IB 环境研究/系统和模型

IB 环境系统

主题 1：系统和模型

系统 – 由相互关联的各个部分组成的集合，通过某种驱动过程协同工作。

环境 – 被研究系统的周围的一切

开放系统 – 与环境交换能量和物质。大多数生态系统都是开放的。

封闭系统 – 与环境交换能量，但不交换物质。我们的星球通常是封闭的。

孤立系统 – 不与环境交换能量或物质。实验室实验通常是孤立的。

- 热力学第一定律：能量守恒。

能量不能被创造或毁灭，只能从一种形式转化为另一种形式。宇宙中存在着固定量的能量。因此，生物体必须从其环境中获取所需的能量。

-热力学第二定律：在一个孤立的系统中，熵倾向于自发增加。

当能量从一种形式转化为另一种形式时，一些能量会降级为更难以利用的热量，并分散到环境中。因此能量的总量保持不变，但其可用性降低了。

熵衡量宇宙中的无序程度 - 可用能量更有序，而更难以利用的能量更分散/无序。熵自然地或自发地增加。

平衡 – 系统各组成部分之间的平衡状态

稳定平衡 - 系统处于一种状态，其中在受到干扰后，它倾向于返回到先前的平衡状态

稳态平衡 - 开放系统中的一种状态，在较长时间内没有变化，但在极短时间内可能存在波动。物质和能量持续输入和输出，但系统整体保持在或多或少恒定的状态。

动态平衡 - 没有特定的“平均”状态；系统在不同时间具有不同的平均状态。在受到干扰后，系统可能会转移到不同的“平均”状态。