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Domestic Wastewater Treatment as a Net Energy Producer can

Domestic Wastewater Treatment as a Net Energy Producer can
Domestic Wastewater Treatment as a Net Energy Producer can

FEATURE

https://www.wendangku.net/doc/3016647529.html,/est Domestic Wastewater Treatment as a Net Energy ProduceràCan This be Achieved?

Perry L.McCarty,*,?,?Jaeho Bae,?and Jeonghwan Kim?

?Department of Civil and Environmental Engineering,Stanford University,473Via Ortega MC4020,Stanford,California94305,United States ?Department of Environmental Engineering,INHA University,Namgu,Yonghyun dong253,Incheon,Republic of Korea

’INTRODUCTION

Water,food,and energy are three of the major resource issues facing the world today.In order to help address these issues, domestic wastewater is now being looked at more as a resource than as a waste,a resource for water,for energy,and for the plant fertilizing nutrients,nitrogen(N)and phosphorus(P).1Use of reclaimed wastewater for landscape and crop irrigation and indeed for domestic consumption is a widely accepted and growing practice to save water and to make use of the fertilizing elements it contains.Similarly,use of domestic wastewater as a source of energy has a long history,especially through the anaerobic conversion of wastewater’s organic content into methane(CH4)gas,a useful biofuel.2However,through the conventional practice of aerobic wastewater treatment combined with anaerobic sludge digestion,only a portion of the energy potential of wastewater is captured.3That contained in the dissolved organic fraction is not recovered,but is removed instead by aerobic processes that require much energy.As a result with traditional approaches,more energy is consumed in wastewater treatment than is gained through digestion. What might we do better toward more complete recovery of the three important resource potentials of domestic wastewaters? Water reuse is already widely practiced where water is in limited supply,but this often increases the energy needed for treatment because of increased water quality requirements for reuse.1 Reducing treatment energy requirements can help o?set this need,particularly through more e?cient capturing of the biofuel potential in wastewater itself.Reducing net energy requirements for wastewater treatment is a complementary,not an alternative goal to water reuse.The same can be said with respect to nutrient recovery.Additionally,climate change concerns associated with fossil fuel consumption,as well as increasing energy costs, necessitate that greater e?orts be made toward better e?ciency and more sustainable use of wastewater’s energy potential.While more e?cient water and nutrient recovery from wastewater are important goals in themselves,the focus of this article is how we can more completely recover wastewater’s energy content. Wastewater treatment accounts for about3%of the U.S. electrical energy load,4similar to that in other developed countries.5The energy needs for a typical domestic wastewater treatment plant employing aerobic activated sludge treatment and anaerobic sludge digestion is0.6kWh/m3of wastewater treated,about half of which is for electrical energy to supply air for the aeration basins.3,5With conventional approaches involv-ing aerobic treatment a quarter to half of a plants energy needs might be satis?ed by using the CH4biogas produced during anaerobic digestion,and other plant modi?cations might further reduce energy needs considerably.4However,if more of the energy potential in wastewater were captured for use and even less were used for wastewater treatment,then wastewater treatment might become a net energy producer rather than a consumer. Energy Potential in Domestic Wastewater.Table1contains a summary of three energy-related characteristics of domestic wastewater:the energy resource contained in wastewater organ-ics,the external fossil-fuel energy requirements for the produc-tion of equivalent amounts of the fertilizing elements N and P, and the energy that might be gained from wastewater’s thermal content.Concerning energy associated with N and P,~7%of the world’s natural gas production was used in1990to fix atmo-spheric nitrogen through the Haber-Bosch Process to satisfy the demand for N.6à8Somewhat less is associated with P produc-tion.From a broad environmental perspective world fossil fuel consumption could be reduced through the direct use of waste-water N and P for fertilizer instead of using manufactured fertilizers.Why do we spend energy to rid wastewaters of fertilizing elements,rather than saving energy by using them for plant fertilization?

There is also potential energy to be gained from the thermal heat contained in wastewater,energy that may be captured through use of heat pumps for low-energy use such as in the heating of buildings,a practice sometimes used in areas with cold winter climates such as Sweden.9Heat pumps represent an e?cient way to use electrical energy for heating,and operate akin to a refrigeration unit.Electrical energy is used to extract heat from a source—air,ground,or wastewater—and transfer the heat to an area of need such as a building.The source becomes colder and the building warmer.A measure of energy e?ectiveness is the coe?cient of performance(COP),which

is

Published:July12,2011

the ratio of the amount of heat energy transferred per unit of electrical energy used to drive the heat pump compressor. Typical values are in the range of2à5,with3à4being common. In mild climates,air is often the source from which heat is extracted,but in cold climates winter air temperatures may be too cold for such use.In such conditions,ground or groundwaters,or indeed su?ciently warm wastewater provide other options.With wastewater,the heat energy associated with a6à10°C drop in water temperature is what might be available,providing the?nal temperature is su?ciently above the freezing point.The potential of a heat pump to be economical is in large measure dependent upon the relative unit energy cost of alterative heating fuels such as natural gas or fuel oil.Where alternative available fuels are much less expensive than electricity,the potential for wastewater to serve as an energy source for heat pumps diminishes.

The most direct and commonly exploited and useful energy source in wastewater is the organic fraction as measured by the chemical oxygen demand(COD),which indicates the amount of oxygen(O2)required to oxidize the organic material to carbon dioxide(CO2)and water(H2O).In Table1the organic fraction is divided between dissolved and suspended,and between biodegradable and refractory.Suspended solids may be concen-trated in a settling tank,with the resulting primary sludge anaerobically digested for CH4production,but CH4results only from the biodegradable fraction.Through thermal,chemical,or electrical processes,some of the refractory portion may be conditioned to increase biodegradability and CH4production,2 but the energy cost for this may o?set the gains.Thermal processes such as incineration have the potential to extract energy from both the biodegradable and refractory fractions of the sludge.However,unless water content can be reduced below ~30%,more energy is required for incineration than is produced through combustion.10Thus,thermal processes are generally not energy producers.

The soluble organic fraction cannot be concentrated easily and so is subjected to treatment processes that can treat dilute streams with short detention times.Here,aerobic treatment processes have been found to be very e?ective,albeit with a relatively high cost in energy.An energy-savings goal would be to use a process that both captures the energy potential in the dissolved organics and meets e?uent standards e?ectively. Anaerobic versus Microbial Fuel Cells for Treating Dis-solved Organics.A major challenge is to capture the energy potential of the dissolved organic component in domestic waste-water,and to do so with little offsetting energy expenditure and costs.One possibility is to replace secondary aerobic treatment with secondary anaerobic treatment.Another is an evolving novel method,microbial fuel cells(MFCs),which accomplish direct biological conversion of organic energy into electricity,an approach that is hoped may achieve more efficient conversion than is currently possible with anaerobic treatment.11With the anaerobic approach CH4-driven engines are used to turn gen-erators to produce electricity.Here only about30à40%of the CH4energy is converted into electricity,12the remainder is given off as heat,which may or may not be useful.Chemical fuel cells offer another approach to produce electricity from CH4,perhaps increasing the efficiency of conversion to50%.12An important question is whether MFCs,which are enjoying much current research,13are likely to meet or exceed such transfer efficiencies and to do so at comparable or lower cost?A brief review of each option is in order.

Some energy is always lost in a conversion process.In anaerobic treatment of domestic wastewater about8%of the potential energy is lost in the conversion of higher energy organics such as carbohydrates into CH4,a lower energy organic. Another7%is lost from the conversion of a portion of the organics into the cells of microorganisms necessary to carry out the reactions.Wastewater treatment itself is not100%e?cient, and so additional losses result here,perhaps5%.These combined losses total about19%,meaning that the CH4produced would contain only about81%of the original biodegradable organic energy potential.Through combustion only about35%of the

Table1.Energy Characteristics of a Typical Domestic Wastewater

constituent typical concentrations a

(mg/L)

energy(kWh/m3)

maximum potential from

organic oxidation b

required to produce

fertilizing elements c

thermal heat available for

heat-pump extraction d

organics(COD)

total500

refractory180

suspended800.31

dissolved1000.39

biodegradable320

suspended1750.67

dissolved1450.56

nitrogen

organic150.29

ammonia250.48

phosphorus80.02

water7.0

totals 1.930.797.0

a After Tchobanoglous and Burton.42

b Based upon a theoretical3.86kWh energy production/kg COD oxidized to CO2and H2O.3

c Base

d upon production energy of19.3kWh/kg N by Haber-Bosch Process and2.11kWh/kg P after Gellings and Parmenter.6d Energy associated with a6°C chang

e in water temperature through heat extraction.

CH4energy might be converted into electricity,the remaining 65%is given o?as heat.12Overall then,the electricity so produced would contain only about28%of the original energy potential in the biodegradable wastewater organics.Perhaps this could be increased to40%with more e?cient electrical genera-tion or through the use of chemical fuel cells.12However,the heat produced from CH4combustion need not be lost,but can be used for heating buildings or other purposes.

Energy losses do result with MFCs as well,and they can be substantial.11,14,15Power production is the product of current and cell voltage.First there is the Coulombic loss,11the portion of wastewater organics that are not converted into current.This loss may be similar to an anaerobic system with a7%loss to microbial growth and5%loss due to treatment ine?ciency,or about12%combined.Then there is the loss in electrochemical potential or voltage,which translates as a decrease below the theoretical value of about1.1V for wastewater organics.11For example,if the e?ective MFC voltage were half of that or0.55V, then50%of the potential energy would be https://www.wendangku.net/doc/3016647529.html,bined with the Coulombic loss,transfer of energy from the soluble organics to electricity would be44%,still perhaps higher than with anaerobic treatment,but not much.However,voltage losses in MFCs currently tend to be much greater than50%.Typical losses are0.1V at the anode and0.5V at the cathode for a combined loss of0.6V or over half of the theoretical value.14Further substantial voltage loss results from the associated movement of electrons through electrical wires and especially from ion trans-port between electrodes,the latter is a function of distance between electrodes,equaling about1V/cm of distance with typical wastewater.The most optimistic projections for MFCs result from studies with high organic concentrations and simple substrates.13,14With low reactor organic concentrations asso-ciated with e?cient wastewater treatment more voltage loss is expected.15Thus achieving the electrical generation e?ciency that is already practical with anaerobic systems presents a great challenge for MFCs.Also,a MFC system has been estimated to cost800times that of an anaerobic system based upon available technologies,14thus presenting another major challenge.These and other challenges11,13,14,16suggest several major break-throughs are needed for MFCs to become competitive with electricity generation through anaerobic wastewater treatment. Anaerobic Wastewater Treatment of Domestic https://www.wendangku.net/doc/3016647529.html,plete anaerobic treatment of domestic wastewater has the potential to achieve net energy production while meeting stringent effluent standards.Anaerobic wastewater treatment is well over a century old,starting with the relatively inefficient septic and Imhoff tank processes.17However,over the past50 years more efficient anaerobic processes have been developed leading to suggestions in the1980s that they be applied to more fully treat domestic wastewaters.18,19Since then there have been a number of applications of full-scale direct anaerobic treatment of domestic wastewater,particularly in developing countries such as Brazil,Colombia,Mexico,Egypt,and India,where anaerobic treatment is considered to be a low-cost wastewater treatment alternative.20à22

Low temperature and low organic concentrations are often cited as barriers to direct anaerobic treatment of domestic wastewaters. However,many laboratory studies have shown good performance at temperatures as low as5°C and with hydraulic retention times (HRT)of only a few hours.23à25Biochemical oxygen demand (BOD)removals expected with present anaerobic reactors range from70to80%,not quite su?cient to meet stringent regulatory standards.22,26à30Because of this and other experiences,it has been commonly concluded that e?uent“polishing”or a post-treatment step is necessary to meet e?uent standards.29,31,32 However,recent studies with anaerobic membrane bioreactors indicate that polishing may be accomplished within an anaerobic reactor itself while providing a good quality e?uent with low suspended solids and BOD concentrations.33à35 Hypothetical Anaerobic Treatment System for Energy Recovery and Efficient Treatment.What might be the char-acteristics of a system designed for the efficient anaerobic treat-ment of domestic wastewater?Good treatment efficiency and low cost relative to that of conventional activated sludge treatment would be necessary.Additionally,CH4is a powerful greenhouse gas with a global warming potential about25times that of CO2,36 and thus must not be allowed to escape to the atmosphere.37As a useful biofuel,CH4should instead be captured and used as a renewable source of energy.To meet U.S.effluent standards of 30mg/L for both BOD and total suspended solids,the system should be designed to achieve an average effluent concentration of 15mg/L for each.A hypothetical anaerobic treatment system to illustrate the potential outcomes of such treatment is illustrated in Figure1.This includes a conventional primary settling tank in order to remove settleable suspended materials before secondary treatment,with resulting biosolids sent to a conventional anaero-bic digester.The effluent then passes to a secondary anaerobic membrane bioreactor that can prevent loss of biological solids to the effluent and thus maintain a sufficiently high solids retention time(SRT)as required for efficient biodegradation of organics.2A countercurrent air-stripping unit is the final process shown,the purpose of which is to remove and use the dissolved CH4,18as well as to add O2to the effluent stream.

Membrane bioreactors are widely used today for aerobic waste-water treatment,as they are capable of producing a high quality e?uent with low suspended solids concentration and small footprint relative to traditional aerobic treatment systems,but have a higher energy usage as required to reduce membrane fouling.38However,a potential signi?cant reduction in the mem-brane energy cost might be obtained using a new anaerobic reactor design,the anaerobic?uidized membrane bioreactor(AFMBR), which combines a membrane system with an anaerobic?uidized bed reactor(AFBR).35

An AFBR contains particulate media such as granular activated carbon(GAC)that is suspended in the reactor by the upward velocity of the?uid being treated.Wastewater treatment is e?ected by a bio?lm attached to the media.The AFBR is particularly e?ective for low strength wastewaters as it has good mass transfer characteristics and can retain a high concentration of active microorganisms without organism washout at short detention times of minutes to a few hours,2a necessity for economical anaerobic treatment of low strength wastewaters.By placing membranes within the reactor itself,the moving action of the suspended media along the membranes reduces fouling,and at low energy expenditure.35

In an initial AFMBR study to treat a dilute wastewater of about 500mg COD/L at a reactor detention time of5h,the total energy expenditure for operating the reactor and?uidizing the GAC media used was0.058kWh/m3of wastewater treated, about one-tenth of the energy requirement for a typical aerobic membrane bioreactor.35Achieved was an e?uent COD of7mg/L (99%removal)and less than1mg/L of suspended solids.While much yet needs to be done to evaluate e?ectiveness with domestic wastewater under ambient conditions and to optimize

performance,the potential for anaerobic domestic wastewater treatment to be energy producing,cost-e?ective,and to meet environmental discharge requirements has been demonstrated. Comparisons with Conventional Activated Sludge Treat-ment.An evaluation was made of the potential benefits of anaerobic domestic wastewater treatment compared to a conventional acti-vated sludge system with sludge digestion,assuming wastewater composition listed in Table1.Figure2a illustrates that with full anaerobic treatment a doubling of CH4production over conventional aerobic treatment is obtained,and energy production greatly exceeds the energy needs for plant operation(Figure2c).Anaerobic domestic wastewater treatment could be a net energy producer.Another significant advantage is that the quantity of digested sludge resulting from anaerobic treatment is much less than with aerobic treatment (Figure2b),another highly significant cost as well as energy benefit. Issues That Need Addressing.While complete anaerobic domestic wastewater treatment has potential energy and cost savings,there are important issues that need to be addressed. First,for climate change concerns,CH4must not be allowed to escape to the atmosphere but should be collected and used. Energy for stripping CH4is anticipated to be less than0.05kWh/m3, as much less CH4would have to be transferred than with O2in an aerobic treatment system,and both have similarly low solubility. Because of its importance,research on cost and energy-efficient methods for such CH4capture is needed.An associated problem that also requires more attention is sulfate(SO42-)reduction to sulfide(S2-),which competes with CH4production and pro-duces a toxic and corrosive gas(H2S).2,37

Another issue is the removal of wastewater nutrients,which is being required more frequently because of the adverse environ-mental impacts that nutrients can have on receiving waters. There are many approaches here that can be used with anaerobic treatment such as chemical precipitation for P30,39or its conversion into struvite(NH4MgPO436H2O)for recovery as fertilizer.39For N removal,the traditional approach with nitri?-cation and denitri?cation is highly energy consuming as well as wasteful of the fertilizing potential o?ered.A less energy-wasteful approach is the newer anammox process,which oxidizes ammo-nia(NH3)with nitrite(NO2à)to produce harmless N2gas.40 This is a low-oxygen-consuming process that does not require organics for denitri?cation,organics that are better converted into CH4for energy production.Another option aimed at recovering both N and P nutrients and being applied in Europe is source-separation of urine so that it does not become part of the domestic wastewater.Urine contains a majority of the N and P nutrients and might be treated separately and less expensively to recover the nutrients for use in fertilizer.41

In water-poor areas where the treated wastewater might be used for crop or landscape irrigation,both the water and the nutrients can be reused,and energy requirements are signi?-cantly less than for potable reuse where reverse osmosis may be required.When coupled with complete anaerobic treatment, reuse for irrigation is perhaps one of the best ways to capture the full resource potential of wastewaters.Anaerobic secondary treatment to reduce energy and operating costs for municipal wastewater treatment has good potential,more pilot as well as fundamental studies to better explore options for e?uent CH4 removal and to optimize treatment would appear worthwhile. What Can We Do Now?While complete anaerobic treatment of domestic wastewater has perhaps the best current potential for capturing wastewater’s organic energy content,retrofitting exist-ing conventional aerobic wastewater treatment plants to anae-robic facilities could be costly.The complete anaerobic approach might best be applied with new treatment systems once sufficient experience with them is gained.In the mean time,other practices can help to significantly reduce the overall energy requirements for water supply and treatment,and better capture wastewater’s total resource potential.4Energy requirements in aerobic waste-water treatment systems can be reduced through upgrading energy-inefficient equipment,better control of aeration systems to deliver only the O2actually needed,and through the use of more energy-efficient aeration

diffusers.Reducing the solids retention Figure1.A hypothetical system for complete anaerobic treatment of domestic wastewater.

times in aeration basins also results in smaller O 2and energy requirements,with more of the wastewater organics converted into biosolids that can be sent to digesters for increased CH 4production.Also many thermal,physical,chemical,and electrical methods are now available that increase the biodegradability of biosolids with potential for reducing overall energy requirements.2Perhaps the most readily adaptable approach to reduce external energy requirements with existing treatment plants is to make full use of the CH 4produced from conventional anaerobic digesters through use of combined heat and power (CHP)systems (co-generation).The U.S.Environmental Protection Agency (EPA)estimates that of the 16000municipal wastewater treatment facilities operating in the U.S.,roughly 1000operate with a total in ?uent ?ow rate greater than 19000m 3/day,a size considered su ?cient for CHP.12However,only 544of these facilities employ anaerobic digestion,and only 106of these now utilize the biogas produced to generate electricity and/or thermal energy.EPA estimates that if all of the 544treatment plants that already have anaerobic digestion adapted CHP,the energy reduction would be equivalent to removing the emissions of approximately 430000cars.12The bioenergy production potential here is signi ?cant.

Another change in thinking directed toward more energy-e ?cient systems is the use of distributed,rather than the centralized treatment systems favored in the past due to econo-mies of scale.Centralized plants are generally located down gradient in urban areas,permitting gravity wastewater ?ow to the treatment plant,while the demand for reclaimed wastewater generally lies up gradient.This means higher energy demands for pumping of the reclaimed wastewater back to areas of need.These energy costs can be reduced through use of smaller distributed treatment plants located directly in water short areas.The Sanitation Districts of Los Angeles County has satellite treatment systems located in up-gradient communities where reclaimed wastewater is applied to percolation beds for mixing with groundwaters used for domestic consumption.The bioso-lids produced are sent through a trunk sewer to a centralized plant located near the Paci ?c coast,where su ?cient CH 4is produced to satisfy most of the energy needs through a CHP system at the plant.Distributed treatment systems are even used at small scale.The upscale Solaire apartment complex,located adjacent to the Hudson River on Manhattan Island,New York City,has its own membrane biological treatment system in the basement to reclaim 95m 3/day of apartment wastewater for irrigation of its rooftop gardens and for use in toilets and the building ’s cooling system.Excess wastewater and biosolids are sent to New York City ’s North River Wastewater Treatment Plant for biogas and energy production.Wastewater energy is thus captured e ?ciently,and the demand on the city ’s water system is reduced,as is the load on the North River Plant.The Monterey,CA,Regional Water Pollution Control Plant is located in a prime vegetable-producing but water-short agricultural area,and uses anaerobic treatment coupled with CHP to produce 50%of the plants energy requirements.The 76,000m 3/day of reclaimed water produced is applied to 4900ha containing vegetable crops to satisfy their need for both irrigation water and plant nutrients,thus all three of wastewater ’s important resources are being utilized.These exam-ples well demonstrate how overall energy requirements for treat-ment can be reduced through more energy-e ?cient practices in addition to capturing wastewater ’s energy potential,while simul-taneously capturing its water and fertilizing nutrient resources.Today there is increased understanding of the importance of working toward better sustainability in our water and wastewater treatment systems.Toward this end the further development and wider application of advanced treatment systems,such as the anaerobic membrane bioreactor,that can better capture the full energy and the water and nutrient resource potential contained in wastewater is a highly desirable goal.

’AUTHOR INFORMATION

Corresponding Author

*Phone:650-723-4131;fax:650-725-3164;e-mail:pmccarty@https://www.wendangku.net/doc/3016647529.html,.

’BIOGRAPHY

Dr.McCarty is Emeritus Professor at Stanford University and WCU Professor at Inha University in Korea.He is coauthor of the textbooks,Chemistry for Environmental Engineering and Science and Environmental Biotechnology àPrinciples and Applica-tions .He is recipient of the Tyler Prize for Environmental Achievement and the Stockholm Water Prize.Dr.Bae is Pro-fessor in the

Department of Environmental Engineering at Inha

Figure https://www.wendangku.net/doc/3016647529.html,parative estimates of CH 4,sludge,and energy produc-tion per cubic meter of wastewater treated for full anaerobic treatment versus conventional aerobic treatment with sludge digestion.(a)CH 4production (STP)associated with primary sludge digestion (blue)and secondary treatment (red).(b)Volume of digested sludge resulting from primary treatment (blue)and from secondary treatment (red).(c)Biogas energy produced (blue)and energy used in overall waste-water treatment (red).

University with primary interests in biogas recovery from solid wastes and wastewaters.Dr.Kim is an Assistant Professor in the same department at Inha University.The main focus of his research is on the development and use of membrane processes.

’ACKNOWLEDGMENT

This publication was supported by the WCU(World Class University)program through the National Research Foundation of Korea funded by the Ministry of Education,Science and Technology(grant number R33-10043).

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(36)Forster,P.;Ramaswamy,V.;Artaxo,P.;Berntsen,T.;Betts,R.; Fahey,D.W.;Haywood,J.;Lean,J.;Lowe,D.C.;Myhre,G.;Naganga,J.; Prinn,R.;Raga,G.;Schutz,M.;Van Dorland,R.,Changes in atmo-spheric constitutents and in radiative forcing.In Climate change2007: The Physical Science Base,Fourth Assessment Report of the Intergovern-mental Panel on Climate Change,Soloman,S.,Qin,D.;Manning,M.; Chen,Z.;Marquis,M.;Averyt,K.B.;Tignor,M.;Miller,H.L.,Eds.; Cambridge University Press:Cambridge,2007.

(37)Noyola,A.;Morgan-Sagastume,J.M.;Lopez-Hernandez,J.E. Treatment of biogas produced in anaerobic reactors for domestic wastewater:odor control and energy/resource recovery.Rev.Environ. Sci.Bio/Technol.2006,5,93–114.

(38)Wastewater Management Fact Sheet,Membrane Bioreactors;U.S. Environmental Protection Agency:Washington DC,2007;p9. (39)de-Bashan,L.E.;Bashan,Y.Recent advances in removing phosphorus from wastewater and its future use as fertilizer(1997à2003). Water Res.2004,38(19),4222–4246.

(40)Strous,M.;VanGerven,E.;Zheng,P.;Kuenen,J.G.;Jetten, M.S.M.Ammonium removal from concentrated waste streams with the anaerobic ammonium oxidation(anammox)process in di?erent reactor con?gurations.Water Res.1997,31(8),1955–1962.

(41)Larsen,T.A.;Alder,A.C.;Eggen,R.I.L.;Maurer,M.;Lienert, J.Source separation:Will we see a paradigm shift in wastewater handling?Environ.Sci.Technol.2009,43,6121–6125.

(42)Tchobanoglous,G.;Burton,F.L.,Wastewater Engineering: Treatment,Disposal,Reuse,3rd ed.;McGraw-Hill,Inc.:New York, 1991;p1334.

【高考生物】运动生物化学考题(A卷)

(生物科技行业)运动生物化学考题(A卷)

运动生物化学考题(A卷) 一.名词解释:(每题4分,共24分) 1.电子传递链(呼吸链) 2.底物水平磷酸化(胞液) 3.糖酵解作用 4.酮体 5.氨基酸代谢库 6.运动性疲劳 二.填空题:(每空1分,共25分) 1.运动生物化学是生物化学的分支,是研究时体内的化学变化即及其调节的特点与规律,研究运动引起体内变化及其的一门学科。是从生物化学和生理学的基础上发展起来的,是体育科学和生物化学及生理学的结合。 2.据化学组成,酶可以分为:类和类,在结合蛋白酶类中的蛋白质部分称之为,非蛋白质部分称为(或辅助因子)。 3.人体各种运动中所需要的能量分别由三种不同的能源系统供给。即、、。 4.生物氧化中水的生成是通过电子呼吸链进行的,在呼吸链上有两条呼吸链,一条为:NADH 氧化呼吸链,一分子NADH进入呼吸链后可产生分子的ATP;另一条为FADH2氧化呼吸

链,一分子FADH2进入呼吸链后可产生分子ATP。 在肝脏,每分子甘油氧化生成乳酸时,释放能量可合成ATP;如果完全氧化生成CO2和H2O时,则释放出的能量可合成ATP。 5.正常人血氨浓度一般不超过μmol/L。 评价运动时体内蛋白质分解代谢的常用指标是尿素氮;尿中。 血尿素在安静正常值为毫摩尔/升 6.运动强度的生化指标有、、;运动负荷量的生化评定指标主要有:、、、。 三、辨析题:(判断正误,如果表述错误,请将正确的表述论述出来。每题判断正误2分,论述2分,共16分) 1.安静时,运动员血清酶活性处于正常范围水平或正常水平的高限;运动后或次日晨血清酶活性升高;血清中酶浓度升高多少与运动持续时间、强度和训练水平有关。运动员安静时血清升高是细胞机能下降的一种表现,属于病理性变化。 2.底物水平磷酸化与氧化磷酸化都是在线粒体中进行的。 3.所有的氨基酸都可以参与转氨基作用。 4.脂肪分子中则仅甘油部分可经糖异生作用转换为糖。脂肪酸不能转化为糖。

[物理教学,初中,效果]浅探提高初中物理教学效果的方法

浅探提高初中物理教学效果的方法 在教学中,如果学生的积极性较低,所取得的教学效果也是不尽如人意的.因此,在初中物理教学中,教师要调动学生学习、思考的积极性,提高教学效果. 一、创设问题情境,激发学生的学习兴趣 “兴趣是最好的老师”.在初中物理教学中,教师要依据教学内容创设问题情境,激发学生学习物理的兴趣,促使学生积极参与教学活动,从而提高学生分析问题、解决问题的能力.例如,在讲“大气压”时,教师可以把一支稍小的试管插入一支盛满水的试管中,提出问题:若把两支套着的试管同时倒转过来,使管口朝下,小试管会从大试管中掉下来吗?学生肯定地回答:会掉下来.教师演示实验,把两支试管倒转到竖直位置.学生清楚地看到,小试管不仅没有掉下来,反而沿着大试管上升了.结果出乎预料,学生的好奇心被点燃,激起了他们探索的欲望.此时教师要抓住学生的好奇心开展教学活动,引出本节课要讲的内容.这样,加深了学生对本节课知识的认识,激发了学生学习物理的兴趣. 二、优化物理实验教学,培养学生的创新能力 1.在创新中进行物理实验教学.在物理教学中,实验是非常重要的一个环节,是学生学习物理的重要手段,也是培养学生创新能力的重要途径.因此,教师要抓住实验教学这块阵地,让学生积极思考,重点探究实验教学的创新思维方式,在创新中进行物理实验教学.在教学中,教师不但要秉承“学以致用,培养学生的创新能力”这一教学理念,还要让学生共同讨论,改进实验,在创新中发展,在思考中提升.教师要有针对性地选择实验内容引导学生进行创新思考,从而达到学以致用的目的. 2.在物理实验中,教师要培养学生集思广益、共同创新的习惯.初中物理实验是小组合作的实验,单凭某一个学生的力量很难完成物理实验教学的内容.因此,教师要设计实验过程中将会出现的各种问题,安排学生在不同的合作小组中完成实验. 三、联系生活实际,增强物理学科的实用性 物理学科与实际生活有着密切的联系.学生学习物理知识的目的是,利用物理知识解释生活中的一些现象,并且借助物理知识解决生活中出现的问题.例如,在学习“惯性”后,学生明白了公交车在刹车的时候,身体向前倾的原因;在学习“物态变化”后,学生明白了夏天在教室里面洒水会起到降温的作用;在学习“串联、并联电路”后,学生明白了大街上路灯的工作原理.因此,在初中物理教学中,教师要将物理知识与实际生活联系起来,让学生感受到物理学科的实用性. 四、适当开展社会实践活动 1.收集和整理.要求学生按章节物理知识点和规律观察身边相应的物理现象,并由专题小组收集整理与知识过关同步进行.例如,有的学生回家看到妈妈把孵化一段时间的鸡蛋放到盛水的盆中观察和检验,他起初大惑不解,便写了篇观察记录,并通过小组讨论弄懂了其中的奥妙.事后他在回忆中风趣地写到“原来我妈妈也懂得运用物理知识呢?”

物理量是什么

理是什么?物理量是什么? 物理是一门关于物质、运动和能量的科学,涉及到很多对象或类,基本分为力、热、电、光和声学,又细分为原子物理、核物理、固体物理、化学物理等。为了了解、认识、区别和衡量这些学科中的对象,定量和定性描述成为必然,物理量就起到了这个作用。描述一个对象或系统需要多个物理量,在工程设计和选择中,了解这些物理量非常重要。 物理量的定义为物体可测量的量,或其属性可量化;或物体的属性通过测量可量化。一个物理量包括它的定义、单位和符号表示。物理量又分为基本物理量和导出物理量。物理量由‘数量’和‘单位’构成。国际上定义了7个基本物理量包括长度、质量、时间、电流、温度、物质的量、和光流明强度,称为“LMTIQNJ”(length L, mass M, time T, electriccurrent I, thermodynamic temperature Q, amount of substance N and luminousintensity J)。物理量又分为矢量和标量等。 值得注意的是,这七个基本量中只有电流是矢量,其余都是标量!时间又是个不可逆的量。最有趣的是‘物质的量’这个物理量,居然是个‘数目’,是一摩尔物质中所含的原子数。 导出物理量是从基本物理量中引出的,比如力、速度、密度等。物理量的定义及其描述和研究成为人们对物理世界研究和认识的基础和出发点。物理世界的大厦也就是建立在这些物理量的基础之上。 物理量用符号来表示和记忆,言简意赅,直指物性。 物理量不仅是个符号,更有其内涵和实际意义。通过定义,使得被研究对象的特征属性更加清晰明了,不仅有各自的属性,如:磁、电、手性、自旋、频率等,还有大小轻重快慢的反映。有了物理量,不同对象之间还可以进行比较,还能够进行运算和推导等。物理量的定义就起到了这些作用。因此,物理量是一种属性,是一种标志,是一种和其它量的差别或区别。 物理量是否一定要能够“直接”测量吗?导出物理量就属于间接测量出来的。比如,速度(米/秒),就需要分别测量位移和时间。 物理的实在性或可操作性是源于它的可测量性和可观察性,即物理的实在性,因此,描述物理现象和过程的物理量都是实实在在的物理量,都有其具体含义。物理量的测量就包含了间接的测量。事实上,物理中绝大部分的物理量都不是直接测量得到的。 物理常数是物理量吗?以前似乎从来没有人讨论过这个问题。比如,普朗克常数k,波尔兹曼常数h。它们无疑都是物理量,它们不仅有数量,还有单位,比如,k=6.62X10-34焦耳秒,而且其精度在不断被提高和认知。

内蒙古伊化化学工业集团有限公司品牌经营策划方案

内蒙古伊化化学工业集团有限公司品牌经营策划方案

内蒙古伊化化学工业集团有限公司 品牌经营策划方案 (讨论稿) 创造名牌产品、实施品牌战略已成为市场竞争、经济发展的重要手段和振兴企业经济的重要措施。品牌作为一种驰名和著名商标,是产品质量信誉的标记,是产品满足一定社会需要的反映,是高质量、高效益、高市场占有率、高信誉度的集中表现,是由市场承认的具有超群市场表现的产品。在现代市场中,质量竞争已取代价格竞争成为市场竞争的中心内容。21世纪是质量和信誉的世纪,如果我们没有质量过硬的产品,在市场上是很难立住脚的。一个名牌产品能带动一个企业,能振兴一方土地。企业要走向成功,地区要走向发展,需要实施名牌战略,在竞争中才能争取优势地位。 一、公司品牌经营的基本情况 8.23会议上戴总提出了三年精品战略的构想,现在还没有实质性的进展,今年公司又把品牌经营提上了议事日程。可是当前我们公司使用的商标有伊化、远兴、马兰、阿瑞美、天湖、中天、柴达木等,其中享有自治区名牌称号的有伊化牌纯碱、马兰牌小苏打、远兴牌小苏打、远兴牌纯碱。尽管这些商标各有各的特点和内涵,各自有各自的市场和用户,可是由于商标诸多对伊化整体形象的宣传和塑造并没有起到应有的作用和效果。各企业宣传各自的产品和品牌,甚至为了各自的利益在市场上相互抵毁,排斥手足,这种现象的出现主要是因为商标不统一、不规范造成的。因此根据公司当前发展的实际情况,实施品牌经营已势在必行,经过实施品牌经

营,树立公司的整体形象。有了稳定的品牌,就有了市场,就有了企业发展的动力,推进公司精品战略的实施。 二、品牌经营的基础 1.品牌的核心是具有能让用户满意的产品质量,因此要建立严格的质量管理体系――生产出用户“用得放心”的产品。 2.依靠企业自身具备一定的技术实力与较强的经营管理能力,即具有不断地开发产品的实力,不断开发新产品,满足用户日益变化的需求和社会变迁,保持品牌的价值与企业成长,保持旺盛的品牌生命力。 3.建立优质的售前、售中、售后服务。 三、品牌的使用 1.公司的主导产品是纯碱和小苏打,而“远兴”和“马兰”都是自治区著名商标,因此“远兴”和“马兰”就用于纯碱和小苏打的合格品以上产品的包装(具体标准见精品质量指标要求),而且“远兴”牌商标仅限使用在由天然碱加工制得的纯碱。不符合“远兴”和“马兰”品牌质量要求的产品一律禁止使用这两个商标。 2.公司生产的其它产品和不符合“远兴“、”马兰“牌包装的纯碱和小苏打,一律使用“伊化”牌商标进行包装。“伊化”牌商标采取主、副商标识别产品的办法,如:伊化*合成纯碱,伊化*硫化碱,伊化*XXX(详细情况见商标使用表)。 3.设计集团统一标志,将标志和商标区分开来,标志是企业的象征、是标杆,不能将标志等同于商标,也不能用商标代替标

运动生物化学学习重点大全

绪论生物化学:是研究生命化学的科学,它从分子水平探讨生命的本质,即研究生物体的分子结构与功能、物质代谢与调节及其在生命活动中的作用。运动生物化学:是研究人体运动时体内的化学变化即物质代谢及其调节的特点与规律,研究运动引起体内分子水平适应性变化及其机理的一门学科。 运动生物化学的任务主要体现在:1、解释人体运动变化的本质;2、评定和监控运动人体的机能;3、科学的知道体育锻炼和运动训练。 第一章 1.酶催化反应的特点是什么?影响酶促反应速度的因素有哪些? 一、高效性;二、高度专一性;三、可调控性 一、底物浓度与酶浓度对反应速度的影响;二、PH对反应速度的影响;三、温度对反应速度的影响;四、激活剂和抑制剂对反应速度的影响; 2.水在运动中有何作用?水代谢与运动能力有何关系? 人体内的水是进行生物化学反应的场所,水还具有参与体温调节、起到润滑等作用,并与体内的电解质平衡有关。 运动时,人体出汗量迅速增多,水的丢失加剧。一次大运动负荷的训练可以导致人体失水2000~7000ml,水丢失严重时即形成脱水,会不同程度的降低运动能力。 3.无机盐体内有何作用?无机盐代谢与运动能力有何关系? 无机盐在体内中解离为离子,称为电解质,具有调节渗透压和维持酸碱平衡等重要作用。

4.生物氧化合成ATP有几种形式,他们有何异同? 生物氧化共有两种形式:1、底物水平磷酸化;2、氧化磷酸化 相同点:1、反应场所都是在线粒体;2、都要有ADP和磷酸根离子存在 不同点:1、在无氧代谢供能中以底物水平磷酸化合成ATP为主,而人体所利用的ATP约有90%来自于氧化磷酸化的合成即在有氧代谢中主要提供能量;2、底物水平低磷酸化不需要氧的参与,氧化磷酸化必须要有氧;3、反应的方式不同。 5.酶对运动的适应表现在哪些方面?运动对血清酶有何影响? 一、酶催化能力的适应;二、酶含量的适应。 ①、运动强度:运动强度大,血清酶活性增高 ②、运动时间:相同的运动强度,运动时间越长,血清酶活性增加越明显 ③、训练水平:由于运动员训练水平较高,因此完成相同的运动负荷后,一般人血清酶活性增高比运动员明显 ④、环境:低氧、寒冷、低压环境下运动时,血清酶活性升高比正常环境下明显。 6.试述ATP的结构与功能。 ATP分子是由腺嘌呤、核糖和三个磷酸基团组成的核苷酸,其分子结构 功能:生命活动的直接能源;合成磷酸肌酸和其他高能磷酸化合物 7.酶:酶是生物体的活性细胞产生的具有生物催化功能的蛋白质。 生物氧化:指物质在体内氧化生成二氧化碳和水,并释放出能量的过程。生物氧化实际上是需氧细胞呼吸作用中一系列氧化---还原反应,故又称为细胞呼吸。 同工酶:人体内有一类酶,他们可以催化同一化学反应,但催化特性、理

化学工业集团总公司有机化工厂爆炸事故

化学工业集团总公司有机化工厂爆炸事故 集团公司文件内部编码:(TTT-UUTT-MMYB-URTTY-ITTLTY-

某化学工业集团总公司有机化工厂爆炸事故 一、事故经过 1996年7月17日,某有机化工厂乌洛托品车间因原料不足停产。经集团公司领导同意,厂部研究确定借停产之机进行粗甲醇直接加工甲醛的技术改造。7月30日15时30分左右,在精甲醇计量槽溢流管上安焊阀门。精甲醇计量槽(直径3.5米,高4米,厚8毫米)内存甲醇10.5吨,约占槽体容积的2/3。当时,距溢流管左侧0.6米处有一进料管,上端与计量槽上部空间相连,连接法兰没有盲板,下端距地面40厘米处进料阀门被拆除,该管敞口与大气相通。精甲醇计量槽顶部有一阻燃器,在当时35度气温条件下,槽内甲醇挥发与空气汇流,形成爆炸混合物。当对溢流管阀门连接法兰与溢流管对接焊口(距进料管敞口上方1.5 米)进行焊接时,电火花四溅,掉落在进料管敞口处,引燃了甲醇计量槽内的爆炸物,随着一声巨响,计量槽槽体与槽底分开,槽体腾空飞起,落在正西方80余米处,槽顶一侧陷入地下1.2米。槽内甲醇四溅,形成一片大火,火焰高达15米。两名焊工当场因爆炸、灼烧致死,在场另有11名职工被送往医院,其中6人抢救无效死亡。在现场救火过程中,有1人因泡沫灭火器底部锈蚀严重而发生爆炸,灭火器筒体升空,击中操作者下颌部致死。共有9人死亡,5人受伤。

二、评析 这是一起违章指挥、违章作业造成的重大死亡事故。在进行焊接作业前,没有与甲醇计量槽完全隔绝,进料敞口与大气相通造成空气汇流,达到爆炸极限;有机化工厂属于易燃易爆区域,为一级动火,但没有执行有关动火规定进行电焊作业,电焊火花引燃进料管口的爆炸混合物,是造成事故的直接原因。安全管理混乱是造成事故的主要原因。在甲醇技术改造项目中,没有施工技术方案和相应的安全技术措施;没有执行一级动火项目规定,擅自下放动火批准权限,动火管理失控;焊接现场没有组织监护措施。领导安全意识淡薄是造成事故的重要原因。根据化工行业《安全管理标准》规定,企业须按3-5‰比例配备安全管理人员,百人以上车间应设专职安全人员,但有机化工厂没有设安全科室和专职安全管理人员,安全措施不落实;没有按规定对职工进行教育培训,职工安全素质差(溢流管上下两头都是法兰螺丝联接,如把两头螺丝卸下,把溢流管搬到非禁火区焊接,完全可以避免事故的发生)。

运动生物化学 名词解释

运动生物化学:运动生物化学是生物化学的一个分支学科。是用生物化学的理论及方法,研究人体运动时体内的化学变化即物质代谢及其调节的特点与规律,研究运动引起体内分子水平适应性变化及其机理的一门学科。 1、新陈代谢:新陈代谢是生物体生命活动的基本特征之一,是生物体内物质不断地进行着的化学变化,同时伴有能量的释放和利用。包括合成代谢和分解代谢或分为物质代谢和能量代谢。 2、酶:酶是由生物细胞产生的、具有催化功能和高度专一性的蛋白质。酶具有蛋白质的所有属性,但蛋白质不都具有催化功能。 3、限速酶:限速酶是指在物质代谢过程中,某一代谢体系常需要一系列酶共同催化完成,其中某一个或几个酶活性较低,又易受某些特殊因素如激素、底物、代谢产物等调控,造成整个代谢系统受影响,因此把这些酶称为限速酶。 4、同工酶:同工酶是指催化相同反应,而催化特性、理化性质及生物学性质不同的一类酶。 5、维生素:维生素是维持人体生长发育和代谢所必需的一类小分子有机物,人体不能自身合成,必须由食物供给。 6、生物氧化:生物氧化是指物质在体内氧化生成二氧化碳和水,并释放出能量的过程。实际上是需氧细胞呼吸作用中的一系列氧化-还原反应,又称为细胞呼吸。 7、氧化磷酸化:将代谢物脱下的氢,经呼吸链传递最终生成水,同时伴有ADP磷酸化合成ATP的过程。 8、底物水平磷酸化:将代谢物分子高能磷酸基团直接转移给ADP生成ATP的方式。 9、呼吸链:线粒体内膜上的一系列递氢、递电子体按一定顺序排列,形成一个连续反应的生物氧化体系结构,称为呼吸链 。1、糖酵解:糖在氧气供应不足的情况下,经细胞液中一系列酶催化作用,最后生成乳酸的过程称为糖酵解。 2、糖的有氧氧化:葡萄糖或糖原在有氧条件下氧化分解,生成二氧化碳和水,同时释放出大量的能量,该过程称为糖的有氧氧化。 3、三羧酸循环:在线粒体中,乙酰辅酶A与草酰乙酸缩合成柠檬酸,再经过一系列酶促反应,最后生成草酰乙酸;接着再重复上述过程,形成一个连续、不可逆的循环反应,消耗的是乙酰辅酶A,最终生成二氧化碳和水。因此循环首先生成的是具3个羧基的柠檬酸,故称为三羧酸循环。 4、糖异生作用:人体中丙酮酸、乳酸、甘油和生糖氨基酸等非糖物质在肝脏中能生成葡萄糖或糖原,这种由非糖物质转变为葡萄糖或糖原的过程称为糖异生。 1、脂肪:脂肪是由3分子脂肪酸和1分子甘油缩合形成的化合物。 2、必需脂肪酸:人体不能自身合成,必须从外界摄取以完成营养需要的脂肪酸。如亚麻酸、亚油酸等。 3、脂肪动员:脂肪细胞内储存的脂肪经脂肪酶的催化水解释放出脂肪酸,并进入血液循环供给全身各组织摄取利用的过程,称为脂肪动员。 4、β-氧化:脂肪酸在一系列酶的催化作用下,β-碳原子被氧化成羧基,生成含2个碳原子的乙酰辅酶A和比原来少2个碳原子的脂肪酸的过程。 5、酮体:在肝脏中,脂肪酸氧化不完全,生成的乙酰辅酶A有一部分生成乙酰乙酸、β-羟丁酸、丙酮,这三种产物统称酮体。 1、氧化脱氨基作用:通过氧化脱氨酶的作用,氨基酸转变为亚氨基酸,再水解为α-酮酸和氨的过程。

物理学发展简史

物理学发展简史 摘要:物理学的发展大致经历了三个时期:古代物理学时期、近代物理学时期(又称经典物理学时期)和现代物理学时期。物理学实质性的大发展,绝大部分是在欧洲完成,因此物理学的发展史,也可以看作是欧洲物理学的发展史。 关键词:物理学;发展简史;经典力学;电磁学;相对论;量子力学;人类未来发展 0 引言 物理学的发展经历了漫长的历史时期,本文将其划分为三个阶段:古代、近代和现代,并逐一进行简要介绍其主要成就及特点,使物理学的发展历程显得清晰而明了。 1 古代物理学时期 古代物理学时期大约是从公元前8世纪至公元15世纪,是物理学的萌芽时期。 物理学的发展是人类发展的必然结果,也是任何文明从低级走向高级的必经之路。人类自从具有意识与思维以来,便从未停止过对于外部世界的思考,即这个世界为什么这样存在,它的本质是什么,这大概是古代物理学启蒙的根本原因。因此,最初的物理学是融合在哲学之中的,人们所思考的,更多的是关于哲学方面的问题,而并非具体物质的定量研究。这一时期的物理学有如下特征:在研究方法上主要是表面的观察、直觉的猜测和形式逻辑的演绎;在知识水平上基本上是现象的描述、经验的肤浅的总结和思辨性的猜测;在内容上主要有物质本原的探索、天体的运动、静力学和光学等有关知识,其中静力学发展较为完善;在发展速度上比较缓慢。在长达近八个世纪的时间里,物理学没有什么大的进展。 古代物理学发展缓慢的另一个原因,是欧洲黑暗的教皇统治,教会控制着人们的行为,禁锢人们的思想,不允许极端思想的出现,从而威胁其统治权。因此,在欧洲最黑暗的教皇统治时期,物理学几乎处于停滞不前的状态。 直到文艺复兴时期,这种状态才得以改变。文艺复兴时期人文主义思想广泛传播,与当时的科学革命一起冲破了经院哲学的束缚。使唯物主义和辩证法思想重新活跃起来。科学复兴导致科学逐渐从哲学中分裂出来,这一时期,力学、数学、天文学、化学得到了迅速发展。 2 近代物理学时期 近代物理学时期又称经典物理学时期,这一时期是从16世纪至19世纪,是经典物理学的诞生、发展和完善时期。 近代物理学是从天文学的突破开始的。早在公元前4世纪,古希腊哲学家亚里士多德就已提出了“地心说”,即认为地球位于宇宙的中心。公元140年,古希腊天文学家托勒密发表了他的13卷巨著《天文学大成》,在总结前人工作的基础上系统地确立了地心说。根据这一学说,地为球形,且居于宇宙中心,静止不动,其他天体都绕着地球转动。这一学说从表观上解释了日月星辰每天东升西落、周而复始的现象,又符合上帝创造人类、地球必然在宇宙中居有至高无上地位的宗教教义,因而流传时间长达1300余年。

初三年级物理学情及教学效果分析20

初三年级物理学情及教学效果分析 一、学生的学情 这学期我教的是初三年级两个班的物理课。开学初,我就认真学习了教材、新课标,全面掌握本册教材的目标、重点,就本册教材的教学做了全盘计划,保证教学的顺利进行。 1.初三学生的抽象思维能力比较低,形象思维能力强,但注意力容易分散。我们可以运用幽默的语言,甚至方言形象的讲解物理知识和概念。从而增强学生的兴趣和注意力。根据教育心理学,如果学生对于一件事物有极大的兴趣,他们就会排除主观和客观的种种消极因素, 尽量全身心地投入到知识的学习中去。 2.初三学生的心理特点: (1)兴趣:对物理普遍感兴趣,但有很大的不稳定性,好奇心强,求知欲旺盛,已不满足教师对知识的简单重复。(2)记忆:对刺激记忆手段多的知识记忆深刻,遵从记忆规律。(3)思维:偏重于形象思维,对片面,零碎的材料尚缺乏一定的概括分析能力。(4)评价:主要通过他人评价初步形成对自己的评价,所以很在乎他人的评价;自我认识较模糊、片面,但自我意识却不断增强。因此,在本学科的教学过程中,在注重启发引导,培养学生分析、概括能力的同时,更要注重教学方法的灵活性,通过物理小实验、小发明、小创作等,激发学生学习的兴趣,让学生乐于接受,易于接受。 3. 具体到我所教的班级: (1)学生情况:我所代的学生共有75人,2个教学班。其中男生的思维能力比较强,但学习上缺少耐心与细心,女生相对男生来说学习更加认真,但分析能力却不及男生。 (2)学生成绩:班级情况不同,学生成绩参差不齐。一班比二班相对好一些。 (3)学习习惯:部分学生主动学习的行为,深得老师赞赏。比较喜欢上物理课,学习热情也很高,并喜欢与老师友好相处,同学之间、师生之间常在一起交流学习体会。但仍有少部分学生学习懒散、学习习惯差,如:粗心大意、书写不认真,不愿思考问题,上课开小差,依赖老师讲解,依赖同学的帮助,作业喜欢与同学对题。

物理量的定义

物理量的定义、定义式和决定式 物理量指的是量度物质的属性和描述其运动状态时所用的各种量值,分为基本物理量和导出物理量。很多物理量又是基本物理概念,是建立物理规律的基础,所以理解好物理量的定义,掌握其定义式和决定式,对学好物理知识是非常重要的。 一、基本物理量的定义 基本物理量由人们根据需要选定的,在不同时期选定的基本物理量有所不同,从1971年选定的基本物理量已有七个,它们分别是长度、质量、时间、电流、热力学温度和发光强度。 基本物理量(包括单位)是依据选定的一个标准(国际公认)来定义的,不是用其它物理量定义的,所以基本物理量没有定义式和决定式。 二、导出物理量的定义和定义式 现在基本物理量只有七个,其余的物理量都是导出物理量,导出物理量是借助其它两个或两个以上物理量来定义的,它需要用一定的公式来表达。导出物理量一般包含两层意义,其一是要阐明其物理属性;其二是其量度方法,要说明量度方法,就要给出定义式。 导出物理量的定义式,可分为两类: 1.用其它物理量的比值来定义 例如功率是导出物理量,其定义为:做功的快慢可用功率来表示(物理属性),功W跟完成这些功所用时间t的比值叫功率(量度方法),其定义式为p=w/t。 用比值来定义的导出物理量很多,如密度、速度、加速度、电场强度、电容、磁感应强度等,根据其定义给出的定义式分别为ρ=m/v、v=s/t、a=(v t-v0)/t、E=F/q、C=Q/U、B=F/IL(B⊥I) 2.用其它物理量的乘积来定义 例如动能是导出物理量,其定义为:物体由于运动而具有的能量叫动能,是一种量度机械运动的物理量(物理属性),物体的动能等于物体质量m与速度v的二次方的乘积的一半(量度方法),其定义式为E k=mv2/2。 用乘积来定义的导出物理量还有功、重力势能、动量等,其定义式分别为W=Fscosα、E p=mgh、p=mv等。 三、导出物理量的决定式 决定式是表征某一导出物理量受其它物理量的制约或决定的公式,当决定式中的其它物理量一定时,该导出物理量也一定;当决定式中的其它物理量变化时,该导出物理量也随之变化,总而言之,导出物理量由决定式中的其它物理量来决定。 1.用比值来定义的导出物理量,其定义式说明的只是量度方法,并不是决

世界化工巨头强企业

世界化工巨头25强企业

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世界化工巨头25强企业(名单及简介) 1 巴斯夫 Basf 巴斯夫与大中华市场的渊源可以追溯到1885年,从那时起巴斯夫就是中国的忠实合作伙伴。它是中国化工领域最大的外国投资商之一,到2005年,巴斯夫在亚洲的投资总额将达到56亿欧元。其大中华员工人数已超过2,600人,并且有望在今后的几年内增加一倍。目前巴斯夫拥有10个全资子公司和7个合资公司,分别位于香港、北京、上海、南京、广州、吉林、沈阳和新竹。为了适应当地市场的需求,公司在香港、北京、上海、广州、南京、青岛和台北均设有办事处。2002年,巴斯夫在大中华区的销售额 达14亿欧元。 巴斯夫是世界领先的化工公司,向客户提供一系列的高性能产品,包括化学品、塑料品、特性产品、农用产品、精细化学品以及原油和天然气。其别具特色的联合体战略(即德语中的“Verbund”)是公司的优势所在。它使巴斯夫实现了低成本优势,从而保证了极大竞争优势。巴斯夫遵循可持续发展的原则来开展业务。2002年,巴斯夫的销售额达320亿欧元(约340亿美元),在全球拥有超过89,000名员工。巴斯夫公司的股票在法兰克福(BAS)、伦敦(BFA)、纽约(BF)、巴黎(BA)和苏黎士(BAS)的股票交易 所上市。 巴斯夫(中国)有限公司 https://www.wendangku.net/doc/3016647529.html, 上海西藏中路18号港陆广场20层 电话:(021)6385 1630 传真:(021)6384 847 2 拜尔 bayer 拜耳集团是化学及制药工业领域中首屈一指的国际性企业。拜耳公司生产经营的产品种类有一万多种,范围涉及药品、诊断技术设备、作物保护产品、塑料、合成橡胶、橡胶化学制品、纤维、染料、颜料 以及无机化学和有机化学的中间产品。 1863年8月1日,商人富黎德里希拜耳和颜料大师约翰富黎德里希威斯考特在今天德国乌珀塔尔市的巴门(Barmen)创建了一家染料企业“富黎德里希拜耳公司”(Friedr Bayer et Comp)。1912 年公司迁往德国勒沃库森(Leverkusen)。现在,莱茵河畔的勒沃库森城依然是拜耳集团的总部所在地。拜耳的业务活动伸展至全球各地:在六大洲的200个地点建有750家生产厂;拥有120,000名员工及350家分支机构,几乎遍布世界各国。拜耳早在 1882 年就开始了与中国的贸易往来。1958 年,拜耳在香港成立了其独立的贸易实体,即拜耳中国有限公司,从而正式开始了在中国的业务。1994 年拜耳在北京成立了控股公司-拜耳(中国)有限公司, 从而完善了拜耳集团在中国的组织结构。 如今,拜耳在中国大陆拥有12家企业,其中5家为独资子公司,拥有员工2800余名。大中华区成了拜耳在亚洲的第二大单一市场,2004年,拜耳在该区域的销售额在14.5亿欧元左右。中国业已成为拜 耳全球性投资的主要重心之一。 3 陶氏化学 Dow 陶氏化学公司是一家具领导地位的全球企业,以科学和技术见称,为各个主要消费市场提供创新的化学品、塑料、农用化工产品及服务,年总销售额达490亿美元。陶氏的客户遍布全球逾175个国家,所服务的多个市场、包括食品、运输、保健和医药、个人及家居护理、建造与工程等,均是对人类生活发展

关于运动生物化学知识总结

辨析体能、体适能、体质、身体素质。 体能,即运动员身体素质水平的总称。即运动员在专项比赛中体力发挥的最大程度、也标志着运动员无氧训练和有氧训练的水平,反映了运动员机体能量代谢水平。体能即人体适应环境的能力。包括与健康有关的健康体能和与运动有关的运动体能。 体适能是Physical Fitness的中文翻译,是指人体所具备的有充足的精力从事日常工作(学习)而不感疲劳,同时有余力享受康乐休闲活动的乐趣,能够适应突发状况的能力。 美国运动医学学会认为:体适能包括“健康体适能”和“技能体适能”。 健康体适能的主要内容如下: ①身体成分:即人体内各种组成成分的百分比,身体成分保持在一个正常百分比范围对预防某些慢性病如糖尿病、高血压、动脉硬化等有重要意义。 ②肌力和肌肉耐力:肌力是肌肉所能产生的最大力量,肌肉耐力是肌肉持续收缩的能力,是机体正常工作的基础。 ③心肺耐力:又称有氧耐力,是机体持久工作的基础,被认为是健康体适能中最重要的要素。 ④柔软素质:是指在无疼痛的情况下,关节所能活动的最大范围。它对于保持人体运动能力,防止运动损伤有重要意义。 技能体适能包括灵敏、平衡、协调、速度、爆发力和反应时间等,这些要素是从事各种运动的基础,但没有证据表明它们与健康和疾病有直接关系。[1] “体适能”可视为身体适应生活、运动与环境(例如;温度、气候变化或病毒等因素)的综合能力。体适能较好的人在日常生活或工作中,从事体力性活动或运动皆有较佳的活力及适应能力,而不会轻易产生疲劳或力不从心的感觉。在科技进步的文明社会中,人类身体活动的机会越来越少,营养摄取越来越高,工作与生活压力和休闲时间相对增加,每个人更加感受到良好体适能和规律运动的重要性。在测量上,体适能分为心肺适能、肌肉适能、与体重控制三个面向。 体质:由先天遗传和后天获得所形成的,人类个体在形态结构和功能活动方面所固有的、相对稳定的特性,与心理性格具有相关性。个体体质的不同,表现为在生理状态下对外界刺激的反应和适应上的某些差异性,以及发病过程中对某些致病因子的易感性和疾病发展的倾向性。所以,对体质的研究有助于分析疾病的发生和演变,为诊断和治疗疾病提供依据。 身体素质,通常指的是人体肌肉活动的基本能力,是人体各器官系统的机能在肌肉工作中的综合反映。身体素质一般包括力量、速度、耐力、灵敏、柔韧等。

物理趣事

有趣的物理小故事 阿基米德(Archimedes,约公元前287~212)是古希腊物理学家、数学家,静力学和流体静力学的奠基人。除了伟大的牛顿和伟大的爱因斯坦,再没有一个人象阿基米德那样为人类的进步做出过这样大的贡献。即使牛顿和爱因斯坦也都曾从他身上汲取过智慧和灵感。他是“理论天才与实验天才合于一人的理想化身”,文艺复兴时期的达芬奇和伽利略等人都拿他来做自己的楷模。从洗澡的故事说起关于阿基米德,流传着这样一段有趣的故事。相传叙拉古赫农王让工匠替他做了一顶纯金的王冠,做好后,国王疑心工匠在金冠中掺了假,但这顶金冠确与当初交给金匠的纯金一样重,到底工匠有没有捣鬼呢?既想检验真假,又不能破坏王冠,这个问题不仅难倒了国王,也使诸大臣们面面相觑。后来,国王请阿基米德来检验。最初,阿基米德也是冥思苦想而不得要领。一天,他去澡堂洗澡,当他坐进澡盆里时,看到水往外溢,同时感到身体被轻轻拖起。他突然悟到可以用测定固体在水中排水量的办法,来确定金冠的比重。他兴奋地跳出澡盆,连衣服都顾不得跑了出去,大声喊着“尤里卡!尤里卡!”。(Fureka,意思是“我知道了”)。他经过了进一步的实验以后来到王宫,他把王冠和同等重量的纯金放在盛满水的两个盆里,比较两盆溢出来的水,发现放王冠的盆里溢出来的水比另一盆多。这就说明王冠的体积比相同重量的纯金的体积大,所以证明了王冠里掺进了其他金属。这次试验的意义远远大过查出金匠欺骗国王,阿基米德从中发现了浮力定律:物体在液体中所获得的浮力,等于他所排出液体的重量。一直到现代,人们还在利用这个原理计算物体比重和测定船舶载重量等。“假如给我一个支点,我就能推动地球”阿基米德不仅是个理论家,也是个实践家,他一生热衷于将其科学发现应用于实践,从而把二者结合起来。在埃及,公元前一千五百年前左右,就有人用杠杆来抬起重物,不过人们不知道它的道理。阿基米德潜心研究了这个现象并发现了杠杆原理。阿基米德曾说过:“假如给我一个支点,我就能推动地球。”当时的赫农王为埃及国王制造了一条船,体积大,相当重,因为不能挪动,搁浅在海岸上很多天。阿基米德设计了一套复杂的杠杆滑轮系统安装在船上,将绳索的一端交到赫农王手上。赫农王轻轻拉动绳索,奇迹出现了,大船缓缓地挪动起来,最终下到海里。国王惊讶之余,十分佩服阿基米德,并派人贴出告示“今后,无论阿基米德说什么,都要相信他。”.

台湾大连化学工业股份有限公司

台湾大连化学工业股份有限公司台湾大连化学工业即台湾大连化学工业股份有限公司。 台湾大连化学:总部位于台北。股东为长春人造树脂厂股份有限公司、长春石油化学股份有限公司和南宝树脂化学厂股份有限公司。工厂在2003年设立于江苏省仪征市经济开发区大连路1号。在2004年4月正式投产,年产乙烯-醋酸乙烯共聚合物乳胶(VAE乳液)60,000吨、年产粉末可再分散乳胶粉(VAE胶粉)30,000吨。主要牌号有DA-1420、DA-1220、DA-1410、DA-1100、1200、1210、1400、TP-2300、3300、1130、1141、0050等系列产品。 台湾大连化学工业股份有限公司成立于1979年,由长春人造树脂厂股份有限公司、长春石油化学股份有限公司与南宝树脂化学工厂股份有限公司合资创办,公司初创设于台北市松江路301号,工厂地址座落于高雄市大社石化工业区。采用德国Bayer技术生产醋酸乙烯(VAM),年产能85,000公吨。 高雄厂1983年开工,为国内唯一生产VAM的工厂,供应给母公司长春石化、南宝树脂,作为生产PVA与PVAc的原料,以及国内外市场需求。 大连相当重视研究发展工作,高雄厂建置初期即着手研发开发醋酸乙烯(VAM)下游的产品,包括VAM氢化制程生产醋酸乙酯(EA),高压反应生产乙烯-醋酸乙烯共聚合乳胶(EVA),EVA乳胶粉体可再分散粉末(VAE),同时研究改善醋酸乙烯制程所使用的触媒效能。相关的研究开发工作也都得到了良好的成果。大连也利用VAM工场的副产品乙醛,研究砒啶合成,相关的化工技术与设计,整厂输出给长春石化,现在苗栗厂生产中。另外将醋酸乙烯制程改生产丙烯醇,以丙烯醇为原料开发合成1,4丁二醇(1,4-BDO)新制程,同时与日本保土谷技术合作生产聚四亚甲基醚二醇(PTG)。 台湾大连化学工业股份有限公司1983年开始生产醋酸乙烯酯,即进行开发下游衍生物,于1985年开始生产EVA乳胶为亚洲地区除日本之外的首家生产厂家。由于经过多年持续不断地努力,并致力于研究开发与品质改善,使得产品在市场上大获好评,目前已扩产至33万吨之年产能,为亚洲最大厂家,产能世界第一,。于1994年开始将EVA乳胶进行喷雾干燥生产可再分散乳胶粉VAE Powder,目前已有5.2万吨之年产能,为亚洲最大厂家,世界第三大。国内目前最大的指定经销商为济南豪建科技有限公司。 2004年起开始生产EVACL及EVCL乳液,为亚洲唯一生产厂家。至2009年DCC EVA 事业部于世界有三处生产基地,台湾高雄厂、马来西亚柔佛州厂和中国江苏仪征厂。销售市场遍及世界各地,包括中国、日本、韩国、印度、东南亚、澳洲、美洲、欧洲…等等。经过

“运动生物化学”课程教学大纲

“运动生物化学”课程教学大纲 教研室主任:田春兰执笔人:王凯 一、课程基本信息 开课单位:体育科学学院 课程名称:运动生物化学 课程编号:144213 英文名称:sports biochemistry 课程类型:专业方向任选课 总学时: 36理论学时:36 实验学时: 0 学分:2 开设专业:休闲体育 先修课程:运动解剖运动生理 二、课程任务目标 (一)课程任务 运动生物化学是从分子水平上研究运动与身体化学组成之间的相互适应,研究运动过程中机体内物质和能量代谢及调节的规律,从而为增强体质、提高竞技能力提供理论和方法的一门学科,是一门科学性和应用性很强的学科。重视最新科学成就的介绍和体现体育专业的特点及需要。在体育科学和体育教学中占有重要的地位,在体育专业各层次教学中被列为专业基础理论课,是体育院校学生的必修课。 (二)课程目标 在学完本课程之后,学生能够: 1.使学生初步了解运动与身体化学组成之间的相互适应,初步掌握运动过程中机体物质和能量 代谢及调节的基本规律。 2.为增强体质、提高竞技能力(如运动性疲劳的消除和恢复、反兴奋剂及其监测技术、机能监 控和评定、制定运动处方等)提供理论和方法。 3.增强学生的科学素养,培养科学思维的良好习惯。 三、教学内容和要求

第一章绪论 1.理解运动生物化学的概念,研究任务,发展、现状及展望; 2.了解运动生物化学在体育科学中的地位;激发学生学习本学科的兴趣; 3.使学生树立整体观、动态观,用辩证的思维去看待生命、看待运动人体。 重点与难点:运动生物化学的概念;运动生物化学的研究任务。 第二章糖代谢与运动 1.掌握糖的概念、人体内糖的存在形式与储量、糖代谢不同化学途径与ATP合成的关系; 2.了解糖酵解、糖的有氧氧化的基本代谢过程及其在运动中的意义; 3.掌握糖代谢及其产物对人体运动能力的影响; 4.熟悉糖原合成和糖异生作用的基本代谢过程及其在运动中的意义; 5.了解运动训练和体育锻炼中糖代谢产生的适应性变化。 重点与难点:糖代谢的不同化学途径及其与ATP合成的关系 第三章脂代谢与运动 1.掌握脂质的概念与功能、脂肪酸分解代谢的过程; 2.了解酮体的生成和利用及运动中酮体代谢的意义; 3.掌握运动时脂肪利用的特点与规律; 4.理解运动、脂代谢与健康的关系。 重点与难点:脂肪酸分解代谢的过程、酮体代谢的意义;运动时脂肪利用的特点与规律。第四章蛋白质代谢与运动 1.掌握蛋白质的概念、分子组成和基本代谢过程; 2.理解蛋白质结构与功能的辩证关系。 3.了解运动与蛋白质代谢和氨基酸代谢的适应。 重点与难点:运动时蛋白质和氨基酸代谢变化的规律;蛋白质的代谢过程; 第五章水无机盐维生素的生物化学与运动 1.了解掌握水的生物学功能与对运动能力影响 2.了解掌握无机盐的生物学功能及与运动能力的关系 3.了解掌握维生素的生物学功能与运动能力的关系 第六章酶与激素 1了解酶的特点,理解运动中酶的适应变化及运动对血清酶的影响和应用 2了解运动对

(完整版)初中物理教学方法

初中物理教学方法 教学改革是课程改革系统中的一个重要组成部分,没有与新课程配套的、先进的教学方法,再好的课程也难以发挥其应有的作用。目前物理教学中仍普遍存在的突出问题是教师很辛苦,学生很痛苦,即使这样,学生却没有得到应有的发展。想必这一点你也有很深的体会吧?你认为造成这种现状的根本原因是什么?改变现状的根本出路是什么? 接下来我将从教学的基本方法出发,与同志们共同研究物理教学法的基本特征和课程改革对物理教学的要求,并试图为教师的教学行为提供各种实施建议。 首先,我们来了解一下课堂教学方法改革的思路有哪些? 课堂教学方法的改革,是教学研究永恒的课题,是大面积提高教育教学质量的关键。。 1、现在教学方法的突出特点是,以发展学生智能为出发点,充分发挥教师主导作用,充分调动学生学习积极性,尤其注意学生学习方法的研究,引导学生由苦学变乐学,由学会变会学。教法改革服从人才素质培养,以大面积提高教学质量为目标。 2、教学改革要实现几个转变:(1)变单纯传授知识为在传授知识过程中重视能力培养;(2)变单纯抓智育为德智体全面发展;(3)变教师为中心为学生为主体; (4)变平均发展为因材施教,发展个性;(5)变重教法轻学法为教法学法同步改革。 3、现代教学改革应具备的新观念:(1)新教育思想发展的动态观念,不断更新教学思想,不断丰富教学思想。(2)要有全面发展的整体观念,培养多层次多规格的人才;(3)树立学生为主体的观念,学生是学习的主人:(4)要有重视实践的观念,应让学生在实践活动中锻炼成长;(5)要有教书育人的观念,以培养四有人才为宗旨。 4、我们必须掌握教学的教育性规律,没有无教育的教学。要发挥教学过程中的教育功能,坚持教书育人相结合的原则,坚持科学性和思想性相结合的原则。 5、当代各种先进教学流派的共同特点是:以培育学生健康向上的心理品质为基础,以创造条件使学生不断获得学习成功机会为主要原则,以引导学生走自学之路为主要方法,以培养学生学习兴趣为主要手段,以鼓励创新精神,培养创造能力为教学思想的核心。 6、现代各种教学方法的改革都是以研究和挖掘学生的学习潜能,最大限度地发挥及发展学生的聪明才智为追求目标。针对学生的实际,思想问题以思想来克服,心理问题以心理来强化,知识问题以知识来补救,能力问题以能力来培养。凡是先进的教学法,都是把提高学生素质放到首位。 7、成功的教学,首先要热爱学生,了解学生。没有热爱便没有教育,热爱学生是教育的全部技巧。热爱学生是教师的天职。教师只有热爱学生,才能受到学生的热爱。 8、主导作用与主体作用:要想充分发挥学生主体作用,必须发挥教师的主导作用。主导是为了主体的确立,而不能削弱、代替或否定主体。发挥主导作用,是为了发挥主体作用。教师主导作用发挥的水平,要以学生主体作用发挥的水平来衡量。教师的善教应该体现在学生的乐学善学上。 9、确立教学活动中学生的主体地位,发挥学生的主体作用,是衡量课堂教学改革的基本准则。培养学生的思维能力及自学能力为教学方法改革的导向。减轻学生负担,提高教学质量为教学改革的目的。

Removed_气象要素和物理量定义

气象要素和物理量定义(搬自师姐处) lats4d -i your_input_file.nc -ftype sdf -o your_outpu_file -format grads_grib 1. 海平面气压P sea单位:百帕(hPa) 2. 等压面高度H 单位:位势米 3. 温度T 单位:摄氏度(?C);绝对温度(?K) 4. 东西风U单位:米/秒(m/s), 通常正值为西风,负值为东风。 5. 南北风V单位:米/秒(m/s),通常正值为南风,负值为北风。 6.垂直速度ω 单位:百帕/秒(hPa·s-1),天气尺度的量级一般为10-3。 ●物理意义ω=dP/dT为P坐标里的垂直速度,负值表示上升运动,正 值表示下沉运动 ●应用 一定强度的上升运动是形成降水的条件之一,通常是诊断预报大 雪、暴雨、强对流等天气的物理量之一。 7.散度D 常用的是水平风散度,D=?u/?x+?v/?y,单位:/秒(s-1)。 ●物理意义由于水平风的不均匀造成空气在单位时间单位面积上的相对膨胀率。 ●应用 在诊断降水预报中有很重要的作用,低空辐合高空辐散是构成 上升运动的充分和必要条件,此外水汽的汇合主要也是靠低空流场的辐 合。 8.涡度ζ常用的是p坐标中的水平风的涡度,也就是涡度的垂直分量 ζ=?v/?x-?u/?y。 ●物理意义单位面积内空气旋转速率的平均情况。ζ>0表示气旋式旋 转,ζ<0表示反气旋式旋转。单位:/秒(s-1),天气尺度的量级为

10-5。 ●应用 通常用来表征天气系统涡旋度之强度。 9.比湿q ●定义单位质量湿空气实际含有的水汽质量。单位:g/kg(克/千克)。 10.相对湿度RH ●定义实际空气的湿度与在同一温度下达到饱和状况时的湿度之比值。单位:% 11.水汽通量用来表示水汽水平输送的强度。 ●物理意义每秒钟对于垂直于风向的、一厘米宽、一百帕高的截面所 流过的水汽克数,它是一个向量,方向与风速相同。单位:克/厘米·百 帕·秒(g/cm·hPa·s)。 ●应用 通常用来判断水汽来源,水气的输送方向和强度以及与环流系 统的关系等。 12.水汽通量散度? ●定义单位时间、单位体积内辐合或辐散的水气量。单位:克/厘米 2·百帕·秒(g/cm2·hPa·s)。天气尺度量级为10-7-10-6。 ●应用 通常用来定量地判断水汽在某些地区的汇聚与辐合,是诊断降 水的条件之一。 13.假相当位温θse ●定义 空气微团绝热上升,将所含的水汽全部凝结放出,再干绝热下 降到1000百帕时的温度。单位:绝对温度(°K)。 ●应用 θse随高度的分布能反映气层对流性稳定的情况。当?θse /?z>0 时,气层上干下湿,呈对流性不稳定;当?θse /?z<0时,气层为上湿下干,呈对流性稳定。 14.涡度平流即涡度的水平输送, =-(uζ?/?x+vζ?/?y)。 ●物理意义表示相对涡度在水平方向上不均匀时,由于空气的水平运 动所引起的涡度局地变化。涡度平流的符号决定于涡度与风的水平分 布,其强度与涡度梯度和垂直于等涡度线的风速成正比。

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