导航:首页 > 化学知识 > 光能转化为化学能的有哪些

光能转化为化学能的有哪些

发布时间:2022-11-01 14:19:24

㈠ 举例说明光能可以转化为电能、内能、化学能

机械能转化为化学能:钻木取火先是机械能转化为内能,直到燃烧又释放化学能,再由化学能转化为内能和光能。这里面就有机械能转化为化学能的过程。摔砸炮(一种鞭炮,一摔就响)、子弹炮弹发射机械能转化为内能再由火药爆炸释放化学能,所以也可以看作机械能转化为化学能的例子。
内能转化为化学能如发酵的过程。
光能转化为机械能如风的形成,阳光照射使空气温度不同、气压不同,空气就流动形成风,风能可以视为机械能的一种。又如太阳能电池驱动的各种工具,都是将太阳能转化为电能再转化为机械能的事例。
内能转化为电能如热电厂的发电设备。

㈡ 光能可以分别转化为其他什么形式的能量

我们都知道能量是守恒的, 能量可以在不同的形式之间转化。比如水电站将水的势能转化为轮机的动能进而转换成电能;太阳能电池板利用光伏效应将光能转化成电能;同样,手电筒可以将电池储存的化学能转化成电能进而最终转化成光能。

可是当涉及到生物或化学的时候,这个本质上的物理问题将变得十分复杂。

最近正好看了一篇光合作用的科普文章,这里就现学现用从物理的角度阐述:

光合作用过程中光能是如何转化成其他形式的能量的。
物理上光合作用的本质是两个过程:能量转移和电子输运。这两个过程分别对应两个光合作用的重要概念:光子收割系统“light harvesting system”和反应中心“ reaction center ”

1. 能量转移
光子收割系统这个名字起得非常形象。其基本结构如下图中的紫色部分。绿色的为叶绿素分子。黑色箭头代表了能量传输路径。

光和系统示意图。图片来自网络,侵删。
能量传输过程看起来非常简单。叶绿素分子吸收太阳光,然后将能量一步步的转移给临近的叶绿素,直到反应中心。光子收割系统通常含有20-300个叶绿素分子“个别含有1000个以上”[1],因此能量传输要非常高效。

分子间的能量传输过程在物理上叫 Förster resonance energy transfer 或者叫fluorescence resonance energy transfer,FRET,翻译为荧光共振能量转移。这个物理模型的示意图如下:

图片来自维基网络Förster resonance energy transfer,侵删。
FRET描述的是能量在光敏分子间的转移。施主分子吸收太阳光处于激发态,通过弛豫过程跃迁回亚稳态,然后释放虚光子。虚光子迅速被十分临近的受体分子吸收。FRET能量传输率跟分子间距离的6次方程反比:

[公式]

其中 [公式] 为特征长度,数值为能量降为一半的位置。因此,分子间的距离需要很小才能保证高的传递效率。叶绿素分之间的平均间距为1纳米“ [公式] ”,因而能量传输率极高。

注意上图括号里的时间尺度。as阿秒“ [公式] ”,ps皮秒“ [公式] ”,ns纳秒“ [公式] ”。这些尺度,尤其是前两个被称为超快过程。在超短fs飞秒“ [公式] ”激光发明之前,这些过程几乎是不能被观察到的。

能量转移随着黑色箭头来到一对绿色的叶绿素分子,处在紫色光子收割机的包裹内。这部分即为反应中心。实现的功能是电子传输。

2. 电子传输
当光子能量被转移到反应中心以后,电子输运过程开始。如下图所示。

反应中心示意图。图片来源[1]
反应起点为上面提到的那一对叶绿素分子,被称为特殊对“special pair”,图上标注为P。P吸收光子被激发后,在3皮秒时间内失去一个电子,形成 [公式] ,以及叶绿素负离子 [公式] 。负离子上的电子在200皮秒左右跳到醌分子 [公式] 上,然后在100微秒时间内再跳到第二个醌分子 [公式] 上。P损失了电子的电子会被附近酶中水分子补偿,从而也产生质子 [公式] 。这个过程会重复进行,最终P获得两个电子补偿,而醌分子 [公式]捕获两个电子和两个质子形成 [公式] 分子。 [公式] 离开这个反应中心的蛋白质支架,从而参与制作储存化学能的ATP和NADPH。

这样光合作用的完整能量转移和电子输运基本完成了。

但有几点值得赘述下。电子传输效率接近100%;光子能量超过40%被有效转移。另外,上图很明显有两个电子输运分支,我们讨论的是经过活跃分支A的过程,另一个过程经过不活跃分支B。相关的实验表明[2],活跃分支与不活跃分支的电子输运比为200:1。而特殊对P和不活跃分支B的距离只有不到2纳米,计算出的传输率至少是观测到的1000倍以上。造成两个分支传输效率不同的原因在于分支A叶绿素分子的DNA螺旋结构上有13个突变的基因。当人为的把这些突变全部去除后,分支A和B里的电子输运都停止了[3]。另外,非常令人惊奇的是,电子传输几乎只能是正向的。比如如果把最后一个分子 [公式] 去除,电子会从 [公式] 返回特殊对P。但是这个反向过程所需的时间是正向过程的约100万倍。“不让回头啊”。

因此,生物体的结构几近完美!

㈢ 什么物质吸收光能能把其转换为化学能

次氯酸,次氯酸光照下,吸收光能,生成氧气和氯化氢
2HClO=光=2HCl+O2

㈣ 光能怎样转化为化学能 可以举实际的例子 用初3的知识来回答

光能可以被叶绿体吸收,经过光合作用,叶绿体制造出有机物.有机物中的化学能比光合原料二氧化碳和水高,高出来的那部分化学能就是由光能转变过来的.即在光合作用过程中,光能转变成了化学能.

㈤ 物理初中课本,就是光能转化为化学能有什么实例帮帮我

化学能直接转化机械能:汽车发动机中内燃机做功.
光能直接转化为化学:光合作用,机械能直接转化为化学能:胃肠蠕动消化吸收营养

㈥ 光合作用光能如何转化为化学能

How
does
photosynthesis
transform
light
energy
into
chemical
energy?
光反应
条件:光照、光合色素、光反应酶。
场所:叶绿体的类囊体薄膜。(色素)
过程:①水的光解:2H2O→4[H]+O2↑(在光和叶绿体中的色素的催化下)。②ATP的合成:ADP+Pi→ATP(在光、酶和叶绿体中的色素的催化下)。
影响因素:光照强度、CO2浓度、水分供给、温度、酸碱度等。
意义:①光解水,产生氧气。②将光能转变成化学能,产生ATP,为暗反应提供能量。③利用水光解的产物氢离子,合成NADPH,为暗反应提供还原剂NADPH。
2.2
暗反应
暗反应的实质是一系列的酶促反应。
条件:暗反应酶。
场所:叶绿体基质。
影响因素:温度、CO2浓度、酸碱度等。
过程:不同的植物,暗反应的过程不一样,而且叶片的解剖结构也不相同。这是植物对环境的适应的结果。暗反应可分为C3、C4和CAM三种类型。三种类型是因二氧化碳的固定这一过程的不同而划分的。对于最常见的C3的反应类型,植物通过气孔将CO2由外界吸入细胞内,通过自由扩散进入叶绿体。叶绿体中含有C5。起到将CO2固定成为C3的作用。C3再与NADPH及ATP提供的能量反应,生成糖类(CH2O)并还原出C5。被还原出的C5继续参与暗反应。

㈦ 举例说明光能可以转化为电能、内能、化学能

光能转化电能---太阳能电池板
光能转化内能---我们出去外面晒太阳,我们身体就会变热
光能转化化学能——植物的光合作用,植物会自身形成有机物

㈧ 将光能转变为化学能的是( )A.线粒体B.叶绿体C.液泡D.细胞核

试题答案:叶绿体是绿色植物细胞内进行光合作用的结构,是一种质体.叶绿体中的叶绿素能吸收光能,绿色植物通过叶绿体进行光合作用,将太阳光能转变成化学能,储存在它所制造的有机物中.
故选:B.

㈨ 光能转化为化学能的发明创造

分析: 此题考查的是仿生的内容,可结合仿生的概念和实例来解答. 仿生是指科学家通过对生物的认真观察和研究,模仿生物的某些结构和功能来发明创造各种仪器设备,随着科学技术的迅猛发展,仿生技术的应用日益广泛,有的是模仿动物,有的是模仿植物,如模仿乌龟的背甲制造了薄壳建筑;模仿萤火虫的发光原理制造了荧光灯;模仿蝙蝠的回声定位发明了雷达. 故答案为:仿生;蝙蝠 点评: 掌握常见的关于仿生技术应用的例子,注意搜集相关的资料.

阅读全文

与光能转化为化学能的有哪些相关的资料

热点内容
word中化学式的数字怎么打出来 浏览:663
乙酸乙酯化学式怎么算 浏览:1334
沈阳初中的数学是什么版本的 浏览:1271
华为手机家人共享如何查看地理位置 浏览:957
一氧化碳还原氧化铝化学方程式怎么配平 浏览:809
数学c什么意思是什么意思是什么 浏览:1324
中考初中地理如何补 浏览:1221
360浏览器历史在哪里下载迅雷下载 浏览:631
数学奥数卡怎么办 浏览:1301
如何回答地理是什么 浏览:953
win7如何删除电脑文件浏览历史 浏览:984
大学物理实验干什么用的到 浏览:1405
二年级上册数学框框怎么填 浏览:1615
西安瑞禧生物科技有限公司怎么样 浏览:756
武大的分析化学怎么样 浏览:1173
ige电化学发光偏高怎么办 浏览:1262
学而思初中英语和语文怎么样 浏览:1556
下列哪个水飞蓟素化学结构 浏览:1351
化学理学哪些专业好 浏览:1417
数学中的棱的意思是什么 浏览:974