang paikot-ikot ay maaaring siksik, o maaari itong magkaroon ng isang espesyal na iniwang walang laman na espasyo. Sa huling kaso, habang ang flywheel ay nag-unwind, ang tape ay lumiliko mula sa gitna nito patungo sa periphery ng pag-ikot, binabago ang sandali ng pagkawalang-galaw ng flywheel, at kung ang tape ay spring-loaded, pagkatapos ay nag-iimbak ito ng bahagi ng enerhiya sa nababanat. enerhiya ng pagpapapangit ng tagsibol. Bilang isang resulta, sa naturang mga flywheel ang bilis ng pag-ikot ay hindi direktang nauugnay sa naipon na enerhiya at mas matatag kaysa sa pinakasimpleng solidong istruktura, at ang kanilang pagkonsumo ng enerhiya ay kapansin-pansing mas mataas. Bilang karagdagan sa kanilang mas mataas na intensity ng enerhiya, mas ligtas sila sa kaganapan ng iba't ibang mga aksidente, dahil, hindi tulad ng mga fragment ng isang malaking monolithic flywheel, sa kanilang enerhiya at mapanirang puwersa na maihahambing sa mga cannonball, ang mga fragment ng isang spring ay may mas kaunting "nakamamatay" at kadalasan medyo epektibong nagpapabagal sa isang pagsabog ng flywheel para sa account ng alitan laban sa mga dingding ng katawan. Para sa parehong dahilan, ang mga modernong solid flywheel, na idinisenyo upang gumana sa mga mode na malapit sa muling pamamahagi ng lakas ng materyal, ay kadalasang ginawa hindi monolitik, ngunit hinabi mula sa mga cable o fibers na pinapagbinhi ng isang binder.

Ang mga modernong disenyo na may vacuum rotation chamber at magnetic suspension ng super flywheel na gawa sa Kevlar fiber ay nagbibigay ng nakaimbak na density ng enerhiya na higit sa 5 MJ / kg, at maaaring mag-imbak ng kinetic energy sa loob ng ilang linggo o buwan. Ayon sa mga optimistikong pagtatantya, ang paggamit ng isang napakalakas na "supercarbon" na hibla para sa paikot-ikot ay tataas ang bilis ng pag-ikot at tiyak na densidad ng naka-imbak na enerhiya nang maraming beses - hanggang sa 2-3 GJ / kg (nangangako sila na ang isang pag-ikot ng naturang ang isang flywheel na tumitimbang ng 100-150 kg ay sapat na para sa isang pagtakbo sa isang milyong kilometro o higit pa, ibig sabihin, para sa halos buong buhay ng kotse!). Gayunpaman, ang halaga ng hibla na ito ay maraming beses na mas mataas kaysa sa halaga ng ginto, kaya kahit na ang mga Arab sheikh ay hindi pa kayang bayaran ang mga naturang makina ... Maaari kang magbasa nang higit pa tungkol sa mga flywheel drive sa aklat ng Nurbey Gulia.

Gyroresonant na imbakan ng enerhiya

Ang mga accumulator na ito ay ang parehong flywheel, ngunit gawa sa nababanat na materyal (halimbawa, goma). Bilang resulta, mayroon itong panimula na mga bagong katangian. Habang tumataas ang bilis sa naturang flywheel, ang "outgrowths" - "petals" ay nagsisimulang mabuo - una ito ay nagiging isang ellipse, pagkatapos ay sa isang "bulaklak" na may tatlo, apat o higit pang "petals" ... halos hindi nagbabago, at ang enerhiya ay nakaimbak sa resonant wave ng elastic deformation ng flywheel material, na bumubuo sa mga "petals" na ito.

Sa huling bahagi ng 1970s at unang bahagi ng 1980s, ang N.Z. Garmash ay nakikibahagi sa gayong mga disenyo sa Donetsk. Ang mga resulta na nakuha niya ay kahanga-hanga - ayon sa kanyang mga pagtatantya, sa bilis ng pagpapatakbo ng flywheel na 7-8 thousand rpm lamang, sapat na ang nakaimbak na enerhiya para makapaglakbay ang kotse ng 1,500 km kumpara sa 30 km na may conventional flywheel ng parehong laki. Sa kasamaang palad, hindi alam ang mas kamakailang impormasyon tungkol sa ganitong uri ng drive.

Mechanical accumulators na gumagamit ng nababanat na pwersa

Ang klase ng mga device na ito ay may napakataas na tiyak na kapasidad ng pag-iimbak ng enerhiya. Kung kinakailangan upang obserbahan ang mga maliliit na sukat (ilang sentimetro), ang pagkonsumo ng enerhiya nito ay ang pinakamataas sa mga mechanical storage device. Kung ang mga kinakailangan para sa mga katangian ng timbang at laki ay hindi masyadong mahigpit, kung gayon ang malalaking ultra-high-speed na mga flywheel ay nalampasan ito sa kapasidad ng enerhiya, ngunit sila ay mas sensitibo sa mga panlabas na kadahilanan at may mas maikling oras ng pag-iimbak ng enerhiya.

Spring mekanikal na imbakan

Ang compression at straightening ng spring ay maaaring magbigay ng napakataas na daloy ng daloy at supply ng enerhiya sa bawat yunit ng oras - marahil ang pinakamalaking mekanikal na kapangyarihan sa lahat ng uri ng mga device sa pag-iimbak ng enerhiya. Tulad ng sa mga flywheel, ito ay limitado lamang sa pamamagitan ng lakas ng mga materyales, ngunit ang mga bukal ay karaniwang napagtanto ang gumaganang paggalaw ng pagsasalin nang direkta, at sa mga flywheel ay hindi magagawa nang walang isang medyo kumplikadong paghahatid (hindi sinasadya na alinman sa mga mekanikal na mainspring ay ginagamit sa pneumatic. mga sandata, o mga gas canister, na sa katunayan, sila ay pre-charged air spring; bago ang pagdating ng mga baril, ang mga sandata ng tagsibol ay ginamit din para sa labanan sa malayo - mga busog at pana, na, bago ang bagong panahon, ay ganap na pinalitan ang lambanog ng kinetic energy accumulation nito sa mga propesyonal na tropa).

Ang naka-imbak na enerhiya sa isang naka-compress na spring ay maaaring maimbak ng maraming taon. Gayunpaman, dapat tandaan na sa ilalim ng impluwensya ng patuloy na pagpapapangit, ang anumang materyal ay nag-iipon ng pagkapagod sa paglipas ng panahon, at ang kristal na sala-sala ng spring metal ay dahan-dahang nagbabago, at mas malaki ang panloob na mga stress at mas mataas ang temperatura ng kapaligiran, mas maaga at sa mas malaking lawak ito ang mangyayari. Samakatuwid, pagkatapos ng ilang dekada, ang naka-compress na spring, nang hindi nagbabago sa panlabas, ay maaaring "ilabas" nang buo o bahagi. Gayunpaman, ang mga mataas na kalidad na spring spring, kung hindi sila nalantad sa overheating o hypothermia, ay maaaring gumana nang maraming siglo nang walang nakikitang pagkawala ng kapasidad. Halimbawa, ang isang antigong mekanikal na orasan sa dingding mula sa isang kumpletong pabrika ay tumatakbo pa rin sa loob ng dalawang linggo - tulad ng ginawa nito mahigit kalahating siglo na ang nakalipas, noong ito ay ginawa.

Kung kinakailangan na unti-unti at pantay na "i-charge" at "i-discharge" ang tagsibol, ang mekanismo na nagbibigay nito ay maaaring maging napaka-kumplikado at pabagu-bago (tingnan ang parehong mekanikal na relo - sa katunayan, maraming mga gear at iba pang mga bahagi ang nagsisilbi sa layuning ito). Maaaring gawing simple ng electromechanical transmission ang sitwasyon, ngunit kadalasan ay nagpapataw ito ng mga makabuluhang paghihigpit sa agarang kapangyarihan ng naturang device, at kapag nagtatrabaho sa mababang kapangyarihan (ilang daang watts o mas kaunti), ang kahusayan nito ay masyadong mababa. Ang isang hiwalay na gawain ay ang akumulasyon ng maximum na enerhiya sa isang minimum na dami, dahil ito ay bumubuo ng mga mekanikal na stress na malapit sa sukdulang lakas ng mga materyales na ginamit, na nangangailangan ng partikular na maingat na mga kalkulasyon at hindi nagkakamali na pagkakagawa.

Sa pagsasalita dito tungkol sa mga bukal, dapat isaisip hindi lamang ang metal, kundi pati na rin ang iba pang nababanat na solidong elemento. Ang pinakakaraniwan sa kanila ay mga goma na banda. Sa pamamagitan ng paraan, sa mga tuntunin ng enerhiya na nakaimbak sa bawat yunit ng masa, ang goma ay lumampas sa bakal nang dose-dosenang beses, ngunit ito ay nagsisilbi ng halos parehong dami ng oras na mas kaunti, at, hindi katulad ng bakal, nawawala ang mga katangian nito pagkatapos ng ilang taon kahit na walang aktibong paggamit at na may perpektong panlabas na kondisyon - dahil sa medyo mabilis na pagtanda ng kemikal at pagkasira ng materyal.

Imbakan ng mekanikal na gas

Sa ganitong klase ng mga aparato, ang enerhiya ay naipon dahil sa pagkalastiko ng naka-compress na gas. Kapag may labis na enerhiya, ang compressor ay nagbobomba ng gas sa silindro. Kapag ang nakaimbak na enerhiya ay kailangang gamitin, ang naka-compress na gas ay pinapakain sa isang turbine, na direktang nagsasagawa ng kinakailangang mekanikal na gawain o nagpapaikot ng isang electric generator. Sa halip na isang turbine, maaari kang gumamit ng piston engine, na mas mahusay sa mababang kapangyarihan (sa pamamagitan ng paraan, mayroon ding mga reversible piston engine-compressor).

Halos bawat modernong pang-industriya na tagapiga ay nilagyan ng isang katulad na nagtitipon - isang tatanggap. Totoo, ang presyon doon ay bihirang lumampas sa 10 atm, at samakatuwid ang reserba ng enerhiya sa naturang receiver ay hindi masyadong malaki, ngunit kadalasan din itong nagbibigay-daan sa maraming beses upang madagdagan ang mapagkukunan ng pag-install at makatipid ng enerhiya.

Ang gas na naka-compress sa isang presyon ng sampu at daan-daang mga atmospheres ay maaaring magbigay ng isang sapat na mataas na tiyak na density ng naka-imbak na enerhiya para sa isang halos walang limitasyong oras (buwan, taon, at may mataas na kalidad ng receiver at shut-off valves - sampu-sampung taon, ito ay hindi para sa wala na ang mga pneumatic na armas gamit ang mga canister na may naka-compress na gas, ay naging napakalawak). Gayunpaman, ang compressor na may turbine o isang reciprocating engine na kasama sa pag-install ay medyo kumplikado, pabagu-bagong mga aparato at may napakalimitadong mapagkukunan.

Ang isang maaasahang teknolohiya para sa paglikha ng mga reserbang enerhiya ay ang pag-compress ng hangin gamit ang magagamit na enerhiya sa oras na walang agarang pangangailangan para sa huli. Ang naka-compress na hangin ay pinalamig at naka-imbak sa isang presyon ng 60-70 atmospheres. Kung kinakailangan na ubusin ang naka-imbak na enerhiya, ang hangin ay nakuha mula sa imbakan, nagpapainit, at pagkatapos ay pumapasok sa isang espesyal na gas turbine, kung saan ang enerhiya ng naka-compress at pinainit na hangin ay umiikot sa mga yugto ng turbine, ang baras nito ay konektado sa isang electric generator na nagbibigay ng kuryente sa power system.

Para sa pag-iimbak ng naka-compress na hangin, iminungkahi, halimbawa, na gumamit ng angkop na mga mina o espesyal na nilikha na mga tangke sa ilalim ng lupa sa mga pormasyon ng asin. Ang konsepto ay hindi bago, ang pag-iimbak ng naka-compress na hangin sa isang kweba sa ilalim ng lupa ay patented noong 1948, at ang unang compressed air energy storage (CAES) na planta na may kapasidad na 290 MW ay tumatakbo sa Huntorf power plant sa Germany mula noong 1978 . Sa yugto ng compression ng hangin, isang malaking halaga ng enerhiya ang nawala bilang init. Ang nawalang enerhiya na ito ay dapat mabayaran ng naka-compress na hangin bago ang yugto ng pagpapalawak sa gas turbine, para dito, ginagamit ang hydrocarbon fuel, sa tulong kung saan ang temperatura ng hangin ay tumaas. Nangangahulugan ito na ang mga pag-install ay malayo sa isang daang porsyento na kahusayan.

May isang magandang paraan para sa pagpapabuti ng kahusayan ng CAES. Binubuo ito sa pagpapanatili at pag-iimbak ng init na nabuo sa panahon ng pagpapatakbo ng compressor sa panahon ng compression at paglamig ng hangin, kasama ang kasunod na muling paggamit kapag ang malamig na hangin ay pinainit muli (tinatawag na pagbawi). Gayunpaman, ang pagpipiliang ito ng CAES ay may malaking teknikal na kahirapan, lalo na sa direksyon ng paglikha ng isang pangmatagalang sistema ng pangangalaga ng init. Kung matutugunan ang mga problemang ito, ang AA-CAES (Advanced Adiabatic-CAES) ay maaaring magbigay daan para sa malakihang mga sistema ng pag-iimbak ng enerhiya, isang problema na itinaas ng mga mananaliksik sa buong mundo.

Ang mga miyembro ng Canadian startup Hydrostor ay may isa pang hindi pangkaraniwang solusyon - pagbomba ng enerhiya sa mga bula sa ilalim ng tubig.

Imbakan ng thermal energy

Sa aming mga klimatiko na kondisyon, ang isang napaka makabuluhang (kadalasan ang pangunahing) bahagi ng enerhiya na natupok ay ginugol sa pagpainit. Samakatuwid, ito ay magiging napaka-maginhawa upang maipon ang init nang direkta sa storage device at pagkatapos ay matanggap ito pabalik. Sa kasamaang palad, sa karamihan ng mga kaso, ang density ng nakaimbak na enerhiya ay napakababa, at ang mga tuntunin ng pag-iingat nito ay napakalimitado.

May mga heat accumulator na may solid o natutunaw na materyal na imbakan ng init; likido; singaw; thermochemical; na may electric heating element. Ang mga heat accumulator ay maaaring konektado sa isang sistema na may solid fuel boiler, solar system o pinagsamang sistema.

Imbakan ng enerhiya dahil sa kapasidad ng init

Sa mga storage device ng ganitong uri, naipon ang init dahil sa kapasidad ng init ng substance na nagsisilbing working fluid. Ang isang klasikong halimbawa ng isang heat accumulator ay ang Russian stove. Ito ay pinainit isang beses sa isang araw at pagkatapos ay pinainit ang bahay sa loob ng 24 na oras. Sa panahong ito, ang isang heat accumulator ay kadalasang nangangahulugan ng mga tangke para sa pag-iimbak ng mainit na tubig, na pinahiran ng isang materyal na may mataas na mga katangian ng thermal insulation.

Mayroon ding mga heat accumulator batay sa solid heat carrier, halimbawa, sa mga ceramic brick.

Ang iba't ibang mga sangkap ay may iba't ibang mga kapasidad ng init. Para sa karamihan, ito ay nasa saklaw mula 0.1 hanggang 2 kJ / (kg K). Ang tubig ay may abnormal na mataas na kapasidad ng init - ang kapasidad ng init nito sa likidong bahagi ay humigit-kumulang 4.2 kJ / (kg K). Tanging ang napaka-exotic na lithium ay may mas mataas na kapasidad ng init - 4.4 kJ / (kg · K).

Gayunpaman, bukod sa tiyak na init(sa pamamagitan ng masa) ay dapat isaalang-alang at volumetric na kapasidad ng init, na nagpapahintulot sa iyo na matukoy kung gaano karaming init ang kinakailangan upang baguhin ang temperatura ng parehong dami ng iba't ibang mga sangkap sa parehong halaga. Ito ay kinakalkula mula sa karaniwang tiyak (mass) na kapasidad ng init sa pamamagitan ng pagpaparami nito sa tiyak na density ng kaukulang sangkap. Ang volumetric na kapasidad ng init ay dapat na magabayan kung ang dami ng nagtitipon ng init ay mas mahalaga kaysa sa timbang nito. Halimbawa, ang tiyak na kapasidad ng init ng bakal ay 0.46 kJ / (kg K), ngunit ang density ay 7800 kg / cubic meter, at, sabihin nating, para sa polypropylene - 1.9 kJ / (kg ay 900 kg / m3 lamang. Samakatuwid, na may pareho dami ang bakal ay makakapag-imbak ng 2.1 beses na mas init kaysa sa polypropylene, bagaman ito ay halos 9 na beses na mas mabigat. Gayunpaman, dahil sa abnormal na mataas na kapasidad ng init ng tubig, walang materyal na maaaring malampasan ito sa mga tuntunin ng volumetric na kapasidad ng init. Gayunpaman, ang volumetric heat capacity ng bakal at ang mga haluang metal nito (bakal, cast iron) ay naiiba sa tubig nang mas mababa sa 20% - sa isang metro kubiko maaari silang mag-imbak ng higit sa 3.5 MJ ng init para sa bawat antas ng pagbabago ng temperatura, ang volumetric na kapasidad ng init. ng tanso ay bahagyang mas mababa - 3.48 MJ /(cube.m K). Ang kapasidad ng init ng hangin sa ilalim ng normal na mga kondisyon ay humigit-kumulang 1 kJ / kg, o 1.3 kJ / m3, kaya upang magpainit ng isang cubic meter ng hangin sa pamamagitan ng 1 °, sapat na upang palamig nang bahagya sa 1/3 litro ng tubig sa parehong degree (natural, mas mainit kaysa sa hangin ).

Dahil sa pagiging simple ng device (na maaaring mas simple kaysa sa isang nakatigil na solidong piraso ng solid o isang saradong reservoir na may likidong heat carrier?), Ang mga naturang energy storage device ay may halos walang limitasyong bilang ng mga energy storage-release cycle at napakatagal. buhay ng serbisyo - para sa mga ahente ng paglilipat ng init ng likido hanggang sa matuyo ang likido o hanggang sa masira ang reservoir mula sa kaagnasan o iba pang mga dahilan, para sa solid-state walang mga paghihigpit na ito. Ngunit ang oras ng pag-iimbak ay napakalimitado at, bilang isang panuntunan, ay mula sa ilang oras hanggang ilang araw - para sa isang mas mahabang panahon, ang ordinaryong thermal insulation ay hindi na kayang mapanatili ang init, at ang tiyak na density ng nakaimbak na enerhiya ay mababa.

Sa wakas, ang isa pang pangyayari ay dapat bigyang-diin - para sa epektibong operasyon, hindi lamang ang kapasidad ng init ay mahalaga, kundi pati na rin ang thermal conductivity ng sangkap ng heat accumulator. Sa isang mataas na thermal conductivity, kahit na sa medyo mabilis na mga pagbabago sa mga panlabas na kondisyon, ang heat accumulator ay tutugon sa buong masa nito, at samakatuwid ay kasama ang lahat ng nakaimbak na enerhiya nito - iyon ay, bilang mahusay hangga't maaari. Sa kaso ng mahinang thermal conductivity, tanging ang ibabaw na bahagi ng heat accumulator ang magkakaroon ng oras upang tumugon, at ang mga panandaliang pagbabago sa mga panlabas na kondisyon ay hindi magkakaroon ng oras upang maabot ang malalim na mga layer, at isang makabuluhang bahagi ng sangkap ng naturang ang isang heat accumulator ay talagang hindi isasama sa trabaho. Ang polypropylene, na binanggit sa halimbawang isinasaalang-alang sa itaas, ay may thermal conductivity na halos 200 beses na mas mababa kaysa sa bakal, at samakatuwid, sa kabila ng sapat na mataas na tiyak na kapasidad ng init, hindi ito maaaring maging isang epektibong heat accumulator. Gayunpaman, sa teknikal, ang problema ay madaling malutas sa pamamagitan ng pag-aayos ng mga espesyal na channel para sa pagpapalipat-lipat ng coolant sa loob ng heat accumulator, ngunit malinaw na ang ganitong solusyon ay makabuluhang kumplikado sa disenyo, binabawasan ang pagiging maaasahan at pagkonsumo ng enerhiya, at tiyak na mangangailangan ng pana-panahong pagpapanatili, na kung saan ay halos hindi kailangan ng isang monolitikong piraso ng materyal.

Kakaibang tila, kung minsan ay kinakailangan upang maipon at mag-imbak hindi init, ngunit malamig. Sa loob ng higit sa isang dekada, ang mga kumpanya ay nagpapatakbo sa US na nag-aalok ng mga "baterya" na nakabatay sa yelo para sa pag-install sa mga air conditioner. Sa gabi, kapag may surplus ng kuryente at ito ay ibinebenta sa pinababang halaga, ang air conditioner ay nagyeyelo ng tubig, ibig sabihin, ito ay lumipat sa refrigerator mode. Sa araw, kumokonsumo ito ng maraming beses na mas kaunting enerhiya, gumagana bilang isang fan. Ang gutom na compressor ay naka-off para sa oras na ito. Higit pang mga detalye.

Ang akumulasyon ng enerhiya sa isang pagbabago sa estado ng bahagi ng bagay

Kung titingnan mong mabuti ang mga thermal parameter ng iba't ibang mga sangkap, makikita mo na kapag nagbabago ang estado ng pagsasama-sama (melting-hardening, evaporation-condensation), mayroong isang makabuluhang pagsipsip o pagpapalabas ng enerhiya. Para sa karamihan ng mga substance, sapat na ang thermal energy ng naturang mga pagbabagong-anyo upang baguhin ang temperatura ng parehong dami ng parehong substance ng maraming sampu, o kahit na daan-daang degrees sa mga hanay ng temperatura kung saan hindi nagbabago ang estado ng pagsasama-sama nito. Ngunit, tulad ng alam mo, hanggang sa ang estado ng pagsasama-sama ng buong dami ng isang sangkap ay nagiging pareho, ang temperatura nito ay halos pare-pareho! Samakatuwid, magiging napaka-kaakit-akit na makaipon ng enerhiya dahil sa isang pagbabago sa estado ng pagsasama-sama - maraming enerhiya ang naipon, at ang temperatura ay nagbabago nang kaunti, kaya bilang isang resulta, hindi kinakailangan upang malutas ang mga problema na nauugnay sa pag-init. sa mataas na temperatura, at sa parehong oras, maaari kang makakuha ng isang mahusay na kapasidad ng naturang heat accumulator.

Pagtunaw at pagkikristal

Sa kasamaang palad, sa kasalukuyan, halos walang mura, ligtas at lumalaban sa agnas na mga sangkap na may mataas na enerhiya ng paglipat ng phase, ang punto ng pagkatunaw na kung saan ay nasa pinaka-kaugnay na saklaw - humigit-kumulang mula + 20 ° С hanggang + 50 ° С (maximum + 70 ° С - ito ay medyo ligtas at madaling maabot na temperatura). Bilang isang patakaran, ang mga kumplikadong organikong compound ay natutunaw sa saklaw ng temperatura na ito, na hindi nangangahulugang kapaki-pakinabang sa kalusugan at madalas na mabilis na na-oxidized sa hangin.

Marahil ang pinaka-angkop na mga sangkap ay mga paraffin, ang natutunaw na punto ng karamihan sa kung saan, depende sa grado, ay nasa hanay na 40 ... 65 ° C (bagaman mayroon ding mga "likido" na paraffin na may punto ng pagkatunaw na 27 ° C o mas kaunti, pati na rin ang natural na ozokerite, na may kaugnayan sa mga paraffin, ang punto ng pagkatunaw na kung saan ay nasa hanay na 58..100 ° С). Ang parehong paraffin at ozokerite ay medyo ligtas at ginagamit din para sa mga layuning medikal para sa direktang pag-init ng mga namamagang spot sa katawan. Gayunpaman, na may mahusay na kapasidad ng init, ang kanilang thermal conductivity ay napakababa - napakaliit na ang paraffin o ozokerite na inilapat sa katawan, na pinainit hanggang 50-60 ° C, ay nakakaramdam lamang ng kaaya-ayang init, ngunit hindi nakakapaso, tulad ng sa tubig na pinainit hanggang sa. ang parehong temperatura - ito ay mabuti para sa gamot, ngunit para sa isang heat accumulator ito ay isang ganap na kawalan. Bilang karagdagan, ang mga sangkap na ito ay hindi masyadong mura, sabihin, ang pakyawan na presyo para sa ozokerite noong Setyembre 2009 ay humigit-kumulang 200 rubles bawat kilo, at isang kilo ng paraffin ay nagkakahalaga mula 25 rubles (teknikal) hanggang 50 at higit pa (highly purified food, i.e. angkop. para gamitin sa packaging ng produkto). Ito ay mga pakyawan na presyo para sa mga kargamento ng ilang tonelada, sa mga presyo ng tingi ay mas at mas mahal ng hindi bababa sa isa at kalahating beses.

Bilang isang resulta, ang kahusayan sa ekonomiya ng paraffin heat accumulator ay naging isang malaking katanungan, - pagkatapos ng lahat, ang isang kilo o dalawa ng paraffin o ozokerite ay angkop lamang para sa medikal na pag-init ng sirang ibabang likod sa loob ng ilang sampu ng minuto, at upang matiyak ang isang matatag na temperatura ng higit pa o hindi gaanong maluwang na tirahan nang hindi bababa sa isang araw, ang masa ng paraffin heat accumulator ay dapat sukatin sa tonelada, upang ang gastos nito ay agad na lumalapit sa gastos ng isang pampasaherong sasakyan (bagaman sa segment ng mababang presyo)! At ang temperatura ng phase transition, sa isip, ay dapat gayunpaman ay eksaktong tumutugma sa komportableng hanay (20..25 ° C) - kung hindi, kailangan mo pa ring ayusin ang ilang uri ng heat exchange control system. Gayunpaman, ang punto ng pagkatunaw sa rehiyon na 50 ... 54 ° C, tipikal para sa mataas na purified paraffins, kasama ang mataas na init ng phase transition (bahagyang higit sa 200 kJ / kg) ay napaka-angkop para sa isang heat accumulator na idinisenyo upang magbigay ng hot water supply at hot water heating.ang problema lang ay mababa ang thermal conductivity at mataas na presyo ng paraffin. Ngunit sa kaso ng force majeure, ang paraffin mismo ay maaaring gamitin bilang isang gasolina na may magandang calorific value (bagaman ito ay hindi napakadaling gawin - hindi katulad ng gasolina o kerosene, ang likido at mas solid na paraffin ay hindi nasusunog sa hangin, isang wick o iba pang aparato ay kinakailangan upang ipasok sa combustion zone hindi ang paraffin mismo, ngunit ang mga singaw lamang nito)!

Ang isang halimbawa ng isang natutunaw at nagkikristal na thermal energy storage system ay ang TESS thermal energy storage system na nakabatay sa silicon na binuo ng kumpanya ng Australia na Latent Heat Storage.

Pagsingaw at paghalay

Ang init ng vaporization-condensation, bilang panuntunan, ay ilang beses na mas mataas kaysa sa init ng fusion-crystallization. At tila hindi kakaunti ang mga sangkap na sumingaw sa kinakailangang hanay ng temperatura. Bilang karagdagan sa lantarang nakakalason na carbon disulfide, acetone, ethyl ether, atbp., mayroon ding ethyl alcohol (ang kamag-anak na kaligtasan nito ay araw-araw na pinatutunayan ng personal na halimbawa ng milyun-milyong alkoholiko sa buong mundo!). Sa ilalim ng normal na mga kondisyon, kumukulo ang alkohol sa 78 ° C, at ang init ng singaw nito ay 2.5 beses na mas mataas kaysa sa init ng pagsasanib ng tubig (yelo) at katumbas ng pagpainit ng parehong dami ng likidong tubig ng 200 °. Gayunpaman, hindi tulad ng pagtunaw, kapag ang mga pagbabago sa dami ng isang sangkap ay bihirang lumampas sa ilang porsyento, sa panahon ng pagsingaw, ang singaw ay sumasakop sa buong dami na ibinigay dito. At kung ang dami na ito ay walang limitasyon, kung gayon ang singaw ay sumingaw, na hindi mababawi na dinadala nito ang lahat ng naipon na enerhiya. Sa isang saradong dami, ang presyon ay agad na magsisimulang tumaas, na pumipigil sa pagsingaw ng mga bagong bahagi ng gumaganang likido, tulad ng kaso sa pinakakaraniwang pressure cooker, samakatuwid, isang maliit na porsyento lamang ng gumaganang sangkap ang nakakaranas ng pagbabago sa estado ng pagsasama-sama, habang ang iba ay patuloy na umiinit habang nasa likidong yugto. Dito nagbubukas ang isang malaking larangan ng aktibidad para sa mga imbentor - ang paglikha ng isang epektibong heat accumulator batay sa evaporation at condensation na may hermetically sealed variable displacement.

Mga yugto ng paglipat ng pangalawang uri

Bilang karagdagan sa mga phase transition na nauugnay sa isang pagbabago sa estado ng pagsasama-sama, ang ilang mga sangkap at sa loob ng isang estado ng pagsasama-sama ay maaaring magkaroon ng ilang magkakaibang mga estado ng phase. Ang isang pagbabago sa mga nasabing yugto ng estado, bilang panuntunan, ay sinamahan din ng isang kapansin-pansing paglabas o pagsipsip ng enerhiya, bagaman kadalasan ay hindi gaanong makabuluhan kaysa sa isang pagbabago sa estado ng pagsasama-sama ng isang sangkap. Bilang karagdagan, sa maraming mga kaso, na may ganitong mga pagbabago, sa kaibahan sa pagbabago sa estado ng pagsasama-sama, mayroong isang temperatura hysteresis - ang mga temperatura ng pasulong at reverse phase transition ay maaaring mag-iba nang malaki, kung minsan sa pamamagitan ng sampu o kahit na daan-daang degree.

Imbakan ng enerhiyang elektrikal

Ang kuryente ay ang pinaka-maginhawa at maraming nalalaman na anyo ng enerhiya sa mundo ngayon. Ito ay hindi nakakagulat na ito ay ang pag-imbak ng elektrikal na enerhiya na umuunlad nang pinakamabilis. Sa kasamaang palad, sa karamihan ng mga kaso, ang partikular na kapasidad ng mga murang device ay maliit, at ang mga device na may mataas na partikular na kapasidad ay masyadong mahal para sa pag-iimbak ng malalaking reserbang enerhiya sa malawakang paggamit at napakaikli ang buhay.

Mga kapasitor

Ang pinakasikat na "electrical" na mga aparato sa pag-iimbak ng enerhiya ay mga maginoo na radio-technical capacitor. Mayroon silang napakalaking rate ng akumulasyon at pagpapalabas ng enerhiya - bilang panuntunan, mula sa ilang libo hanggang sa maraming bilyong kumpletong cycle bawat segundo, at nagagawang gumana sa ganitong paraan sa isang malawak na hanay ng temperatura sa loob ng maraming taon, o kahit na mga dekada. Sa pamamagitan ng pagsasama-sama ng ilang mga capacitor nang magkatulad, madali mong mapataas ang kanilang kabuuang kapasidad sa nais na halaga.

Ang mga capacitor ay maaaring nahahati sa dalawang malalaking klase - non-polar (karaniwang "tuyo", ibig sabihin, hindi naglalaman ng likidong electrolyte) at polar (karaniwang electrolytic). Ang paggamit ng isang likidong electrolyte ay nagbibigay ng isang makabuluhang mas mataas na tiyak na kapasidad, ngunit halos palaging nangangailangan na ang polarity ay obserbahan kapag kumokonekta. Bilang karagdagan, ang mga electrolytic capacitor ay kadalasang mas sensitibo sa mga panlabas na kondisyon, pangunahin sa temperatura, at may mas maikling buhay ng serbisyo (sa paglipas ng panahon, ang electrolyte ay sumingaw at natutuyo).

Gayunpaman, ang mga capacitor ay may dalawang pangunahing disadvantages. Una, ito ay isang napakababang tiyak na density ng naka-imbak na enerhiya at samakatuwid ay isang maliit (kamag-anak sa iba pang mga uri ng imbakan) na kapasidad. Pangalawa, ito ay isang maikling oras ng pag-iimbak, na karaniwang kinakalkula sa mga minuto at segundo at bihirang lumampas sa ilang oras, at sa ilang mga kaso ay maliit na bahagi lamang ng isang segundo. Bilang isang resulta, ang saklaw ng aplikasyon ng mga capacitor ay limitado sa pamamagitan ng iba't ibang mga electronic circuit at panandaliang akumulasyon na sapat para sa pagwawasto, pagwawasto at pag-filter ng kasalukuyang sa power electrical engineering - hindi pa rin sapat ang mga ito para sa higit pa.

Minsan ay tinutukoy bilang "supercapacitors", maaari silang tingnan bilang isang uri ng intermediate link sa pagitan ng mga electrolytic capacitor at mga electrochemical na baterya. Mula sa una, minana nila ang halos walang limitasyong bilang ng mga cycle ng pag-charge-discharge, at mula sa huli, medyo mababa ang charging at discharging currents (ang buong cycle ng pag-charge-discharge ay maaaring tumagal ng isang segundo, o mas matagal pa). Ang kanilang kapasidad ay nasa hanay din sa pagitan ng pinakamalawak na mga capacitor at pinakamaliit na baterya - kadalasan ang reserbang enerhiya ay mula sa ilang hanggang ilang daang joules.

Bilang karagdagan, dapat tandaan ng isa ang medyo mataas na sensitivity ng mga supercapacitor sa temperatura at ang limitadong oras ng pag-iimbak ng singil - mula sa ilang oras hanggang ilang linggo na maximum.

Mga bateryang electrochemical

Ang mga electrochemical na baterya ay naimbento sa mga unang araw ng electrical engineering at maaari na ngayong matagpuan kahit saan - mula sa mga mobile phone hanggang sa mga eroplano at barko. Sa pangkalahatan, gumagana ang mga ito batay sa ilang mga reaksiyong kemikal at samakatuwid ay maaaring maiugnay ang mga ito sa susunod na seksyon ng aming artikulo - "Imbakan ng enerhiya ng kemikal". Ngunit dahil ang puntong ito ay karaniwang hindi binibigyang-diin, ngunit ang pansin ay nakuha sa katotohanan na ang mga baterya ay nag-iimbak ng kuryente, isasaalang-alang namin ang mga ito dito.

Bilang isang patakaran, kapag kinakailangan upang mag-imbak ng isang sapat na malaking enerhiya - mula sa ilang daang kilojoules at higit pa - ang mga lead-acid na baterya ay ginagamit (halimbawa, anumang kotse). Gayunpaman, mayroon silang malaking sukat at, higit sa lahat, timbang. Kung kailangan mo ng isang magaan na timbang at kadaliang mapakilos ng aparato, pagkatapos ay mas modernong mga uri ng mga baterya ang ginagamit - nickel-cadmium, metal-hydride, lithium-ion, polymer-ion, atbp. Mayroon silang mas mataas na tiyak na kapasidad, ngunit sila rin ay may partikular na halaga ng pag-iimbak ng enerhiya. mas mataas, kaya ang kanilang paggamit ay karaniwang limitado sa medyo maliit at cost-effective na mga device gaya ng mga mobile phone, photo at video camera, laptop, atbp.

Kamakailan, ang mga high-power na lithium-ion na baterya ay nagsimula nang gamitin sa mga hybrid na kotse at mga de-kuryenteng sasakyan. Bilang karagdagan sa mas mababang timbang at mas mataas na tiyak na kapasidad, hindi tulad ng mga lead-acid, pinapayagan nila ang halos buong paggamit ng kanilang nominal na kapasidad, ay itinuturing na mas maaasahan at may mas mahabang buhay ng serbisyo, at ang kanilang kahusayan sa enerhiya sa isang buong ikot ay lumampas sa 90%, habang ang kahusayan ng enerhiya ng mga lead na baterya, kapag ang huling 20% ​​ng kapasidad ay sinisingil, ang kapasidad ay maaaring bumaba sa 50%.

Ayon sa paraan ng paggamit, ang mga electrochemical na baterya (pangunahin ang makapangyarihan) ay nahahati din sa dalawang malalaking klase - ang tinatawag na traksyon at panimulang mga. Karaniwan, ang isang starter na baterya ay maaaring gumana nang matagumpay bilang isang baterya ng traksyon (ang pangunahing bagay ay upang makontrol ang antas ng paglabas at hindi dalhin ito sa ganoong kalaliman, na pinapayagan para sa mga baterya ng traksyon), ngunit kapag ginamit nang pabalik, masyadong malaki. Ang kasalukuyang pag-load ay maaaring napakabilis na hindi paganahin ang baterya ng traksyon.

Ang mga disadvantages ng mga electrochemical na baterya ay kinabibilangan ng napakalimitadong bilang ng mga cycle ng pag-charge-discharge (sa karamihan ng mga kaso, mula 250 hanggang 2000, at kahit na walang aktibong operasyon, ang karamihan sa mga uri ng mga baterya ay bumababa pagkatapos ng ilang taon, nawawala ang kanilang mga katangian ng consumer. . .. Kasabay nito, ang buhay ng serbisyo ng maraming uri ng mga baterya ay hindi napupunta mula sa simula ng kanilang operasyon, ngunit mula sa sandali ng paggawa. Bilang karagdagan, ang mga electrochemical na baterya ay nailalarawan sa pamamagitan ng pagiging sensitibo sa temperatura, isang mahabang oras ng pagsingil, kung minsan ay sampu-sampung beses na mas mahaba kaysa sa oras ng paglabas, at ang pangangailangan na sumunod sa paraan ng paggamit (pag-iwas sa malalim na paglabas para sa mga lead-acid na baterya at, sa kabaligtaran , pagsunod sa isang buong ikot ng pag-charge-discharge para sa metal-hydride at marami pang ibang uri ng mga baterya). Ang oras ng pag-iimbak ng pagsingil ay medyo limitado rin - kadalasan mula sa isang linggo hanggang isang taon. Para sa mga lumang baterya, hindi lamang ang kapasidad ay bumababa, kundi pati na rin ang oras ng imbakan, at pareho ay maaaring mabawasan ng maraming beses.

Imbakan ng enerhiya ng kemikal

Enerhiya ng kemikal- Ito ang enerhiya na "naka-imbak" sa mga atomo ng mga sangkap, na inilalabas o hinihigop sa panahon ng mga reaksiyong kemikal sa pagitan ng mga sangkap. Ang kemikal na enerhiya ay maaaring inilabas sa anyo ng init sa panahon ng mga exothermic na reaksyon (halimbawa, pagkasunog ng gasolina), o na-convert sa elektrikal na enerhiya sa mga galvanic na selula at baterya. Ang mga mapagkukunan ng enerhiya na ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng mataas na kahusayan (hanggang sa 98%), ngunit mababang kapasidad.

Nagbibigay-daan sa iyo ang mga aparatong imbakan ng enerhiya ng kemikal na makatanggap ng enerhiya sa anyo kung saan ito inimbak, at sa anumang iba pa. May mga "fuel" at "non-fuel" varieties. Hindi tulad ng mga low-temperature na thermochemical storage device (tungkol sa mga ito sa ibang pagkakataon), na maaaring mag-imbak ng enerhiya sa pamamagitan lamang ng paglalagay sa isang mainit na lugar, ang mga espesyal na teknolohiya at high-tech na kagamitan, kung minsan ay napakalaki, ay hindi maaaring ibigay dito. Sa partikular, kung, sa kaso ng mababang temperatura na mga thermochemical na reaksyon, ang halo ng mga reagents ay karaniwang hindi pinaghihiwalay at palaging nasa parehong lalagyan, ang mga reagents para sa mataas na temperatura na mga reaksyon ay nakaimbak nang hiwalay sa isa't isa at pinagsama lamang kapag ang enerhiya ay kailangan.

Imbakan ng enerhiya sa pamamagitan ng paggawa ng gasolina

Sa yugto ng pag-iimbak ng enerhiya, ang isang kemikal na reaksyon ay nagaganap, bilang isang resulta kung saan ang gasolina ay nakuhang muli, halimbawa, ang hydrogen ay inilabas mula sa tubig - sa pamamagitan ng direktang electrolysis, sa mga electrochemical cell gamit ang isang katalista, o sa pamamagitan ng thermal decomposition, sabihin, sa pamamagitan ng isang electric arc o mataas na puro sikat ng araw. Ang "pinakawalan" na oxidizer ay maaaring kolektahin nang hiwalay (para sa oxygen ito ay kinakailangan sa isang saradong nakahiwalay na bagay - sa ilalim ng tubig o sa kalawakan) o "itinapon" bilang hindi kinakailangan, dahil sa oras ng paggamit ng gasolina ang oxidizer na ito ay magiging sapat sa kapaligiran at hindi na kailangang mag-aksaya ng espasyo at pondo para sa organisadong imbakan nito.

Sa yugto ng pagkuha ng enerhiya, ang ginastos na gasolina ay na-oxidized sa pagpapalabas ng enerhiya nang direkta sa nais na anyo, hindi alintana kung paano nakuha ang gasolina na ito. Halimbawa, ang hydrogen ay maaaring agad na makagawa ng init (kapag sinunog sa isang burner), mekanikal na enerhiya (kapag pinapakain bilang gasolina sa isang panloob na combustion engine o turbine), o kuryente (kapag na-oxidize sa isang fuel cell). Bilang isang patakaran, ang mga naturang reaksyon ng oksihenasyon ay nangangailangan ng karagdagang pagsisimula (pag-aapoy), na napaka-maginhawa para sa pagkontrol sa proseso ng pagbawi ng enerhiya.

Pag-iimbak ng enerhiya sa pamamagitan ng mga thermochemical reaction

Ang isang malaking grupo ng mga reaksiyong kemikal ay matagal nang kilala, na sa isang saradong sisidlan, kapag pinainit, ay pumupunta sa isang direksyon na may pagsipsip ng enerhiya, at kapag pinalamig, sa kabaligtaran na direksyon kasama ang paglabas ng enerhiya. Ang ganitong mga reaksyon ay madalas na tinutukoy bilang thermochemical... Ang kahusayan ng enerhiya ng naturang mga reaksyon, bilang isang panuntunan, ay mas mababa kaysa sa isang pagbabago sa estado ng pagsasama-sama ng isang sangkap, ngunit ito ay kapansin-pansin din.

Ang ganitong mga thermochemical reaksyon ay maaaring ituring bilang isang uri ng pagbabago sa phase state ng isang halo ng mga reagents, at ang mga problema dito ay halos pareho - mahirap makahanap ng mura, ligtas at epektibong pinaghalong mga sangkap na matagumpay na kumikilos sa ganitong paraan. sa saklaw ng temperatura mula + 20 ° C hanggang + 70 ° C. Gayunpaman, ang isang naturang komposisyon ay kilala sa mahabang panahon - ito ay ang asin ni Glauber.

Ang Mirabilite (aka Glauber's salt, aka decahydrate sodium sulfate Na 2 SO 4 · 10H 2 O) ay nakukuha bilang resulta ng mga elementary chemical reactions (halimbawa, kapag ang table salt ay idinagdag sa sulfuric acid) o mina sa "ready-made form. "bilang isang mineral.

Mula sa punto ng view ng akumulasyon ng init, ang pinaka-kagiliw-giliw na tampok ng mirabilite ay kapag ang temperatura ay tumaas sa itaas 32 ° C, ang nakagapos na tubig ay nagsisimulang ilabas, at sa panlabas ay mukhang isang "pagtunaw" ng mga kristal na natutunaw sa tubig na inilabas. galing sa kanila. Kapag ang temperatura ay bumaba sa 32 ° C, ang libreng tubig ay muling nakatali sa istraktura ng crystalline hydrate - "crystallization" ay nangyayari. Ngunit ang pinakamahalagang bagay ay ang init ng reaksyon ng hydration-dehydration na ito ay napakataas at umaabot sa 251 kJ / kg, na kapansin-pansing mas mataas kaysa sa init ng "tapat" na pagtunaw-pag-crystallization ng mga paraffin, bagama't ito ay mas mababa sa isang katlo kaysa sa ang init ng pagkatunaw ng yelo (tubig).

Kaya, ang isang nagtitipon ng init batay sa isang puspos na solusyon ng mirabilite (tiyak na puspos sa temperatura na higit sa 32 ° C) ay maaaring epektibong mapanatili ang temperatura sa 32 ° C na may malaking mapagkukunan ng pag-iimbak o pagpapalabas ng enerhiya. Siyempre, ang temperatura na ito ay masyadong mababa para sa isang ganap na mainit na supply ng tubig (ang shower na may ganoong temperatura ay pinakamahusay na itinuturing bilang "napakalamig"), ngunit ang temperatura na ito ay maaaring sapat na para sa pagpainit ng hangin.

Higit pang impormasyon tungkol sa mirabilite-based heat accumulator ay matatagpuan sa website na "DelaySam.ru".

Imbakan ng enerhiya ng kemikal na walang gasolina

Isang lata ng kape na pinainit ng slaking lime.

Sa kasong ito, sa yugto ng "pagsingil" mula sa ilang mga kemikal, ang iba ay nabuo, at sa panahon ng prosesong ito, ang enerhiya ay naka-imbak sa mga bagong kemikal na bono na nabuo (halimbawa, ang slaked lime ay na-convert sa isang unslaked state sa tulong. ng pag-init).

Kapag "naglalabas", nangyayari ang isang reverse reaction, na sinamahan ng paglabas ng dating nakaimbak na enerhiya (karaniwan ay sa anyo ng init, minsan din sa anyo ng gas na maaaring ibigay sa turbine) - sa partikular, ito mismo ang nangyayari kapag ang dayap ay "pinutol" sa tubig. Hindi tulad ng mga pamamaraan ng gasolina, upang magsimula ng isang reaksyon, kadalasan ay sapat na upang pagsamahin lamang ang mga reagents sa bawat isa - walang karagdagang pagsisimula ng proseso (pag-aapoy) ay kinakailangan.

Sa katunayan, ito ay isang uri ng thermochemical reaction, gayunpaman, hindi katulad ng mababang temperatura na mga reaksyon na inilarawan kapag isinasaalang-alang ang mga thermal energy storage device at hindi nangangailangan ng anumang mga espesyal na kondisyon, dito pinag-uusapan natin ang mga temperatura ng maraming daan-daan o kahit libu-libong degree. Bilang isang resulta, ang dami ng enerhiya na nakaimbak sa bawat kilo ng gumaganang sangkap ay tumataas nang malaki, ngunit ang kagamitan ay maraming beses na mas kumplikado, malaki at mas mahal kaysa sa mga walang laman na bote ng plastik o isang simpleng tangke ng reagent.

Ang pangangailangan na ubusin ang isang karagdagang sangkap - sabihin, tubig para sa slaking lime - ay hindi isang makabuluhang disbentaha (kung kinakailangan, maaari mong kolektahin ang tubig na inilabas sa panahon ng paglipat ng dayap sa estado ng quicklime). Ngunit ang mga espesyal na kondisyon ng imbakan para sa napakabilis na apog na ito, ang paglabag na kung saan ay puno hindi lamang sa mga pagkasunog ng kemikal, kundi pati na rin sa isang pagsabog, isalin ito at ang mga katulad na pamamaraan sa kategorya ng mga hindi malamang na lumabas sa malawak na buhay.

Iba pang mga uri ng pag-iimbak ng enerhiya

Bilang karagdagan sa mga inilarawan sa itaas, may iba pang mga uri ng mga aparato sa pag-iimbak ng enerhiya. Gayunpaman, sa kasalukuyan ang mga ito ay napakalimitado sa mga tuntunin ng density ng nakaimbak na enerhiya at ang oras ng pag-iimbak nito sa isang mataas na halaga ng yunit. Samakatuwid, habang mas ginagamit ang mga ito para sa libangan, at ang kanilang pagsasamantala para sa anumang seryosong layunin ay hindi isinasaalang-alang. Ang isang halimbawa ay ang mga pinturang phosphorescent, na nag-iimbak ng enerhiya mula sa isang maliwanag na pinagmumulan ng liwanag at pagkatapos ay kumikinang sa loob ng ilang segundo o kahit na mahabang minuto. Ang kanilang mga modernong pagbabago ay hindi naglalaman ng nakakalason na posporus sa loob ng mahabang panahon at medyo ligtas kahit para sa paggamit sa mga laruan ng mga bata.

Iniimbak ito ng mga superconducting magnetic energy storage device sa larangan ng isang malaking DC magnetic coil. Maaari itong i-convert sa alternating electrical current kung kinakailangan. Ang mga low-temperature accumulator ay pinalamig ng likidong helium at magagamit para sa mga pang-industriyang aplikasyon. Ang mga yunit ng imbakan ng mataas na temperatura na pinalamig ng likidong hydrogen ay ginagawa pa rin at maaaring maging available sa hinaharap.

Ang mga superconducting magnetic energy storage device ay malaki ang laki at kadalasang ginagamit sa maikling panahon, gaya ng sa panahon ng switching.

Malamang, hindi sinasalamin ng artikulong ito ang lahat ng posibleng paraan ng pag-iipon at pag-save ng enerhiya. Maaari kang mag-ulat ng iba pang mga opsyon alinman sa mga komento o sa pamamagitan ng email sa kos at altenergiya dot ru.

Mula sa pagkain na ating kinakain, ang enerhiya ay nabuo, na kinakailangan para sa pagpapatupad ng lahat ng mga function ng ating katawan - mula sa paglalakad at ang kakayahang magsalita hanggang sa panunaw at paghinga. Ngunit bakit madalas tayong magreklamo tungkol sa kawalan ng lakas, pagkamayamutin, o pagkahilo? Ang sagot ay nasa kung anong pagkain ang kinakain natin araw-araw.

Power generation

Bilang karagdagan sa tubig at hangin, ang ating katawan ay patuloy na nangangailangan ng isang regular na daloy ng pagkain, na nagbibigay ng mga reserbang enerhiya na kinakailangan para sa paggalaw, paghinga, thermoregulation, paggana ng puso, sirkulasyon ng dugo at aktibidad ng utak. Kapansin-pansin, kahit sa pagpapahinga, ang ating utak ay kumokonsumo ng humigit-kumulang 50% ng enerhiya na nakaimbak mula sa pagkain na ating kinakain, at ang pagkonsumo ng enerhiya ay tumataas nang husto sa panahon ng matinding aktibidad ng utak, halimbawa, sa panahon ng mga pagsusulit. Paano nangyayari ang pagbabago ng pagkain sa enerhiya?

Sa proseso ng panunaw, na inilarawan nang mas detalyado sa kaukulang seksyon (-79), ang pagkain ay pinaghiwa-hiwalay sa mga indibidwal na molekula ng glucose, na pagkatapos ay pumapasok sa daluyan ng dugo sa pamamagitan ng dingding ng bituka. Sa daloy ng dugo, ang glucose ay dinadala sa atay, kung saan ito ay sinasala at nakaimbak sa reserba. Ang pituitary gland (na matatagpuan sa utak ng endocrine gland) ay nagpapadala ng senyales sa pancreas at thyroid gland upang maglabas ng mga hormone na nagiging sanhi ng paglabas ng atay ng naipon na glucose sa daluyan ng dugo, at pagkatapos ay ihahatid ito ng dugo sa mga organo at kalamnan na kailangan ito.

Nang maabot ang nais na organ, ang mga molekula ng glucose ay tumagos sa mga selula, kung saan sila ay na-convert sa isang mapagkukunan ng enerhiya, na magagamit para sa paggamit ng mga selula. Kaya, ang proseso ng patuloy na pagbibigay ng enerhiya sa mga organo ay nakasalalay sa antas ng glucose sa dugo.

Upang madagdagan ang mga reserbang enerhiya ng katawan, kailangan nating kumonsumo ng ilang uri ng mga pagkain, lalo na, ang mga may kakayahang tumaas ang antas ng metabolismo at mapanatili ang kinakailangang antas ng enerhiya. Upang maunawaan kung paano nangyayari ang lahat ng ito, isaalang-alang ang mga sumusunod na tanong:

Paano nagiging enerhiya ang pagkain?

Mayroong mitochondria sa bawat cell sa ating katawan. Dito, ang mga sangkap na bumubuo sa mga produktong pagkain ay sumasailalim sa isang serye ng mga pagbabagong kemikal, na nagreresulta sa pagbuo ng enerhiya. Ang bawat cell sa kasong ito ay isang miniature power plant. Nakakapagtaka, ang bilang ng mitochondria sa bawat cell ay nakasalalay sa mga kinakailangan sa enerhiya. Sa regular na ehersisyo, ito ay tumataas upang magbigay ng mas maraming enerhiya na kailangan. Sa kabaligtaran, ang isang laging nakaupo na pamumuhay ay humahantong sa isang pagbawas sa produksyon ng enerhiya at, nang naaayon, isang pagbawas sa bilang ng mitochondria. Iba't ibang sustansya ang kailangan para maging enerhiya, bawat isa ay tumutukoy sa iba't ibang yugto sa proseso ng pagkuha ng enerhiya (tingnan ang Pagkain ng Enerhiya). Samakatuwid, ang pagkain na natupok ay hindi lamang dapat maging kasiya-siya, ngunit naglalaman din ng lahat ng mga uri ng nutrients na kinakailangan para sa produksyon ng enerhiya: carbohydrates, protina at taba.

NAPAKAMAHALAGANG BAWASAN ANG NILALAMAN SA DIET NG MGA PRODUKTO NA KUMUHA NG ENERHIYA O HUMANDA SA PAGBUO NITO. ANG LAHAT NG GANITONG PRODUKTO AY NAGPAPALAKI NG PAGBIBIGAY NG HORMONE ADRENALINE.

Ang pagpapanatili ng pare-parehong antas ng glucose sa dugo ay mahalaga para gumana nang maayos ang katawan (tingnan ang Pagpapanatili ng Normal na Mga Antas ng Asukal sa Dugo - 46). Para sa layuning ito, ito ay kanais-nais na magbigay ng kagustuhan sa mga pagkain na may mababang glycemic index. Sa pamamagitan ng pagdaragdag ng protina at hibla sa bawat pagkain o meryenda, makakatulong ka sa pagbuo ng enerhiya na kailangan mo.

Carbohydrates at glucose

Ang enerhiya na kinukuha natin mula sa pagkain ay higit na nagmumula sa carbohydrates kaysa sa mga protina o taba. Ang mga karbohidrat ay mas madaling ma-convert sa glucose at samakatuwid ay ang pinaka-maginhawang mapagkukunan ng enerhiya para sa katawan.

Maaaring maubos agad ang glucose para sa pangangailangan ng enerhiya, o maiimbak sa atay at kalamnan. Ito ay nakaimbak sa anyo ng glycogen, na, kung kinakailangan, ay madaling ma-convert muli dito. Sa fight-or-flight syndrome (tingnan), ang glycogen ay inilabas sa daluyan ng dugo upang bigyan ang katawan ng karagdagang enerhiya. Ang glycogen ay nakaimbak sa isang natutunaw na anyo.

Ang protina ay dapat na balanse sa carbohydrates

Habang ang carbohydrates at protina ay mahalaga para sa lahat, ang kanilang mga ratio ay maaaring magbago depende sa mga indibidwal na pangangailangan at gawi. Ang pinakamainam na ratio ay pinili nang paisa-isa sa pamamagitan ng pagsubok at error, ngunit maaari kang magabayan ng data na ipinakita sa talahanayan sa pahina 43.

Mag-ingat sa mga protina. Palaging magdagdag ng mataas na kalidad na mga kumplikadong carbohydrates sa mga ito, tulad ng mga siksik na gulay o butil. Ang pamamayani ng mga pagkaing protina ay humahantong sa pag-aasido ng panloob na kapaligiran ng katawan, habang dapat itong bahagyang alkalina. Ang panloob na self-regulating system ay nagpapahintulot sa katawan na bumalik sa isang alkaline na estado sa pamamagitan ng pagpapakawala ng calcium mula sa mga buto. Sa huli, maaari itong makagambala sa istraktura ng mga buto, na humantong sa osteoporosis, kung saan madalas na nangyayari ang mga bali.

Ang mga inuming pangkalusugan at meryenda na naglalaman ng glucose ay nagbibigay ng mabilis na pagsabog ng enerhiya, ngunit ang epekto ay panandalian. Bukod dito, ito ay sinamahan ng pag-ubos ng mga reserbang enerhiya na naipon ng katawan. Sa panahon ng sports gumugugol ka ng maraming enerhiya, kaya maaari kang "mag-refuel" ng soy curd na may mga sariwang berry sa harap nila.

Magandang pagkain, magandang kalooban

Subukang dagdagan ang iyong paggamit ng protina nang kaunti habang binabawasan ang iyong mga carbohydrate, o kabaliktaran, hanggang sa matukoy mo ang iyong pinakamainam na antas ng enerhiya.

Kailangan ng enerhiya sa buong buhay

Ang pangangailangan para sa karagdagang enerhiya ay lumitaw sa atin sa iba't ibang yugto ng buhay. Sa pagkabata, halimbawa, ang enerhiya ay kailangan para sa paglaki at pag-aaral; sa pagbibinata, para sa hormonal at pisikal na pagbabago sa panahon ng pagdadalaga. Sa panahon ng pagbubuntis, ang pangangailangan para sa enerhiya ay tumataas sa parehong ina at sa fetus, at sa panahon ng stress, ang labis na enerhiya ay ginugugol sa buong buhay. Bilang karagdagan, ang isang taong namumuno sa isang aktibong pamumuhay ay nangangailangan ng mas maraming enerhiya kaysa sa mga ordinaryong tao.

Mga mandarambong ng enerhiya

Napakahalaga na limitahan ang nilalaman sa diyeta ng mga pagkain na nag-aalis ng enerhiya o nakakasagabal sa pagbuo nito. Kabilang dito ang alak, tsaa, kape at mabula na inumin, pati na rin ang mga cake, biskwit at matamis. Ang lahat ng gayong pagkain ay nagpapasigla sa pagpapalabas ng hormone adrenaline, na ginawa sa adrenal glands. Ang adrenaline ay pinakamabilis na nabuo sa tinatawag na fight-or-flight syndrome, kapag may nagbabanta sa atin. Ang pagpapalabas ng adrenaline ay nagpapakilos sa katawan upang kumilos. Ang puso ay nagsisimulang tumibok nang mas mabilis, ang mga baga ay sumisipsip ng mas maraming hangin, ang atay ay naglalabas ng mas maraming glucose sa dugo, at ang dugo ay dumadaloy sa kung saan ito pinaka-kailangan - halimbawa, sa mga binti. Ang patuloy na pagtaas ng produksyon ng adrenaline, sa partikular na may sapat na nutrisyon, ay maaaring humantong sa isang patuloy na pakiramdam ng pagkapagod.

Ang stress ay itinuturing din na isa sa mga magnanakaw ng enerhiya, dahil ang stress ay naglalabas ng nakaimbak na glucose mula sa atay at mga kalamnan, na nagreresulta sa isang panandaliang pagsabog ng enerhiya na sinusundan ng isang estado ng matagal na pagkapagod.

Enerhiya at emosyon

Sa fight-or-flight syndrome, ang glycogen (naka-imbak na carbohydrates) ay naglalakbay mula sa atay patungo sa daluyan ng dugo, na nagreresulta sa pagtaas ng mga antas ng asukal sa dugo. Dahil dito, ang matagal na stress ay maaaring seryosong makaapekto sa mga antas ng asukal sa dugo. Ang caffeine at nikotina ay may katulad na epekto; ang huli ay nagtataguyod ng pagtatago ng dalawang hormone, cortisone at adrenaline, na nakakasagabal sa proseso ng pagtunaw at hinihikayat ang atay na maglabas ng nakaimbak na glycogen.

Pagkaing mayaman sa enerhiya

Ang pinakamayaman sa mga termino ng enerhiya ay ang mga pagkaing naglalaman ng isang kumplikadong bitamina B: B1, B2, B3, B5, B6, B12, B9 (folic acid) at biotin. Lahat sila ay matatagpuan sa kasaganaan sa mga butil ng dawa, bakwit, rye, quinoa (isang South American cereal na napakapopular sa Kanluran), mais at barley. Sa mga butil na tumutubo, ang halaga ng enerhiya ay tumataas nang maraming beses - ang halaga ng nutrisyon ng mga punla ay nadagdagan ng mga enzyme na nagtataguyod ng paglaki. Maraming B bitamina ang matatagpuan din sa mga sariwang damo.

Ang bitamina C, na naroroon sa mga prutas (halimbawa, mga dalandan) at mga gulay (patatas, paminta), ay mahalaga din para sa enerhiya ng katawan; magnesiyo, na sagana sa mga gulay, mani at buto; zinc (pula ng itlog, isda, buto ng mirasol); bakal (mga butil, buto ng kalabasa, lentil); tanso (brazil nut shell, oats, salmon, mushroom); at coenzyme Q10, na matatagpuan sa karne ng baka, sardinas, spinach at mani.

Pagpapanatili ng normal na antas ng asukal sa dugo

Gaano kadalas ka kailangang gumising sa umaga na masama ang pakiramdam, nakakaramdam ng pagkahilo, pagod, at pakiramdam ng isang kagyat na pangangailangang matulog sa loob ng isa o dalawang oras? At ang buhay ay tila walang saya. O, marahil, pinahihirapan bago magtanghali, iniisip mo kung makakarating ka sa tanghalian. Mas malala pa kapag pagod ka sa hapon, sa pagtatapos ng araw, at wala kang ideya kung paano ka makakauwi. At doon, pagkatapos ng lahat, kailangan mo pa ring magluto ng hapunan. At pagkatapos - kumain. At hindi mo ba tanungin ang iyong sarili: "Panginoon, at saan napunta ang huling lakas?"

Ang patuloy na pagkapagod at kakulangan ng enerhiya ay maaaring sanhi ng iba't ibang mga kadahilanan, ngunit kadalasan ang mga ito ay resulta ng isang mahinang diyeta at / o hindi regular na nutrisyon, pati na rin ang pang-aabuso ng mga stimulant na nakakatulong upang "maghintay".

Ang depression, irritability, at mood swings, kasama ang PMS, tantrums, pagkabalisa at nerbiyos, ay maaaring magresulta mula sa kawalan ng timbang sa produksyon ng enerhiya, malnutrisyon, at madalas na fad diet.

Ang pagkakaroon ng isang ideya kung paano at mula sa kung anong enerhiya ang nabuo sa ating katawan, maaari nating mabilis na madagdagan ang ating enerhiya, na hindi lamang mapanatili ang kahusayan at magandang kalagayan sa buong araw, ngunit matiyak din ang isang malusog na malalim na pagtulog sa gabi.

Ang lahat ng nabubuhay na organismo, maliban sa mga virus, ay binubuo ng mga selula. Nagbibigay sila ng lahat ng mga prosesong kinakailangan para sa buhay ng isang halaman o hayop. Ang cell mismo ay maaaring maging isang hiwalay na organismo. At paano mabubuhay ang gayong kumplikadong istraktura nang walang enerhiya? Syempre hindi. Kaya paano nagaganap ang suplay ng enerhiya sa mga selula? Ito ay batay sa mga proseso na tatalakayin natin sa ibaba.

Nagbibigay ng enerhiya sa mga cell: paano ito nangyayari?

Ilang mga cell ang tumatanggap ng enerhiya mula sa labas, sila mismo ang gumagawa nito. magkaroon ng isang uri ng "mga istasyon". At ang pinagmumulan ng enerhiya sa cell ay ang mitochondria - ang organoid na gumagawa nito. Ang proseso ng cellular respiration ay nagaganap sa loob nito. Dahil dito, ang mga selula ay binibigyan ng enerhiya. Gayunpaman, ang mga ito ay naroroon lamang sa mga halaman, hayop at fungi. Sa bacterial cells, wala ang mitochondria. Samakatuwid, sa kanila, ang pagkakaloob ng mga cell na may enerhiya ay nangyayari pangunahin dahil sa mga proseso ng pagbuburo, at hindi paghinga.

Istraktura ng mitochondrion

Ito ay isang dalawang-lamad na organoid na lumitaw sa isang eukaryotic cell sa panahon ng ebolusyon bilang isang resulta ng pagsipsip ng isang mas maliit. Ito ay maaaring ipaliwanag ang katotohanan na ang mitochondria ay may sariling DNA at RNA, pati na rin ang mga mitochondrial ribosome, na gumagawa ng mga protina na kinakailangan para sa organelles.

Ang panloob na lamad ay may mga paglaki na tinatawag na cristae, o mga tagaytay. Ang proseso ng cellular respiration ay nagaganap sa cristae.

Ang nasa loob ng dalawang lamad ay tinatawag na matrix. Naglalaman ito ng mga protina, mga enzyme na kinakailangan upang mapabilis ang mga reaksiyong kemikal, pati na rin ang RNA, DNA at mga ribosom.

Ang cellular respiration ay ang batayan ng buhay

Nagaganap ito sa tatlong yugto. Tingnan natin ang bawat isa sa kanila.

Ang unang yugto ay paghahanda

Sa yugtong ito, ang mga kumplikadong organikong compound ay nahahati sa mas simple. Kaya, ang mga protina ay nasira sa amino acids, fats sa carboxylic acids at glycerol, nucleic acids sa nucleotides, at carbohydrates sa glucose.

Glycolysis

Ito ay isang oxygen-free na yugto. Binubuo ito sa katotohanan na ang mga sangkap na nakuha sa unang yugto ay higit na nagpapasama. Ang pangunahing pinagmumulan ng enerhiya na ginagamit ng cell sa yugtong ito ay mga molekula ng glucose. Ang bawat isa sa kanila sa proseso ng glycolysis ay bumabagsak sa dalawang pyruvate molecule. Nangyayari ito sa sampung sunud-sunod na reaksiyong kemikal. Dahil sa unang limang, ang glucose ay phosphorylated at pagkatapos ay nahati sa dalawang phosphotriose. Sa susunod na limang reaksyon, dalawang molekula at dalawang molekula ng PVC (pyruvic acid) ang nabuo. Ang enerhiya ng cell ay nakaimbak sa anyo ng ATP.

Ang buong proseso ng glycolysis ay maaaring gawing simple tulad ng sumusunod:

2NAD + 2ADP + 2H 3 PO 4 + C 6 H 12 O 6 → 2H 2 O + 2NAD. H 2 + 2C 3 H 4 O 3 + 2ATF

Kaya, gamit ang isang glucose molecule, dalawang ADP molecule at dalawang phosphoric acid, ang cell ay tumatanggap ng dalawang ATP molecule (enerhiya) at dalawang pyruvic acid molecule, na gagamitin nito sa susunod na hakbang.

Ang ikatlong yugto ay oksihenasyon

Ang yugtong ito ay nangyayari lamang sa pagkakaroon ng oxygen. Ang mga reaksiyong kemikal ng yugtong ito ay nagaganap sa mitochondria. Ito ang pangunahing bahagi kung saan ang pinakamaraming enerhiya ay inilabas. Sa yugtong ito, tumutugon sa oxygen, nabubulok ito sa tubig at carbon dioxide. Bilang karagdagan, 36 na mga molekula ng ATP ang nabuo. Kaya, maaari nating tapusin na ang pangunahing pinagmumulan ng enerhiya sa cell ay glucose at pyruvic acid.

Pagbubuod ng lahat ng kemikal na reaksyon at pag-alis ng mga detalye, maaari nating ipahayag ang buong proseso ng cellular respiration sa isang pinasimpleng equation:

6O 2 + C 6 H 12 O 6 + 38ADP + 38H 3 PO 4 → 6CO 2 + 6H2O + 38ATF.

Kaya, sa panahon ng paghinga, mula sa isang molekula ng glucose, anim na molekula ng oxygen, tatlumpu't walong molekula ng ADP at ang parehong halaga ng phosphoric acid, ang cell ay tumatanggap ng 38 mga molekula ng ATP, sa anyo ng kung saan ang enerhiya ay nakaimbak.

Iba't ibang mitochondrial enzymes

Ang cell ay tumatanggap ng enerhiya para sa mahahalagang aktibidad dahil sa paghinga - oksihenasyon ng glucose, at pagkatapos ay pyruvic acid. Ang lahat ng mga reaksiyong kemikal na ito ay hindi maaaring maganap nang walang mga enzyme - mga biological catalyst. Tingnan natin ang mga ito na matatagpuan sa mitochondria - mga organel na responsable para sa paghinga ng cellular. Ang lahat ng mga ito ay tinatawag na oxidoreductases, dahil kailangan nila upang matiyak ang paglitaw ng mga reaksyon ng redox.

Ang lahat ng oxidoreductases ay maaaring nahahati sa dalawang grupo:

• oxidase;
• dehydrogenase;

Ang mga dehydrogenases, naman, ay nahahati sa aerobic at anaerobic. Ang mga aerobic ay naglalaman ng coenzyme riboflavin, na natatanggap ng katawan mula sa bitamina B2. Ang aerobic dehydrogenases ay naglalaman ng mga molekula ng NAD at NADP bilang mga coenzymes.

Ang mga oxidase ay mas magkakaibang. Una sa lahat, nahahati sila sa dalawang grupo:

• yaong naglalaman ng tanso;
• yaong naglalaman ng bakal.

Ang una ay kinabibilangan ng polyphenol oxidases, ascorbate oxidase, ang huli - catalase, peroxidase, cytochromes. Ang huli, naman, ay nahahati sa apat na grupo:

• cytochromes a;
• cytochromes b;
• cytochromes c;
• cytochromes d.

Ang cytochromes a ay naglalaman ng iron-formylporphyrin, cytochromes b - iron protoporphyrin, c - substituted iron mesoporphyrin, d - iron dihydroporphyrin.

Mayroon bang iba pang mga paraan upang makakuha ng enerhiya?

Sa kabila ng katotohanan na ang karamihan sa mga cell ay tumatanggap nito bilang resulta ng cellular respiration, mayroon ding mga anaerobic bacteria na hindi nangangailangan ng oxygen upang umiral. Bumubuo sila ng kinakailangang enerhiya sa pamamagitan ng pagbuburo. Ito ay isang proseso kung saan, sa tulong ng mga enzyme, ang mga karbohidrat ay nasira nang walang paglahok ng oxygen, bilang isang resulta kung saan ang cell ay tumatanggap ng enerhiya. Mayroong ilang mga uri ng pagbuburo, depende sa huling produkto ng mga reaksiyong kemikal. Maaari itong maging lactic acid, alcoholic, butyric acid, acetone-butane, citric acid.

Halimbawa, isaalang-alang Ito ay maaaring ipahayag sa sumusunod na equation:

S 6 N 12 O 6 → C 2 H 5 OH + 2CO 2

Ibig sabihin, hinahati ng bacterium ang isang molekula ng glucose sa isang molekula ng ethyl alcohol at dalawang molekula ng carbon (IV) oxide.

Ang katawan ay patuloy na nauugnay sa pagpapalitan ng enerhiya. Ang mga reaksyon ng metabolismo ng enerhiya ay nangyayari palagi, kahit na tayo ay natutulog. Pagkatapos ng kumplikadong mga pagbabago sa kemikal, ang mga sangkap ng pagkain ay na-convert mula sa mataas na molekular na timbang sa mga simple, na sinamahan ng pagpapalabas ng enerhiya. Ito ang lahat ng pagpapalitan ng enerhiya.

Ang pangangailangan ng enerhiya ng katawan habang tumatakbo ay napakataas. Halimbawa, para sa 2.5-3 na oras ng pagtakbo, humigit-kumulang 2600 calories ang natupok (ito ay isang distansya ng marathon), na makabuluhang lumampas sa pagkonsumo ng enerhiya ng isang taong namumuno sa isang laging nakaupo na pamumuhay bawat araw. Sa panahon ng karera, ang katawan ay kumukuha ng enerhiya mula sa mga reserba ng kalamnan glycogen at taba.

Ang muscle glycogen, isang kumplikadong kadena ng mga molekula ng glucose, ay naiipon sa mga aktibong grupo ng kalamnan. Ang aerobic glycolysis at dalawa pang kemikal na proseso ay nagko-convert ng glycogen sa adenosine triphosphate (ATP).

Ang molekula ng ATP ay ang pangunahing pinagkukunan ng enerhiya sa ating katawan. Ang pagpapanatili ng balanse ng enerhiya at metabolismo ng enerhiya ay nangyayari sa antas ng cell. Ang bilis at tibay ng mananakbo ay nakasalalay sa paghinga ng hawla. Samakatuwid, upang makamit ang pinakamataas na resulta, kinakailangang magbigay ng oxygen sa cell para sa buong distansya. Ito ay para sa pagsasanay.

Enerhiya sa katawan ng tao. Mga yugto ng metabolismo ng enerhiya.

Lagi tayong tumatanggap at gumugugol ng enerhiya. Sa anyo ng pagkain, nakukuha natin ang mga pangunahing sustansya, o yari na organikong bagay, ito protina, taba at carbohydrates. Ang unang yugto ay ang panunaw, walang inilalabas na enerhiya na maiimbak ng ating katawan.

Ang proseso ng pagtunaw ay hindi naglalayong makakuha ng enerhiya, ngunit sa pagbagsak ng malalaking molekula sa maliliit. Sa isip, ang lahat ay dapat hatiin sa mga monomer. Ang mga karbohidrat ay hinati-hati sa glucose, fructose at galactose. Mga taba - sa gliserol at mataba acids, protina sa amino acids.

Mga selula ng paghinga

Bukod sa panunaw, may pangalawang bahagi o yugto. Ito ay paghinga. Huminga tayo at nagbobomba ng hangin sa ating mga baga, ngunit hindi ito ang pangunahing bahagi ng paghinga. Ang paghinga ay kapag ang ating mga selula ay gumagamit ng oxygen upang magsunog ng mga sustansya hanggang sa tubig at carbon dioxide para sa enerhiya. Ito ang huling yugto ng pagkuha ng enerhiya na nagaganap sa bawat isa sa ating mga selula.

Ang pangunahing pinagmumulan ng nutrisyon ng tao ay ang mga karbohidrat na naipon sa mga kalamnan sa anyo ng glycogen; ang glycogen ay karaniwang sapat para sa 40-45 minuto ng pagtakbo. Pagkatapos ng panahong ito, ang katawan ay dapat lumipat sa ibang pinagkukunan ng enerhiya. Ito ay mga taba. Ang taba ay isang alternatibong enerhiya sa glycogen.

alternatibong enerhiya- nangangahulugan ito ng pangangailangang pumili ng isa sa dalawang pinagmumulan ng enerhiya o taba o glycogen. Ang ating katawan ay makakatanggap lamang ng enerhiya mula sa alinmang pinagmumulan.

Ang long-distance na pagtakbo ay naiiba sa short-distance na pagtakbo dahil ang katawan ng stayer ay hindi maiiwasang lumipat sa paggamit ng taba ng kalamnan bilang karagdagang pinagkukunan ng enerhiya.

Ang mga fatty acid ay hindi ang pinakamahusay na kapalit para sa carbohydrates, dahil ang kanilang paglabas at paggamit ay nangangailangan ng mas maraming enerhiya at oras. Ngunit kung ang glycogen ay tapos na, kung gayon ang katawan ay walang pagpipilian kundi ang gumamit ng mga taba, sa gayon ay nakakakuha ng kinakailangang enerhiya. Lumalabas na ang mga taba ay palaging isang reserbang opsyon para sa katawan.

Tandaan na ang mga taba na ginagamit kapag tumatakbo ay mga taba na matatagpuan sa mga hibla ng kalamnan, hindi mataba na mga layer na sumasakop sa katawan.

Kapag sinusunog o nahati ang anumang organikong bagay, ang mga basura sa produksyon ay nakuha, ito ay carbon dioxide at tubig. Ang aming mga organic ay mga protina, taba at carbohydrates. Ang carbon dioxide ay inilalabas kasama ng hangin, at ang tubig ay ginagamit ng katawan o ilalabas sa pawis o ihi.

Ang pagtunaw ng mga sustansya, ang ating katawan ay nawawalan ng kaunting enerhiya nito sa anyo ng init. Kaya't ang makina sa kotse ay uminit at nawawalan ng enerhiya sa kawalan, at ang mga kalamnan ng runner ay gumugugol ng malaking halaga ng enerhiya. pagpapalit ng enerhiya ng kemikal sa enerhiyang mekanikal. Bukod dito, ang kahusayan ay halos 50%, iyon ay, kalahati ng enerhiya ay napupunta sa hangin sa anyo ng init.

Ang mga pangunahing yugto ng metabolismo ng enerhiya ay maaaring makilala:

Kumakain tayo upang makakuha ng mga sustansya, sinisira natin ang mga ito, pagkatapos ay sa tulong ng oxygen, nagaganap ang proseso ng oksihenasyon, bilang isang resulta nakakakuha tayo ng enerhiya. Ang bahagi ng enerhiya ay laging umaalis sa anyo ng init, at iniimbak namin ang bahagi nito. Ang enerhiya ay nakaimbak sa anyo ng isang kemikal na tambalang tinatawag na ATP.

Ano ang ATP?

Ang ATP ay adenosine triphosphate, na may malaking kahalagahan sa metabolismo ng enerhiya at mga sangkap sa mga organismo. Ang ATP ay isang unibersal na pinagmumulan ng enerhiya para sa lahat ng biochemical na proseso sa mga sistema ng buhay.

Sa katawan, ang ATP ay isa sa mga pinaka-madalas na na-renew na mga sangkap, tulad ng sa mga tao, ang habang-buhay ng isang molekula ng ATP ay mas mababa sa isang minuto. Sa araw, ang isang molekula ng ATP ay dumadaan sa average na 2000-3000 na mga siklo ng resynthesis. Ang katawan ng tao ay nag-synthesize ng halos 40 kg ng ATP bawat araw, ngunit naglalaman ito ng halos 250 g sa anumang naibigay na sandali, iyon ay, halos walang supply ng ATP sa katawan, at para sa normal na buhay kinakailangan na patuloy na mag-synthesize ng mga bagong molekula ng ATP .

Konklusyon: Ang ating katawan ay maaaring mag-imbak ng enerhiya para sa sarili nito sa anyo ng isang kemikal na tambalan. Ito ay ATP.

Ang ATP ay binubuo ng nitrogenous base adenine, ribose at triphosphate - phosphoric acid residues.

Ito ay nangangailangan ng maraming enerhiya upang lumikha ng ATP, ngunit kapag ito ay nawasak, ang enerhiya na ito ay maaaring ibalik. Ang ating katawan, na nagsisisira ng mga sustansya, ay lumilikha ng isang molekula ng ATP, at pagkatapos, kapag nangangailangan ito ng enerhiya, sinisira nito ang molekula ng ATP o tinatanggal ang mga bono ng molekula. Sa pamamagitan ng pagtanggal ng isa sa mga residue ng phosphoric acid, makakakuha ka ng humigit-kumulang -40 kJ. ⁄ mol.

Palagi itong nangyayari dahil patuloy tayong nangangailangan ng enerhiya, lalo na habang tumatakbo. Ang mga mapagkukunan ng pagpasok ng enerhiya sa katawan ay maaaring magkakaiba (karne, prutas, gulay, atbp.) . Ang panloob na mapagkukunan ng enerhiya ay pareho - ito ay ATP. Ang buhay ng isang molekula ay wala pang isang minuto. samakatuwid, ang katawan ay patuloy na nasisira at nagpaparami ng ATP.

Paghahati ng enerhiya. Enerhiya ng cell

Dissimilation

Nakukuha natin ang pangunahing enerhiya mula sa glucose sa anyo ng molekulang ATP. Dahil kailangan natin ng enerhiya sa lahat ng oras, ang mga molekula na ito ay papasok sa katawan kung saan kinakailangan na magbigay ng enerhiya.

Ang ATP ay nagbibigay ng enerhiya, at sa parehong oras ay nahati sa ADP - adenosine diphosphate. Ang ADP ay ang parehong molekula ng ATP, tanging walang isang phosphoric acid residue. Ang ibig sabihin ng Di ay dalawa. Ang glucose, paghahati, nagbibigay ng enerhiya, na kinukuha ng ADP at ibinabalik ang balanse ng phosphorus nito, na nagiging ATP, na muling handang gumastos ng enerhiya. Nangyayari ito sa lahat ng oras.

Ang prosesong ito ay tinatawag na - dissimilation(pagkasira) Sa kasong ito, upang makakuha ng enerhiya, kinakailangan upang sirain ang molekula ng ATP.

Asimilasyon

Ngunit mayroon ding isa pang proseso. Maaari kang bumuo ng iyong sariling mga sangkap sa paggasta ng enerhiya. Ang prosesong ito ay tinatawag na - asimilasyon... Gumawa ng mas malalaking substance mula sa mas maliliit. Produksyon ng sarili nating mga protina, nucleic acid, taba at carbohydrates.

Halimbawa_ kumain ka ng isang piraso ng karne, Ang karne ay isang protina na dapat hatiin sa mga amino acid, mula sa mga amino acid na ito ang iyong sariling mga protina ay kokolektahin o synthesize, na magiging iyong mga kalamnan. Ito ay kukuha ng kaunting enerhiya.

Pagkuha ng enerhiya. Ano ang glycolysis?

Ang isa sa mga proseso ng pagkuha ng enerhiya para sa lahat ng nabubuhay na organismo ay ang glycolysis. Ang glycolysis ay matatagpuan sa cytoplasm ng alinman sa ating mga cell. Ang pangalang "glycolysis" ay nagmula sa Griyego. - matamis at Griyego. - paglusaw.

Ang Glycolysis ay isang enzymatic na proseso ng sunud-sunod na pagkasira ng glucose sa mga cell, na sinamahan ng synthesis ng ATP. Ito ay 13 enzymatic reactions. Glycolysis sa aerobic Ang mga kondisyon ay humahantong sa pagbuo ng pyruvic acid (pyruvate).

Glycolysis sa anaerobic Ang mga kondisyon ay humahantong sa pagbuo ng lactic acid (lactate). Ang Glycolysis ay ang pangunahing pathway para sa glucose catabolism sa mga hayop.

Ang Glycolysis ay isa sa mga pinakalumang metabolic process na kilala sa halos lahat ng buhay na organismo. Marahil, ang glycolysis ay lumitaw higit sa 3.5 bilyong taon na ang nakalilipas sa pangunahin mga prokaryote... (Ang mga prokaryote ay mga organismo kung saan ang mga selula ay walang pormal na nucleus. Ang mga tungkulin nito ay ginagampanan ng isang nucleotide (iyon ay, "tulad ng isang nucleus"); hindi tulad ng isang nucleus, ang isang nucleotide ay walang sariling shell).

Anaerobic glycolysis

Ang anaerobic glycolysis ay isang paraan upang makakuha ng enerhiya mula sa isang molekula ng glucose nang hindi gumagamit ng oxygen. Ang proseso ng glycolysis (breakdown) ay ang proseso ng glucose oxidation, kung saan ang dalawang molekula ay nabuo mula sa isang molekula ng glucose pyruvic acid.

Ang molekula ng glucose ay nahahati sa dalawang bahagi na maaaring tawaging- pyruvate, ito ay kapareho ng pyruvic acid. Ang bawat kalahati ng pyruvate ay maaaring ibalik ang isang molekula ng ATP. Lumalabas na ang isang molekula ng glucose, kapag nasira, ay maaaring ibalik ang dalawang molekula ng ATP.

Sa mahabang pagtakbo o kapag tumatakbo sa anaerobic mode, pagkaraan ng ilang sandali ay nagiging mahirap na huminga, ang mga kalamnan ng mga binti ay napapagod, ang mga binti ay nagiging mabigat, sila, tulad mo, ay huminto sa pagtanggap ng sapat na oxygen.

Dahil ang proseso ng pagkuha ng enerhiya sa mga kalamnan ay nagtatapos sa glycolysis. Samakatuwid, ang mga kalamnan ay nagsisimulang sumakit at tumanggi na magtrabaho dahil sa kakulangan ng enerhiya. Nabuo lactic acid o lactate. Lumalabas na ang mas mabilis na pagtakbo ng atleta, mas mabilis siyang gumagawa ng lactate. Ang mga antas ng lactate ng dugo ay malapit na nauugnay sa intensity ng ehersisyo.

Aerobic glycolysis

Sa sarili nito, ang glycolysis ay isang ganap na anaerobic na proseso, iyon ay, hindi ito nangangailangan ng pagkakaroon ng oxygen para magpatuloy ang mga reaksyon. Ngunit dapat mong aminin na ang pagkuha ng dalawang molekula ng ATP sa panahon ng glycolysis ay napakaliit.

Samakatuwid, ang katawan ay may alternatibong opsyon para sa pagkuha ng enerhiya mula sa glucose. Ngunit mayroon na sa pakikilahok ng oxygen. Ito ay paghinga ng oxygen. na taglay ng bawat isa sa atin, o aerobic glycolysis... Nagagawa ng aerobic glycolysis na mabilis na maibalik ang mga tindahan ng ATP ng kalamnan.

Sa panahon ng mga dinamikong aktibidad tulad ng pagtakbo, paglangoy, atbp., nangyayari ang aerobic glycolysis. iyon ay, kung tumakbo ka at hindi mabulunan, ngunit mahinahon na makipag-usap sa isang tumatakbong kasama sa tabi mo, pagkatapos ay maaari naming sabihin na tumatakbo ka sa isang aerobic mode.

Ang paghinga o aerobic glycolysis ay nangyayari sa mitochondria sa ilalim ng impluwensya ng mga espesyal na enzyme at nangangailangan ng pagkonsumo ng oxygen, at, nang naaayon, oras para sa paghahatid nito.

Ang oksihenasyon ay nangyayari sa maraming yugto, una ay may glycolysis, ngunit ang dalawang pyruvate molecule na nabuo sa intermediate stage ng reaksyong ito ay hindi na-convert sa lactic acid molecules, ngunit tumagos sa mitochondria, kung saan sila ay na-oxidized sa Krebs cycle sa carbon dioxide CO2 at tubig H2O at magbigay ng enerhiya para sa produksyon ng isa pang 36 ATP molecule.

Mitokondria ito ay mga espesyal na organelles na nasa cell, samakatuwid mayroong isaIlang konsepto, tulad ng cellular respiration. Ang ganitong paghinga ay nangyayari sa lahat ng organismo na nangangailangan ng oxygen, kabilang ang ikaw at ako.

Ang Glycolysis ay isang catabolic pathway na may natatanging kahalagahan. Nagbibigay ito ng enerhiya para sa mga cellular reaction, kabilang ang synthesis ng protina. Glycolysis intermediates ay ginagamit sa synthesis ng taba. Ang pyruvate ay maaari ding gamitin upang synthesize ang alanine, aspartate, at iba pang mga compound. Salamat sa glycolysis, ang pagganap ng mitochondrial at pagkakaroon ng oxygen ay hindi nililimitahan ang lakas ng kalamnan sa panahon ng panandaliang matinding pagkarga. Ang aerobic oxidation ay 20 beses na mas mahusay kaysa sa anaerobic glycolysis.

Ano ang mitochondria?

Ang mitochondria (mula sa Griyegong μίτος - sinulid at χόνδρος - butil, butil) ay isang dalawang-lamad na spherical o ellipsoidal organoid na may diameter na karaniwang mga 1 micrometer. Estasyon ng enerhiya ng cell; ang pangunahing pag-andar ay ang oksihenasyon ng mga organikong compound at ang paggamit ng enerhiya na inilabas sa panahon ng kanilang pagkabulok upang makabuo ng potensyal na kuryente, ATP synthesis at thermogenesis.

Ang bilang ng mitochondria sa isang cell ay hindi pare-pareho. Ang mga ito ay lalo na sagana sa mga selula kung saan mataas ang pangangailangan para sa oxygen. Depende sa kung aling mga bahagi ng cell sa anumang naibigay na sandali mayroong isang pagtaas ng pagkonsumo ng enerhiya, ang mitochondria sa cell ay maaaring lumipat sa cytoplasm sa mga zone ng pinakamalaking pagkonsumo ng enerhiya.

Mga function ng mitochondrial

Ang isa sa mga pangunahing tungkulin ng mitochondria ay ang synthesis ng ATP, isang unibersal na anyo ng kemikal na enerhiya sa anumang buhay na selula. Tingnan, ang pasukan ay dalawang molekula ng pyruvate, at ang labasan ay isang malaking halaga ng "maraming bagay." Ang "maraming bagay" na ito ay tinatawag na "Krebs Cycle". Sa pamamagitan ng paraan, para sa pagbubukas ng siklo na ito, natanggap ni Hans Krebs ang Nobel Prize.

Masasabi nating ito ang tricarboxylic acid cycle. Sa siklo na ito, maraming mga sangkap ang sunud-sunod na na-convert sa isa't isa. Sa pangkalahatan, tulad ng naiintindihan mo, ang bagay na ito ay napakahalaga at naiintindihan para sa mga biochemist. Sa madaling salita, ito ay isang mahalagang hakbang sa paghinga ng lahat ng mga cell na gumagamit ng oxygen.

Bilang isang resulta, nakukuha namin ang output - carbon dioxide, tubig at 36 ATP molecule. Ipaalala ko sa iyo na ang glycolysis (nang walang partisipasyon ng oxygen) ay gumawa lamang ng dalawang ATP molecule sa bawat isang glucose molecule. Samakatuwid, kapag ang ating mga kalamnan ay nagsimulang gumana nang walang oxygen, sila ay lubhang nawalan ng kahusayan. Iyon ang dahilan kung bakit ang lahat ng ehersisyo ay naglalayong tiyakin na ang mga kalamnan ay maaaring gumana sa oxygen hangga't maaari.

Istraktura ng mitochondrion

Ang mitochondrion ay may dalawang lamad: panlabas at panloob. Ang pangunahing pag-andar ng panlabas na lamad ay upang paghiwalayin ang organoid mula sa cytoplasm ng cell. Binubuo ito ng isang bilipid layer at mga protina na tumatagos dito, kung saan isinasagawa ang transportasyon ng mga molekula at ion na kinakailangan para gumana ang mitochondria.

Habang ang panlabas na lamad ay makinis, ang panloob na lamad ay bumubuo ng maraming fold -crista, na makabuluhang nagpapataas ng lugar nito. Ang panloob na lamad ay kadalasang binubuo ng mga protina, bukod sa kung saan ay ang mga enzyme ng respiratory chain, transport protein at malalaking ATP - synthetase complex. Sa lugar na ito nangyayari ang synthesis ng ATP. Sa pagitan ng panlabas at panloob na mga lamad mayroong isang intermembrane space kasama ang mga likas na enzyme nito.
Ang panloob na espasyo ng mitochondria ay tinatawag matris... Narito ang mga sistema ng enzyme para sa oksihenasyon ng mga fatty acid at pyruvate, mga enzyme ng Krebs cycle, pati na rin ang namamana na materyal ng mitochondria - DNA, RNA at protina synthesizing apparatus.

Ang mitochondrion ay ang tanging pinagmumulan ng enerhiya para sa mga selula. Matatagpuan sa cytoplasm ng bawat cell, ang mitochondria ay maihahambing sa "mga baterya" na gumagawa, nag-iimbak at namamahagi ng enerhiya na kinakailangan para sa cell.
Ang mga selula ng tao ay naglalaman ng average na 1,500 mitochondria. Ang mga ito ay lalo na sagana sa mga selula na may masinsinang metabolismo (halimbawa, sa mga kalamnan o atay).
Ang mitochondria ay mobile at gumagalaw sa cytoplasm depende sa mga pangangailangan ng cell. Dahil sa pagkakaroon ng kanilang sariling DNA, sila ay dumami at naninira sa sarili anuman ang cell division.
Ang mga cell ay hindi maaaring gumana nang walang mitochondria; ang buhay ay imposible kung wala sila.