IB 環境研究/系統和模型

IB 環境系統

主題 1：系統和模型

系統 – 由相互關聯的各個部分組成的集合，透過某種驅動過程協同工作。

環境 – 被研究系統的周圍的一切

開放系統 – 與環境交換能量和物質。大多數生態系統都是開放的。

封閉系統 – 與環境交換能量，但不交換物質。我們的星球通常是封閉的。

孤立系統 – 不與環境交換能量或物質。實驗室實驗通常是孤立的。

- 熱力學第一定律：能量守恆。

能量不能被創造或毀滅，只能從一種形式轉化為另一種形式。宇宙中存在著固定量的能量。因此，生物體必須從其環境中獲取所需的能量。

-熱力學第二定律：在一個孤立的系統中，熵傾向於自發增加。

當能量從一種形式轉化為另一種形式時，一些能量會降級為更難以利用的熱量，並分散到環境中。因此能量的總量保持不變，但其可用性降低了。

熵衡量宇宙中的無序程度 - 可用能量更有序，而更難以利用的能量更分散/無序。熵自然地或自發地增加。

平衡 – 系統各組成部分之間的平衡狀態

穩定平衡 - 系統處於一種狀態，其中在受到干擾後，它傾向於返回到先前的平衡狀態

穩態平衡 - 開放系統中的一種狀態，在較長時間內沒有變化，但在極短時間內可能存在波動。物質和能量持續輸入和輸出，但系統整體保持在或多或少恆定的狀態。

動態平衡 - 沒有特定的“平均”狀態；系統在不同時間具有不同的平均狀態。在受到干擾後，系統可能會轉移到不同的“平均”狀態。