能量有哪几种?
饲料中能量的表达方式为总能、消化能、代谢能和净能四种。
总能
饲料中营养物质所含能量的总和,即饲料中的有机物,在氧弹测热器中全部燃烧后所产生的热量,称之为饲料总能。饲料总能除可通过测热器直接测量外,也可根据饲料化学成分间接地加以换算。试验结果证明,饲料中碳水化合物、蛋白质和脂肪在测热器中充分燃烧后所释放的总热量分别平均为17.36千焦、23.85千焦和38.91千焦。故根据饲料中的营养成分及热能均值,可换算出饲料的总能。例如,每千克玉米中含有粗蛋白质68.8克,粗脂肪37.4克,粗纤维和无氮浸出物746克;先用这些营养物质的含量乘以上述营养成分的热量均值,然后再把每项乘得的值相加,所得的总和为玉米总能值,即:68.8×23.85+37.4×38.91+746×17.36=1640.88+1455.23+12950.56=16046.67(千焦)≈16.05(兆焦)。而每千克玉米通过测热器测定总能含量为16.56(兆焦)。这样,用仪器测定的实测总能值与用营养成分计算的总能值基本相同,所出现的差距,主要是用营养成分计算方法,一些营养成分未计入,如维生素等有机物的能量。消化能饲料中可被猪消化的有机物质所含的能量,称为消化能。猪吃进饲料中的有机物质,有一部分被消化吸收利用,另一部分不能被消化吸收利用的则随粪便一起排出。被排出的粪中的有机物质仍含有能量,这种能量代表饲料中干物质中未经消化的能量。因此,消化能等于饲料总能减去粪中的能量,即:消化能=总能-粪能。
消化能的测定,是通过猪的消化代谢试验进行的,即把猪吃进的饲料和排出的粪便样品,放在测热器中燃烧来测定热量,再通过计算而得到能值。消化能值也可通过计算而得到,以玉米为例,通过试验测得玉米中蛋白质、脂肪、粗纤维和无氮浸出物的消化率分别为54.32%、96.46%、33.44%和91.00%,又知道每千克玉米中含有蛋白质68.8克、脂肪37.4克、粗纤维18.7克和无氮浸出物727.3克,用这些营养物质的值乘以测得的相应营养物质的消化率,得出的积数为可消化物质,即:
可消化蛋白质68.8×54.32%≈37.37(克);可消化脂肪37.4×96.46%≈36.08(克);可消化粗纤维18.7×33.44%≈6.25(克);可消化无氮浸出物727.3×91%≈661.84(克);然后,用各种营养物质每克热量均值乘以每千克玉米中可消化克数,再相加得到能值为:
37.37×23.85≈891.27(千焦)≈0.89(兆焦);36.08×38.91≈1403.87(千焦)≈1.40(兆焦);6.25×17.36≈108.5(千焦)≈0.11(兆焦);661.84×17.36≈11489.54(千焦)≈11.49(兆焦);即,0.89+1.40+0.11+11.49=13.89(兆焦)。
因此,每千克玉米的消化能计算值为13.89兆焦。代谢能总能减去粪能、尿能和气体能,或消化能减去尿能和气体能为代谢能。或者说,猪吃进去的饲料经过消化吸收后,参与机体内的代谢过程,并被利用的能量,称之为代谢能。
可消化碳水化合物和可消化脂肪中的能量,在代谢过程中能被充分利用,代谢后的产物二氧化碳和水不再含有能量;而可消化粗蛋白质在代谢过程中,有部分氮(氨基)不能在体内彻底氧化,由尿排出,故尿中含有能量,也就是尿能即代表饲料中不能被猪体利用的一部分能量。另外,在消化过程中产生的甲烷气体也含有能量,不能参与能量代谢。代谢能的换算公式为:代谢能=消化能-尿能-气体能(由于气体能很少,可忽略不计)。
由于实测每千克玉米约排出尿能0.68兆焦,所以每千克玉米含的代谢能为:13.89-0.68兆焦=13.21兆焦。净能代谢能减去体增热的能量为净能。猪采食饲料后,不仅产生粪能、尿能,而且在机体内还有以体热的形式损失的热量,这种热量一般称为体增热。实测每千克玉米约产生体增热1.85兆焦,故每千克玉米产生的净能应为:
净能=代谢能-体增热=13.21兆焦-1.85兆焦=11.36兆焦。
净能值是饲料中真正能供猪利用的能量值,可用于维持生命和生产产品。从理论上讲用净能值是最精确的,但是由于净能受多种因素的制约,且很不稳定,测定费事,所以,多数饲料的净能值都是由消化物质推算出来的。而消化能值是由猪消化吸收后的物质所含的能量计算的,数值相对稳定,测定比代谢能容易。因此,目前许多国家制订猪的饲养标准多采用消化能。但有些国家开始用净能替代消化能,以提高能量估计的准确性,降低养猪成本。可以预见,消化能将来会被净能取代。试验证明,消化能值与代谢能值的比率关系稳定在100∶96。
能量有哪几种形式
能量(energy)是物质的基本单元在空间中的运动周期范围的测量。现代物理学已明确了质量与能量之间的数量关系,即爱因斯坦的质能关系式:E=MC²。 能量的单位与功的单位相同,在国际单位制中是焦耳(J)。在原子物理学、原子核物理学、粒子物理学等领域中常用电子伏(eV)作为单位,1电子伏=1.602,18×10-19焦。物理领域,也用尔格(erg)作为能量单位,1尔格=10-7焦。 能量以多种不同的形式存在;按照物质的不同运动形式分类,能量可分为机械能、化学能、热能、电能、辐射能、核能、光能、潮汐能等。这些不同形式的能量之间可以通过物理效应或化学反应而相互转化[1]。各种场也具有能量。 能量的本质是物理意义上四维空间度量的一个物理量,类似的还有三维空间度量的物理量--动量,以及二维空间度量的物理量--质量等等。它们都是物质在不同维度所表现出来的物质属性,
能量是物质运动转换的量度,简称“能”。世界万物是不断运动的,在物质的一切属性中,运动是最基本的属性,其他属性都是运动的具体表现。能量是表征物理系统做功的本领的量度。
对应于物质的各种运动形式,能量也有各种不同的形式,它们可以通过一定的方式互相转换。在机械运动中表现为物体或体系整体的机械能,如动能、势能、声能等。在热现象中表现为系统的内能,它是系统内各分子无规则运动的动能、分子间相互作用的势能、原子和原子核内的能量的总和,但不包括系统整体运动的机械能。对于热运动能(热能),人们是通过它与机械能的相互转换而认识的(见热力学第一定律)[2]。
空间属性是物质运动的广延性体现;时间属性是物质运动的持续性体现;引力属性是物质在运动过程由于质量分布不均所引起的相互作用的体现;电磁属性是带电粒子在运动和变化过程中的外部表现,等等。物质的运动形式多种多样,每一个具体的物质运动形式存在相应的能量形式。
能量可分哪几种?
能量形式有机械能,热能,电能,光能,化学能和核能等。能量是物质的一种存在形态;它的表现形式是多种多样的。能量的每种形式都可以转换成其它形式,但能量不能消灭或无中生有。
光能(以可见辐射的形式转换而来或转换成可见辐射形式的能量。光能是由太阳蜡烛等发光物体所释放出的一种能量形式)。
声能(声能就像光能一样,所有振动的波形都具有能量!比如说光能/声能/红外线/次声波/超声波等都有能量。推动物质振动的那个能量)。
电能(电能是表示电流做多少功的物理量);热能(热能又称热量、能量等,它是生命的能源);磁能(泛指与磁相联系的能量,严格地说应指磁场能);机械能(机械能是动能与部分势能的总和)。
化学能(化学能是物体发生化学反应时所释放的能量,是一种很隐蔽的能量,它不能直接用来做功,只有在发生化学变化的时候才释放出来,变成热能或者其他形式的能量)。水能(水能是一种可再生能源,是清洁能源)。
风能(地球表面大量空气流动所产生的动能)。生物能(生物能是太阳能以化学能形式贮存在生物中的一种能量形式)。动能(机械能的一种)。