detalj slike: KRK Art dizajn

MEĐUNARODNI SISTEM MERA I FOTOSINTEZA

Dr SIMO JELAČA

UVOD

Profeso Dr Vaclav Smil (Vaclav Smil), profesor Manitoba univerziteta u Vinnipegu, publikovao je knjigu ‘’Energija’’, za koju Bil Geits (Bill Gates) kaže da ne postoji autor čijoj knjizi se više raduje od knjiga Vaclava Smil. I, zaista, profesor Smil je ovu knjigu napisao tako znalački, da je teško u svetu pronaći autora koji piše bolje od njega. Kako se i meni veoma dopao sadržaj ove knjige, procenio sam da je vredno prikazati neke njene delove, makar i u skraćenoj verziji, a to su: Energija; Međunarodni sistem mera i Fotosinteza.

Napomena: Internet automatski povećava eksponente, uzmite to u obzir, Poslednje cifre u ovom tekstu su eksponenti (superskript i sabskript).

ENERGIJA

Pojam energije ima grčko poreklo, koje je prvi prikazao Aristotel (384-322 p.n.e.) u svom’ delu Metafiziks (Metaphysics). Prema Aristotelu postojanje svih objekata na zemlji održava se pomoću energije. Reč energetski predstavlja kretanje, rad i promene. Termin praktično potiče od snage i sile. Godine 1807 Thomas Jung (Thomas Young 1773-1829) definisao je energiju kao proizvod mase i kvadrata brzine, što je Albert Ajnštajn (Albert Einstein 1879-1955) kasnije uobličio svojom formulom E= m x c² .

MEĐUNARODNI SISTEM MERA

Međunarodni sistem mera obuhvata masu, vreme, električnu struju, temperaturu, količinu materije i intenzitet osvetljenja. Ove jedinice koriste se za direktna merenja. U drugu grupu mera spadaju jedinice koje se koriste svakodnevno, a to su: površina, zapremina, gustina, brzina, pritisak, energija, kapacitet, osvetlenje (svetlosni fluks). U primeni su samo tri osnovne mere, i to: masa (M), dužina (L), i vreme (T), neophodne za izučavanje energije.

Površina je (L²), zapremina (L³), gustina mase (M/L³), brzina (L/T), ubrzanje (L/T²), promena brzine u jedinici vremena, i sila  (ML/T²), masa umnožena ubrzanjem, prema Njutnovom zakonu kretanja. Utrošak energije za izvršeni rad kada je sila primenjena na datom rastojanju (ML²/T²). Naučna definicija snage je stepen korišćenja energije: snaga ravna energiji u jedinici vremena (ML²/T³).

Svima su poznate jedinice SI sistema: za dužinu metar (m), za masu (kg), za vreme sekund (s). Temperature se koriste u stepenima Celziusa (⁰C) i Kelvina (⁰K), za jačinu električne struje amper (A), za napon volt (V), i za utrošak struje kilovat čas (kWh). Za količinu materije koristi se mol (M), i za osvetlenje sveća (cd). Mera od jednog kilogram-metra po kvadrat-sekundu (kgm/s²) je ravna jednom Njutnu (N). Jedinica energije je Džul (Joule J), a to je sila od jednog njutna koja deluje na površini od jednog kvadratnog metra (kgm²/s²). Snaga je protok energije u datom vremenu (kgm²/s³) i meri se u vatima (W). Jedan vat jednak je  jednom džulu u sekundi (J/s). Otuda je džul jednak jednom vat-sekund.

Oznake za uvećane jedinice SI sistema mera su sledeće: (deka da= 10¹) uvećanje 10x; (hekta h=10²) uvećanje 100x; (kilo k=10³) uvećanje 1000 x; itd (mega M= 10⁶); (giga G=10⁹); (tera T=10¹²); (peta P=10¹⁵); (exa E=10¹⁸); (zeta Z=10²¹); i (yota Y=10²⁴). A oznake za umanjene jedinice SI sistema mera su: (deci d=10^-1); (centi c=10^-2); (mili m=10^-3); (micro u=10^-6); (nano n=10^-9); (pico p=10^-12); (femto f=10^-15); (atto a=10^-18); (zepto z=10^-21); i (yocto y=10^-24).

U tehnici se koristi i jedna jedinica koja nije sadržana u SI sistemu, a to je kalorija, količina toplote potrebne za uvećanje temperature jednog grama vode od 14,5 do 15,5 stepeni Celziusa (1⁰ C). A, pošto je to veoma mala jedinica (tek 1 cal=4,18J), pa se zato najčešće koristi 1000 puta veća jedinica (kcal) kilokalorija. Međunarodni sistem mera potpisale su sve zemlje sveta, ali ga neke zemlje ne primenjuju u potpunosti. Kanada, na primer, primenjuje ‘’Imperial’’ sistem u merenjima dužina, površina, zapremina, težina, kao i Amerika, s’tim da se Amerika koristi i merenjima brzine u miljama (mph) i temperatura u stepenima Farenhajta (⁰F).

Jedinice za merenja električne enerije su: za jačinu struje amper (A), Andre-Marie Ampere (1775-1836); za napon volt (V), Alessandro Volta ( 1745-1827); za otpor om (grčko slovo Omega, Georg Simon Ohm (1789-1854). U direktnim strujama (DC) elektroni teku u jednom smeru, dok u naizmeničnim strujama (AC) elektroni stalno menjaju amplitude i smer. Napon struje u Severnoj Americi je 120V, a u Evropi 230V. Napon od 120V nemože da ubije prilikom dodira, dok napon od 230V može. Autor jednosmernih struja je Thomas Edison (1847-1931), a autor naizmeničnih struja je Nikola Tesla (1856-1943).

FOTOSINTEZA

Fotosinteza biljaka je veoma detaljno opisana u knjizi ‘’Energija’’. U procesu fotosinteze obezbeđuje se kisenik, koji svim živim bićima na zemlji obezbeđuje opstanak. Pigment, hlorofil biljaka, apsorbuje sunčanu svetlost (celularne organele koje biljci daju zelenu boju), kojom prilikom šest molekula ugljendioksida (CO₂) i šest molekula vode (H₂O) stvaraju jedan molekul glukoze i šest molekula kiseonika: 6 CO₂ + 6 H₂O = C₆H₁₂O₆ + 6 O₂

U stvarnosti, proces je mnogo kompleksniji. Prvi je Dr Melvin Kelvin (Melvin Calvin, 1911-1997) 1948 godine prikazao kompletan proces fotosinteze, za čega je dobio Nobelovu nagradu 1961 godine, u domenu hemije. U tom procesu fiksiranja ugljenika i stvaranja kiseonika, kompleksna je razmena ugljendioksida i kiseonika (fotorespiracija).

Hlorofili ‘’a’’ i ‘’b” su dva dominantna pigmenta, nastala radijacijom, koji imaju približno blizak apsorpcioni maksimum, prvi 420 i 450 nm i drugi  630 i 690 nm. To znači da fotosinteza nastaje usled energije kombinacijom plave i crvene boje, vidljivog dela svetlosnog spektra, usled pigmentske apsorpcije, praktično bez delova zelenog i žutog dela spektra, koji se reflektuju u proleće i tokom leta, a smanjuju se kada pigment počinje da se rapada tokom jeseni. To takođe znači da fotosintetička aktivnost, radijacija, se smanjuje u jesen do iznosa svega oko 43%. Energetska apsorpcija pigmenta uslovljava transport elektrona (voda je donosilac elektrona, te otuda i izvor kiseonika), što uslovljava enzimski kompleks. Rezultat je stvaranje nikotinamid-adenina denukleotida fosfata, jednog od najvažnijih enzima u ćelijama i ATP (adenozintrifosfat), koji prevodi CO₂ u ugljene hidrate. Pravo ime ovoga procesa je redukcija pentozofosfata. Prvi korak, jedan od biosferskog enzima riboze 1,5-biofosfatoksigeneze (poznat po imenu Rubisco). Sadrži oko polovinu rastvorljivih proteina, katalizira CO₂ u pet ugljenika  ribozu 1,5-biofosfat i formira tri karbon 3-fosfoglicerat. Drugi stepen, jedan atom vodonika dodat ATP daje 1,3-biofosfat. I konačno Rubisco se regeneriše u triozofosfat ili formira ugljenehidrate, eventualno  masne ili amino kiseline.

Kako nam biljke stvaraju kiseonik, neopodan za naš opstanak u životu, otuda je veoma važno da čuvamo naše šume i svako drvo u svojoj okolni. Još davno, naš znameniti pesnik Dr Jovan Jovanovič-Zmaj (1833-1904) napisao je u svojoj pesmi refren: ‘’Gde god nađeš zgodno mesto tu drvo posadi, a drvo je blagodetno, pa će da nagradi’’. Poslednjih godina suočeni smo sa prirodnim zagađenjem i ogromnim šumskim požarima u Kanadi, koji stvaraju ogromne materijalne štete i gubitak kiseonika, neophodnog celokupnom životu na planeti Zemlji.

.

PODELITE OVAJ TEKST NA: