1. 食物热量怎么计算公式
2. 怎么算能量
能量的计算是根据功的计算得来的,一个物体做了多少功,就代表能量转换了多少。而若要问一个物体包含了多少能量,那可以根据爱因斯坦的质能公式计算:E=mc^2.
3. 物质的能量怎么计算
生成物能量减去反应物能量,如果是负值就是放热反应,正值就是吸热反应。
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4. 什么叫能量它是怎样计算的
能量是畜禽维持生命、生长、繁殖和进行各种生产活动的动力源泉。目前能量的计量单位为焦耳(J),实际中又常用千焦耳(KJ)、兆焦耳(MJ)来表示。
1千焦耳(KJ)=1000焦耳(J)
1兆焦耳(MJ)=1000千焦耳(KJ)
过去,曾把卡(Cal)作为能量的计量单位,1卡相当于1克水,自14.5℃升温到15.5℃所需要的热量;千卡(KCal)又叫大卡,为卡的1000倍;兆卡(MCal)为千卡的1000倍。卡作为饲料能量的单位,至今仍有沿用,与焦耳的换算关系为:
1焦耳(J)=0.239卡(Cal)
1卡(Cal)=4.181焦耳(J)
畜禽必须由饲料中获得能量来维持生命和生产产品。饲料中的有机物(碳水化合物、脂肪和蛋白质)都能在畜禽体内氧化产生热能,供生命活动、运动、生长和生产需要。在这三种有机物中,“碳”和“氢”的含量愈多,则氧化时所产生的能量也愈多。碳水化合物、脂肪和蛋白质所含的碳、氢、氧是不相同的,所以它们三者产生的能量也不相同(表7)。
表7 三中有机物中碳、氢、氧的含量(%)
从上表可知,脂肪含碳、氢总量高达89%,所以脂肪在畜体内的产热量最高;碳水化合物和蛋白质所含的碳、氢总量近似,都少于脂肪,所以两者在畜体内的产热量要比脂肪低。三种有机物纯营养物质在测热器中测得的热量平均值如下:1克碳水化合物为17.36千焦;1克蛋白质为23.85千焦;1克脂肪为38.91千焦。
不同饲料干物质能被畜禽消化利用的效率不同,故它们对畜禽机体的有效能量也不一样。例如,1千克玉米干物质含热量为19.08兆焦,而1千克玉米芯的干物质含热量为18.51兆焦,二者非常接近,但它们喂猪的营养价值却很不相同。故在测热器中测得的总能量,并不能真正代表饲料中干物质在畜禽机体内的有效能量。因此,在评定饲料营养价值时,都不采用“总能”这个指标,而是根据饲料中能量在机体内的利用和转化,分别用消化能、代谢能、净能来表达。
消化能
饲料中可被消化营养物质所含的能量,称为消化能猪吃进饲料中的有机物,有一部分可被消化吸收,另一部分不能被消化吸收的则由粪中排出。粪中仍含有能量,粪能即代表饲料干物质中未经消化的部分。因此,消化能等于饲料总能减去粪中能量。
消化能=总能-粪能
由于粪中除有未消化饲料所含的能量外,还有其他一些未消化的体内分解物,如消化液、脱落的消化道上皮细胞,以及消化道微生物及其产物所含的能量。因此,公式中的消化能并不是真正的消化能,而是表观消化能,但由于表观消化能测定方法简便易行,在我国猪的饲养标准和饲料营养价值表中所列的消化能,一般都是指表观消化能。代谢能猪吃进去的饲料经消化吸收后,参与体内的代谢过程,并被机体所利用的能量,称为代谢能。可消化碳水化合物和可消化脂肪中的能量,在代谢过程中能充分利用,代谢产物为二氧化碳和水,不再含有能量;在饲料的消化过程中,还会在消化道内产生一些气体,这些气体携带的能量很少,约为消化能的0.5%~1%,可以忽略不计;而可消化粗蛋白质在代谢过程中,其中的含氮部分不能在体内氧化,由尿排出,所以尿能即代表饲料中不能被猪体利用的一部分能量。代谢能的计算公式为:
代谢能=消化能-尿能净能
饲料的净能值是饲料能真正供家畜利用的能量,可用于维持生命和生产畜产品。猪采食饲料后,不仅有粪能、尿能和气体能的排出,而且在体内还有以体热的形式损失的热量。例如,一头饥饿的动物在采食后几小时内,体内的热量高于基础代谢(饥饿时)的产热量。这种由于进食而增加的产热量称为体增热。体增热除在寒冷季节可以用于维持体温外,是饲料的一种浪费。净能的计算公式为:
净能=代谢能-体增热饲料的净能实质上是动物的产品能,从理论上讲似乎最精确,但由于它受多种因素的制约,且很不稳定,测定起来很困难,故多数饲料的净能值,都是根据消化物质推算而来。消化能值是经动物消化吸收后的物质所含的能量,数值相对稳定,比较合理。试验证明,消化能与代谢能值的比率关系稳定在100:96,消化能的测定比代谢能省事。目前我国和许多国家制定的猪饲养标准和饲料营养价值表多采用消化能;家禽由于粪尿很难分开,故都采用代谢能。
5. 物体的动能计算公式
解:
物理学上的动能这样计算:(经典力学中的物体动能(运动速度相对光速比较小))E=0.5MV²(E指动能,单位:焦耳;M指物体质量,单位:千克;V指物体运动速度;单位:米/秒)
计算物体动能时,要知道物体质量(单位千克),物体运动速度(单位米/秒)
动能(英文名称:kinetic energy),是指物体作机械运动所具有的能量。物体由于运动而具有的能叫动能引 (kinetic energy) 它通常被定义成使某物体从静止状态至运动状态所做的功。
因此,质量相同的物体,运动速度越大,它的动能越大;运动速度相同的物体,质量越大,具有的动能就越大。
经典物理中:
动能公式是:Ek=(1/2)mv^2 m为物体质量,v为速度
爱因斯坦在相对论中对上式进行补充
完整的公式是:
Ek=m0C^2/√(1-V^2/C^2)-m0C^2
m0是静止质量
W=Ek2-Ek1=△Ek
动能的特点
①动能是标量;
②动能具有瞬时性,在某一时刻,物体具有一定的速度,也具有一定的动能,动能是状态量;
③动能具有相对性,对不同的参考系,物体速度有不同的瞬时值,也就具有不同的动能,一般以地面为参考系研究物体的运动。
在国际单位制中是焦耳。符号(J).
说明
动能是标量,无方向,只有大小。且不能小于零。与功一致,可直接相加减。
动能是相对量,式中的v与参照系的选取有关,不同的参照系中,v不同,物体的动能也不同。
质点以运动方式所储存的能量。但在速度接近光速时有重大误差。狭义相对论则将动能视为质点运动时增加的质量能,修正后的动能公式适用于任何低于光速的质点。(参见“静质量”、“静质量能”) 。
1.冲量
①冲量是力对时间的积累效应。力对物体的冲量,使物体的动量发生变化,而且冲量等于物体动量的变化量。
②在碰撞过程中,物体相互作用的时间极短,但力却很大,而且力在这短在的时间内变化十分剧烈,因此很难对力和物体的加速度做准确的测量;况且这类问题有时也并不需要了解每一时刻的力和速度,而只要了解力在作用时间内的积累作用和它产生的效果。这类问题,虽然原则上可以用牛顿运动定律来研究,但很不方便。为了能简便地处理这类问题,就需要应用冲量这一概念。
动能定理
力在一个过程中对物体所做的功等于在这个过程中动能的变化。
合外力(物体所受的外力的总和,根据方向以及受力大小通过正交法能计算出物体最终的合力方向及大小) 对物体所做的功等于物体动能的变化。
为W=ΔEk;动能定理也可以表述为:外力对物体做的总功等于物体动能的变化。实际应用时,后一种表述比较好操作。不必求合力,特别是在全过程的各个阶段受力有变化的情况下,只要把各个力在各个阶段所做的功都按照代数和加起来,就可以得到总功。动能定理建立起过程量(功)和状态量(动能)间的联系。
质点动能定理
表达式:
w1+w2+w3+w4…=△W=Ek2-Ek1 (k2) (k1)为下标
△W=(1/2)×m×Vt^2-(1/2)×m×Vo^2 (其中Vt为末速度,Vo为初速度。)
其中,Ek2表示物体的末动能,Ek1表示物体的初动能。△W是动能的变化,又称动能的增量,也表示合外力对物体做的总功。
动能定理的表达式是标量式,当合外力对物体做正功时,Ek2>Ek1物体的动能增加;反之则,Ek1>Ek2,物体的动能减少。
动能定理中的位移,初末动能都应相对于同一参照系。
1动能定理研究的对象是单一的物体,或者是可以看成单一物体的物体系。
2动能定理的计算式是等式,一般以地面为参考系。
3动能定理适用于物体的直线运动,也适用于曲线运动;适用于恒力做功,也适用于变力做功;力可以是分段作用,也可以是同时作用,只要可以求出各个力的正负代数和即可,这就是动能定理的优越性。
科里奥利是对动能和功给出确切的现代定义的第一个人。他把物体的动能定义为物体质量的二分之一乘以其速度的平方,而作用力对某物体所做的功等于此力乘以其克服阻力而运动的距离。
实验
探究动能大小与那些因素有关?
猜想:质量(m),速度(v)
实验方法:(1)控制变量法,(2)转换法
观察方法:通过观察木块被小车推动的距离的远近来比较小车动能的大小
实验过程:(1)控制小车质量,而通过改变小车在斜面上不同高度,从而改变小车运动到水平面上时的速度
(2)通过控制小车在斜坡上同一高度下滑从而使不同质量小车到水平面时速度相同
实验结论:物体质量相同时,物体运动速度越快,动能越大。
物运动速度相同时,质量越大,动能越大。
6. 能量的计算公式
能量的计算公式是Q=c×m×△t、Q吸=c×m×(t-t0)、Q放=c×m×(t0-t),能量简称“能”,是物质的基本单元在空间中的运动周期范围的测量。
现代物理学已明确了质量与能量之间的数量关系,即爱因斯坦的质能关系式:E=MC2。能量的单位与功的单位相同,在国际单位制中是焦耳(J)。
7. 能量分哪几种如何计算
饲料中能量的表达方式为总能、消化能、代谢能和净能四种。
总能
饲料中营养物质所含能量的总和,即饲料中的有机物,在氧弹测热器中全部燃烧后所产生的热量,称之为饲料总能。饲料总能除可通过测热器直接测量外,也可根据饲料化学成分间接地加以换算。试验结果证明,饲料中碳水化合物、蛋白质和脂肪在测热器中充分燃烧后所释放的总热量分别平均为17.36千焦、23.85千焦和38.91千焦。故根据饲料中的营养成分及热能均值,可换算出饲料的总能。例如,每千克玉米中含有粗蛋白质68.8克,粗脂肪37.4克,粗纤维和无氮浸出物746克;先用这些营养物质的含量乘以上述营养成分的热量均值,然后再把每项乘得的值相加,所得的总和为玉米总能值,即:68.8×23.85+37.4×38.91+746×17.36=1640.88+1455.23+12950.56=16046.67(千焦)≈16.05(兆焦)。而每千克玉米通过测热器测定总能含量为16.56(兆焦)。这样,用仪器测定的实测总能值与用营养成分计算的总能值基本相同,所出现的差距,主要是用营养成分计算方法,一些营养成分未计入,如维生素等有机物的能量。消化能饲料中可被猪消化的有机物质所含的能量,称为消化能。猪吃进饲料中的有机物质,有一部分被消化吸收利用,另一部分不能被消化吸收利用的则随粪便一起排出。被排出的粪中的有机物质仍含有能量,这种能量代表饲料中干物质中未经消化的能量。因此,消化能等于饲料总能减去粪中的能量,即:消化能=总能-粪能。
消化能的测定,是通过猪的消化代谢试验进行的,即把猪吃进的饲料和排出的粪便样品,放在测热器中燃烧来测定热量,再通过计算而得到能值。消化能值也可通过计算而得到,以玉米为例,通过试验测得玉米中蛋白质、脂肪、粗纤维和无氮浸出物的消化率分别为54.32%、96.46%、33.44%和91.00%,又知道每千克玉米中含有蛋白质68.8克、脂肪37.4克、粗纤维18.7克和无氮浸出物727.3克,用这些营养物质的值乘以测得的相应营养物质的消化率,得出的积数为可消化物质,即:
可消化蛋白质68.8×54.32%≈37.37(克);可消化脂肪37.4×96.46%≈36.08(克);可消化粗纤维18.7×33.44%≈6.25(克);可消化无氮浸出物727.3×91%≈661.84(克);然后,用各种营养物质每克热量均值乘以每千克玉米中可消化克数,再相加得到能值为:
37.37×23.85≈891.27(千焦)≈0.89(兆焦);36.08×38.91≈1403.87(千焦)≈1.40(兆焦);6.25×17.36≈108.5(千焦)≈0.11(兆焦);661.84×17.36≈11489.54(千焦)≈11.49(兆焦);即,0.89+1.40+0.11+11.49=13.89(兆焦)。
因此,每千克玉米的消化能计算值为13.89兆焦。代谢能总能减去粪能、尿能和气体能,或消化能减去尿能和气体能为代谢能。或者说,猪吃进去的饲料经过消化吸收后,参与机体内的代谢过程,并被利用的能量,称之为代谢能。
可消化碳水化合物和可消化脂肪中的能量,在代谢过程中能被充分利用,代谢后的产物二氧化碳和水不再含有能量;而可消化粗蛋白质在代谢过程中,有部分氮(氨基)不能在体内彻底氧化,由尿排出,故尿中含有能量,也就是尿能即代表饲料中不能被猪体利用的一部分能量。另外,在消化过程中产生的甲烷气体也含有能量,不能参与能量代谢。代谢能的换算公式为:代谢能=消化能-尿能-气体能(由于气体能很少,可忽略不计)。
由于实测每千克玉米约排出尿能0.68兆焦,所以每千克玉米含的代谢能为:13.89-0.68兆焦=13.21兆焦。净能代谢能减去体增热的能量为净能。猪采食饲料后,不仅产生粪能、尿能,而且在机体内还有以体热的形式损失的热量,这种热量一般称为体增热。实测每千克玉米约产生体增热1.85兆焦,故每千克玉米产生的净能应为:
净能=代谢能-体增热=13.21兆焦-1.85兆焦=11.36兆焦。
净能值是饲料中真正能供猪利用的能量值,可用于维持生命和生产产品。从理论上讲用净能值是最精确的,但是由于净能受多种因素的制约,且很不稳定,测定费事,所以,多数饲料的净能值都是由消化物质推算出来的。而消化能值是由猪消化吸收后的物质所含的能量计算的,数值相对稳定,测定比代谢能容易。因此,目前许多国家制订猪的饲养标准多采用消化能。但有些国家开始用净能替代消化能,以提高能量估计的准确性,降低养猪成本。可以预见,消化能将来会被净能取代。试验证明,消化能值与代谢能值的比率关系稳定在100∶96。