Что такое динамическое равновесие?
ДИНАМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ (в живой природе) — состояние относительного равновесия экологических систем, находящихся под действием внешних и внутренних сил (в том числе техногенного или антропогенного происхождения). При Д. р. их основные характеристики остаются в пределах допустимых границ. Таким образом, сохраняется возможность их дальнейшего нормального существования и развития. [ . ]
Это динамическое равновесие есть геологически вечная форма, организованность нашей планеты (§ 174).[ . ]
Основой динамического равновесия и устойчивости биосферы является круговорот веществ и превращение энергии. Он слагается из множества процессов превращения и перемещения вещества. Отдельные циклические процессы представляют последовательный ряд изменений вещества, чередующихся с временным состоянием равновесия. Как только вещество вышло из данной системы, в которой оно находилось в равновесии, происходит его последовательное изменение до тех пор, пока оно не возвращается к частично первоначальному состоянию. Хорошо известны глобальные процессы круговорота воды на Земле, круговорот кислорода, углерода, азота, минеральных веществ. До появления жизни на Земле действовали одни абиотические факторы. С момента появления жизни на Земле к абиотическим факторам прибавились биотические, а с появлением человека — антропогенные факторы, связанные с вмешательством человека в природные процессы, протекающие в биосфере. [ . ]
На упрощенной модели динамического равновесия [18], отражающей некоторые важные лимнологические превращения фосфора (см. рис. 116), видно, что такие показатели, как динамика превращений, особенно скорость восстановления питательных веществ из фитопланктона, детрита и донных отложений, или как запас растворимого фосфора в водорослях, являются часто более важными в определении продуктивности, чем концентрация растворенного фосфора или запас фосфора. Следует учитывать, конечно, что представленная на рис. 116 модель дает лишь приблизительную характеристику реальной системы; ее основное назначение — дать представление о некоторых свойствах и доминирующих силах, действующих в реальных системах. [ . ]
состояние системы или структуры, в которой, несмотря на ее изменения, общее соотношение или конфигурация сил и энергии остается постоянным.
РАВНОВЕСИЕ МЕЖДУ ЖИДКОСТЬЮ И ПАРОМ
Самое интересное состояние газа — это насыщенный пар. Он находится в равновесии с жидкостью.
Насыщенный пар
Количество жидкости в открытом сосуде вследствие испарения непрерывно уменьшается. Но если сосуд плотно закрыт, то этого не происходит, что можно объяснить следующим образом.
В первый момент, после того как мы нальем жидкость в сосуд, закроем его и нагреем, жидкость будет испаряться и плотность пара над жидкостью будет увеличиваться. Однако одновременно с этим будет расти и число молекул, возвращающихся в результате хаотического теплового движения обратно в жидкость. Чем больше плотность пара, тем большее число его молекул возвращается в жидкость. В открытом сосуде картина иная: покинувшие жидкость молекулы могут не возвращаться в жидкость.
В закрытом сосуде в конце концов устанавливается равновесное состояние: число молекул, покидающих поверхность жидкости, становится равным числу молекул пара, возвращающихся за то же время в жидкость. Такое равновесие называется динамическим или подвижным. При динамическом равновесии между жидкостью и ее паром одновременно происходит и испарение жидкости, и конденсация пара, и оба процесса в среднем компенсируют друг друга.
Пар, находящийся в динамическом равновесии со своей жидкостью, называется насыщенным паром.
Это название подчеркивает, что в данном объеме при данной температуре не может находиться большее количество пара. Если воздух из сосуда с жидкостью откачан, то над поверхностью жидкости будет находиться только ее насыщенный пар.
Насыщенный пар имеет при данной температуре наибольшее количество молекул в единице объема (а значит, и наибольшую плотность) и оказывает наибольшее давление.
Ненасыщенный пар:
Пар, не находящийся в состоянии равновесия со своей жидкостью, называется ненасыщенным.
У разных жидкостей динамическое равновесие с паром наступает при различной плотности пара. Причина этого заключается в различии сил межмолекулярного взаимодействия. В жидкостях, у которых силы межмолекулярного притяжения велики, например у ртути, только наиболее «быстрые» молекулы, число которых незначительно, могут вылетать из жидкости. Поэтому для таких жидкостей уже при небольшой плотности пара наступает состояние равновесия. У летучих жидкостей с малой силой притяжения молекул, например у эфира, при той же температуре может вылететь за пределы жидкости множество молекул. Поэтому и равновесное состояние наступает только при значительной плотности пара.
Насыщенный пар имеет максимальные плотность и давление при заданной температуре.
Источник
Динамическое равновесие организмов и окружающей среды
Природные экосистемы существуют сотни и тысячи лет, обладая своеобразной стабильностью во времени и пространстве. Численность популяций некоторых организмов может периодически возрастать или снижаться, однако эта система в целом не выходит из равновесия. Подвижно-стабильное равновесие экосистем, вернее их способность противостоять изменениям среды и сохранить состояние равновесия называют гомеостазом (греч. homoios — подобный, statos — неподвижный). Поддержание экологического гомеостаза осложняется тем, что он должен носить динамический характер, так как потребности организмов и окружающая среда непрерывно развиваются, следовательно, изменяются и взаимоотношения организмов со средой. В связи с этим у живых организмов в результате естественного отбора возникает комплекс разнообразных адаптаций. Адаптация — это выработанные в процессе эволюции и закрепленные наследственно особенности живых организмов, обеспечивающие нормальную жизнедеятельность при динамических абиотических и биотических факторах. Адаптации могут быть морфологическими (жесткость или полное отсутствие листьев у растений пустыни); физиологическими (особенность набора ферментов и микрофлоры в пищеварительном тракте животных) и экологическими (различные приспособительные особенности поведения, создание убежищ, суточные и сезонные кочевья птиц и т.д.). Таким образом, экосистемы (в ранге биоценозов) приспосабливаются в результате отбора видов к условиям существованиям, и сами изменяют эти условия, обеспечивая их стабильность.
Однако экосистемы со временем подвергаются медленным постоянным изменениям последовательного характера под влиянием природных и антропогенных факторов. Такую смену биоценозов или в целом экосистем называют сукцессией (лат. successio — последовательность).
В любом ландшафте можно наблюдать сложную мозаику зрелых и развивающихся сообществ разных стадий экологической сукцессии в зависимости от рельефа, почв, степени увлажнения и т.д. Человек может воздействовать (или уже воздействует) на любых этапах сукцессии, что сказывается на их дальнейшем развитии.
Характер сукцессии, скорость ее изменения определяет физическая среда под действием сообщества. Кульминацией развития является стабилизационная система, носящая название климакса. Это конечное, устойчивое состояние растительного сообщества, находящегося в равновесии с окружающей средой.
Замещение видов в сукцессиях вызвано стремлением популяций модифицировать окружающую среду и создать более благоприятные условия для других популяций. Замещение происходит до тех пор, пока не установится равновесие между организмами и абиотическими элементами среды под влиянием внутренних сил (наследственная насыщенность популяций разнообразными мутациями, сам мутационный процесс, естественный отбор, адаптация, консорции (т.е. соглашения), эволюция сообществ и др.) и внешних сил (геологические и климатические изменения). Таким образом, во взаимодействии со средой все организмы должны поддерживать динамическое равновесие.
Процесс производства в аграрной и индустриальной сферах во многом зависит от рационального использования земли. В сельском хозяйстве процесс труда заключается в воздействии человека на землю для производства продовольственной и технической продукции, в добывающей и обрабатывающей промышленности – в добыче и обработке минерального сырья, в лесном хозяйстве – в выращивании и заготовке древесины, ягод, грибов, пушнины и т.д.
Кроме того, земля может служить и материальным условием производства — пространственным базисом (при размещении городов производственных и хозяйственных центров, населенных пунктов, дорог и т.д.), предметом труда (при добыче полезных ископаемых, компонентов природной среды, а также элементов недвижимости).
Совершенствование структуры землепользования должно базироваться на концепции эколого-хозяйственного баланса территории. При организации территории при любых формах землевладения и землепользования должен быть соблюден баланс между антропогенной нагрузкой на земли и способностью территории к естественному очищению. При организации рационального землепользования в сельскохозяйственном производстве необходимо учитывать экологическое воздействие на земельные ресурсы.
По сравнению с другими средствами производства, используемыми человеком, земля имеет ряд отличий. Как известно, земля неперемещаема, невоспроизводима, незаменима, пространственно ограничена, не изнашивается, а при правильном использовании повышает свое плодородие.
Использование земли нерасторжимо с комплексным использованием природных факторов (света, воды, воздуха, тепла), необходимых для нормального развития растений, через экономические, технологические и другие антропогенные факторы, входящие в систему земледелия. Кроме того, земля качественно и количественно неоднородна, рассредоточена, свойства ее изменяются.
Поэтому земледелие имеет следующие особенности:
¾ последовательность выполнения во времени определенных агротехнических приемов при выращивании зерновых, технических и других культур, а также обязательность чередования трудовых процессов с перерывами, вызванными биологией культур, несоответствием периода производства и рабочего периода;
¾ сезонность работ и необходимость их проведения в строго определенные сжатые сроки, зависящиеотбиологии, агротехники той или иной культуры;
¾ различия продолжительности вегетационного периода и в сроках проведения операций для различных сельскохозяйственных культур и их сортов;
¾ зависимость эффективности земледелия и работы машин от рельефа местности, размера и конфигурации полей, длины гона и т. д.;
¾ большое количество и одновременность выполнения операций при возделывании и уборке сельскохозяйственных культур;
¾ выполнение в ряде случаев одними машинами и агрегатами (тракторы, комбайны, посевные и уборочные агрегаты) различных технологических процессов по производству продуктов (зерна, кукурузы, картофеля, сахарной свеклы и т. д.).
Эффективность и организация сельскохозяйственного производства зависят от климатических и микроклиматических условий.
Использование земель, не увязанное со строением природных систем, детальным учетом особенностей природных ландшафтов, приводит к нарушению равновесия между элементами экологической системы (появление эрозии, изменение водного режима территории, микроклимата и т. д.). Кроме того, необходимо учитыватьиприродные законы земледелия. К основным из них относятся закон незаменимости и равнозначности факторов жизни, закон минимума, максимума и оптимума, закон совокупного действия факторов жизни растений, закон соответствия растительного сообщества своему местообитанию и др. Все это нужно знать для оценки и использования земель на эколого-ресурсной основе.
Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:
Источник