Как определить количество энергии

В создании этой статьи участвовала наша опытная команда редакторов и исследователей, которые проверили ее на точность и полноту.

Количество источников, использованных в этой статье: 9. Вы найдете их список внизу страницы.

Команда контент-менеджеров wikiHow тщательно следит за работой редакторов, чтобы гарантировать соответствие каждой статьи нашим высоким стандартам качества.

Большинство бытовых приборов имеют ярлык (этикетку), на котором можно найти информацию о потребляемой мощности и который наносится на заднюю или нижнюю панель прибора. На таком ярлыке указывается максимальное значение потребляемой электроэнергии. Для вычисления общего количества потребляемой энергии преобразуйте это значение в киловатт-часы (кВт∙ч).

Количество энергии в корме является важнейшим показателем его ценности. В этой статье речь пойдет о различных системах энергетической оценки корма, значении таких показателей как перевариваемая энергия, обменная энергия, чистая энергия лактации. Также представлены формулы для расчета количества энергии в кормах для разных видов животных.

Единицы измерения энергии

Единицей измерения энергии по Международной системе единиц измерения СИ является Джоуль. По его определению один Джоуль равен количеству энергии, которая необходима для того, чтобы вес в 1 кг сдвинуть на 1 м с ускорением 1м/с.

Раньше, при измерении теплоты в качестве единицы измерения энергии использовали калории. Это приблизительно равно количеству тепла, которое необходимо для того, чтобы нагреть 1 г воды на 1°С. Более точно определили количество энергии в калории благодаря электрическому измерению энергии. В качестве единицы измерения служила ватт-секунда, которая равна Джоулю. Таким образом применяемая до этого времени каллория была заменена Джоулем.

Для перевода каллорий в Джоули в англосаксонских странах пользуются коэффициентом Россини по которому 1 кал = 4,184 Джоуля, в то время как по другому определению 1 кал = 4,186 Джоуля. Для измерения энергии в кормлении животных эти разбежности не играют особой роли.

1 кал = 4,184 Дж
1 ккал = 4,184 кДж
1 Мкал = 4,184 МДж

1 Дж = 0,239 кал

Разные системы энергетической оценки корма

Энергетическая оценка корма нужна для того, чтобы максимально точно предсказать, какую продуктивность можно получить от животного, кормя его этим кормом.

И наоборот, в зависимости от необходимой продуктивности животного, должно быть возможным рассчитать необходимое количество энергии из кормов.

В связи с этим говорят о различных системах энергетической оценки кормов, цель которых – выражение потребности животных в энергии и количества энергии в корме в одинаковом масштабе.

Системы энергетической оценки развиваются как компромисс между практической необходимостью и теоретическими выводами. Разные страны имеют разные системы оценки и нормирования потребностей животных в энергии.

Читайте также:  Сколько добавить жидкого стекла в цементный раствор

Самыми известными устаревшими системами энергетической оценки являются:

  • Кормовая единица (советская единица, овсяная единица) – опирается на 1 кг овса, и равняется 5,9 МДж (1 414 ккал) – все еще применяется во многих постсоветских странах. Но еще в 1963 году на Пленуме отделения животноводства ВАСХНИЛ было принято решение оценивать питательность кормов и рационов, а также нормировать энергетические потребности животных в обменной энергии для каждого их вида.
  • Крaхмальный эквивалент был предложен Оскаром Кельнером в начале ХХ века и использовался в Германии до 1990-х годов,
  • Скандинавская кормовая единица учитывает ценность 1 кг ячменя на производство молока
  • Общая питательность – этот показатель был разработан доктором Леманом в 20-е годы прошлого века и использовался в кормлении свиней в Европе.
  • Общий показатель усваиваемых веществ (Total Digestible Nutrients) – раньше использовался в США и многих других странах для оценки кормов у жвачных.
  • Энергетическая кормовая единица (система энергетической оценки кормов из Ростока) была разработана в бывшей ГДР и имела в своей основе крохмальный эквивалент Кельнера (усовершенствованный подход). За энергетическую кормовую единицу (ЭКЕ) принято 10 МДж обменной энергии.

Основой любой системы энергетической оценки корма является знание всех энергетических потерь при превращении энергии корма в энергию на поддержание жизни и продуктивность.

В большинстве современных стран для оценки кормов используют следующие показатели:

Определение содержания энергии в корме

Определение содержания энергии в корме осуществляется по формулам, которые разрабатываются научно-исследовательскими институтами на основании результатов опытов с животными.

ДОЙНЫЕ КОРОВЫ, КОЗЫ

Чистая энергия лактации рассчитывается по формуле (формула VAN ES):

ЧЭЛ (МДж) = 0,6 * (1 + 0,004 * (q – 57)) * ОЭ (МДж),

где q (%) = ОЭ / ВЭ * 100,

ЧЭЛ – чистая энергия лактации

ОЭ – обменная энергия

ВЭ – валовая или общая энергия

Обменная энергия для жвачных рассчитывается по формуле (HOFFMANN et al. 1971):

ОЭ (кДж) =

31,2

х перевариваемый сырой жир (г)

+13,6

х перевариваемая сырая клетчатка (г)

+14,7

х остаток перевариваемой органической массы (г)

+2,34

х сырой протеин (г)

Остаток перевариваемой органической массы (ОПОМ) = перевариваемая органическая масса – перевариваемый сырой жир – перевариваемая сырая клетчатка.

Валовая энергия корма (для определения коэффициента q) рассчитывается по формуле (GfE, 1995):

ВЭ (кДж) =

23,9

х сырой протеин (г)

+39,8

х сырой жир (г)

+20,1

х сырая клетчатка (г)

+17,5

х безазотистые экстракционные вещества БЭВ (г)

В качестве примера рассчитаем чистую энергию лактации (ЧЭЛ) для сена лугового (начало цветения), все показатели даны на 1 кг сухого вещества.

q (%) = ОЭ / ВЭ * 100 = 8,56 / 18,08 *100 = 47,3%

ЧЭЛ (МДж) = 0,6 * (1 + 0,004 * (q – 57)) * ОЭ (МДж) = 0,6 * (1 + 0,004 * (47,3 – 57)) * 8,56 = 4,94

Читайте также:  Пеноплекс под теплый пол водяной

*Перевариваемая органическая масса = Сырая органическая масса * коэф.перевариваемости = 922 х 62 / 100 = 572

** Остаток перевариваемой органической массы (ОПОМ) = перевариваемая органическая масса – перевариваемый сырой жир – перевариваемая сырая клетчатка = 572 – 10 – 204 = 358

Формула VAN ES используется в Голландии, Бельгии, Франции, Швейцарии, Австрии. Системы оценки незначительно отличаются друг от друга расчетом обменной энергии и валовой энергии. В США система энергетической оценки для коров тоже ориентирована на оценку энергии корма для синтеза молока. Аналогичные формулы разработаны МОЕ, FLATT, TYRRELL.

ТЕЛЯТА, РЕМОНТНЫЙ МОЛОДНЯК, КРС НА ОТКОРМЕ, ОВЦЫ

Обменная энергия для жвачных рассчитывается по формуле (HOFFMANN et al. 1971)

ОЭ (кДж) =
х перевариваемый сырой жир (г) х перевариваемая сырая клетчатка (г) х остаток перевариваемой органической массы (г)

х сырой протеин (г)

Остаток перевариваемой органической массы (ОПОМ) = перевариваемая органическая масса – перевариваемый сырой жир – перевариваемая сырая клетчатка

Пример расчета показан в предыдущем пункте.

СВИНЬИ

Системы расчета количества энергии в кормах для свиней отличаются в разных странах от перевариваемой энергии до чистой энергии.

Ниже привожу формулу расчета обменной энергии для свиней из перевариваемого сырого вещества корма.

Расчет обменной энергии для свиней (перевариваемые сырые вещества в г/кг сухого вещества)

ОЭсв (кДж/кг СВ) = 21,0 х перевариваемый сырой протеин
х 37,4 х перевариваемый сырой жир
х 14,4 х перевариваемая сырая клетчатка
х 17,1 х перевариваемые безазотистые экстракционные вещества
— 1,4 х сахар*
— 6,8 х (вещества, расщепляемые в тонком кишечнике – 100)**

* Поправка на сахар: при содержании сахара больше 80 г/кг сухого вещества

** Поправка на вещества, расщепляемые в тонком кишечнике = перевариваемая сырая клетчатка + перевариваемые безазотистые экстракционные вещества – крахмал – сахар, учитывается в расчете, если этот показатель превышает 100 г/кг сухого вещества

Пример расчета обменной энергии для свиней для мелассового жома


Еще одна формула для расчета обменной энергии в готовом комбикорме (используется с целью приблизительной оценки содержания энергии, когда не известен точный состав кормосмеси)

ОЕсв (МДж/кг) = (22,3 СП + 34,1 СЖ + 17,0 СКр + 16,8 СС + 7,4 оргО – 10,9 СК) х 0,001

СП – сырой протеин

СКр – сырой крахмал

СС – сырой сахар

оргО – органический остаток, равный органической массе минус сырой протеин, сырой жир, сырой крахмал, сахар и сырая клетчатка

СК – сырая клетчатка

ПТИЦА

Расчет обменной энергии корма для птицы в большинстве стран осуществляется по формуле, опубликованной World`s Poultry Science Association. В расчете не учитывается сырая клетчатка, поскольку обычно птица получает корма высокоперевариваемые и содержащие малое количество клетчатки.

ОЭптица (кДж) = 15,51 х сырой протеин
х 34,31 х сырой жир
х 16,69 х сырой крахмал
х 13,01 х сырой сахар

КРОЛИКИ

Перевариваемая энергия для кроликов рассчитывается по формуле

ПЭкролики = 17,79 х СВ / 880 – 0,136 х СК / 10 – 0,48 х СЗ/10,

где СВ – сухое вещество

Читайте также:  Как обойти дверь трубами отопления

СК – сырая клетчатка

Проф. Манфред Кирхгеснер. Кормление животных: учебник для учебы, консультирования и практики. 11 доработанное издание, издательство ДЛГ, Франкфурт на Майне, 2004 год,

Х.Йерох, Г. Флаховский и Ф.Вайсбах. Учение о кормах. Издательство Густова Фишера, Штутгарт. 1993 г

Вы нашли эту статью полезной для себя? Перешлите ссылку своим коллегам!

С нетерпением жду отзывы и комментарии. Большое Вам спасибо!

В результате ядерных реакций происходит выделение энергии в виде излучения. Для подсчёта энергии, выделяющейся в конкретной реакции, вводят понятие дефекта масс и логику уравнения Эйнштейна. Эйнштейн показал, что энергия и масса связаны друг с другом соотношением:

  • где
  • — энергия,
  • — масса тела,
  • м/с — скорость света (константа).

Показано, что в результате любой ядерной реакции суммарная масса элементов до реакции (мишеней) не равна суммарной массе элементов после реакции (продуктов). Разница между этими массами называется дефектом масс:

  • где
  • — дефект масс,
  • — сумма масс элементов до реакции,
  • — сумма масс элементов после реакции.

В случае, если 0" title="displaystyle Delta m>0" > — ядерная реакция идёт самопроизвольно (энергия выделяется), — ядерная реакция не самопроизвольна, т.е. для неё нужно затратить энергию.

Тогда, чтобы посчитать энергию реакции, необходимо подставить (2) в (1):

  • где
  • — энергия ядерной реакции (поглощённая/выделившаяся),
  • — модуль дефекта массы,
  • м/с — скорость света (константа).

Соотношение (3) позволяет посчитать энергию ядерной реакции, зная массы мишеней и продуктов реакции.

Частным видом таких задач является поиск энергии ядра и удельной энергии ядра.

Представим себе ситуацию, в которой ядро разделяется на составляющие (до протонов и нейтроном), в этом случае дефект масс можно найти как:

  • где
  • — дефект масс,
  • , — количество протонов и нейтроном в ядре соответственно,
  • , — масса протона и масса нейтрона соответственно,
  • — масса ядра.

Тогда, исходя из (3), мы получим исходную энергию, которую мы назовём энергией ядра.

Удельная энергия ядра — это энергия, приходящаяся на один нуклон:

  • где
  • — удельная энергия связи,
  • — энергия ядра,
  • , — количество протонов и нейтроном в ядре соответственно.

Вывод: вопросы данной части ядерной физики связаны с поиском дефекта масс (2) (обычно все массы даны) и использованием соотношений (3) — (5) для поиска соответствующих энергий.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *