Informasi

2.7: Efisiensi Energi - Biologi

2.7: Efisiensi Energi - Biologi


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

2.7: Efisiensi Energi

Pintu eksterior baru sering kali lebih pas dan terisolasi daripada tipe lama. Jika Anda memiliki pintu yang lebih tua di rumah Anda, menggantinya mungkin merupakan investasi yang baik, menghasilkan biaya pemanasan dan pendinginan yang lebih rendah.

Jika Anda sedang membangun rumah baru, Anda harus mempertimbangkan untuk membeli pintu yang paling hemat energi.

Saat memilih pintu untuk efisiensi energi, penting untuk terlebih dahulu mempertimbangkan peringkat kinerja energinya dalam kaitannya dengan iklim lokal dan desain rumah Anda. Ini akan membantu mempersempit pilihan Anda.

Label National Fenestration Rating Council (NFRC) membantu Anda membandingkan peringkat kinerja energi pintu. Pelajari lebih lanjut tentang label NFRC.

Perhatikan bahwa ENERGY STAR menganggap pintu kaca sebagai jenis jendela.

Label menunjukkan koefisien perolehan panas matahari (SHGC) dan faktor-U untuk pintu.

Cari SHGC rendah di iklim yang terutama membutuhkan pendinginan dan SHGC tinggi di iklim yang membutuhkan pemanasan. Rentangnya adalah dari 0 hingga 1. SHGC mengukur seberapa baik suatu produk menahan panas matahari.

Carilah faktor-U yang rendah kisarannya dari 0,00-2,00. Semakin rendah faktor U, semakin baik pintu tetap panas.


Rapat Mendatang

Tidak ada pertemuan Building America yang dijadwalkan saat ini. Silakan berlangganan berita dan pembaruan Building America untuk menerima pemberitahuan tentang pertemuan mendatang.

Pertemuan Teknis dan Pemangku Kepentingan Sebelumnya

Pertemuan Ahli

Building America menyelenggarakan beberapa pertemuan ahli setiap tahun tentang berbagai topik efisiensi energi bangunan, yang dipresentasikan oleh anggota tim peneliti. Halaman ini menyediakan tautan ke proses pertemuan ahli sebelumnya, termasuk presentasi dan dokumen terkait.

TanggalTimPertemuan Ahli
9/29/14IBACOSTantangan Kode dengan Dinding Pemisah Area Multi-Keluarga
10/12/12BSCPendekatan yang Direkomendasikan untuk Kontrol Kelembaban di Rumah Berperforma Tinggi
9/28/12ARBIMenjelajahi Pemutusan Hubungan Antara Nilai dan Kinerja Lapangan Sistem Pemanas Air
7/28/12BSCLampiran Cladding di atas Isolasi Eksterior
6/28/12IKAN SALEM MUDAKeamanan Pembakaran
2/8/12Pusat Penelitian NAHBInovasi Utama untuk Menambahkan Efisiensi Energi ke Proyek Pemeliharaan
11/15/11Bintang UtaraHasil Penelitian Yayasan
11/14/11Bintang UtaraOpsi Jendela untuk Rumah Baru dan yang Sudah Ada
10/31/11ARBIPenghematan Energi yang Dapat Anda Gunakan
10/25/11KARBOHIDRATImplementasi Retrofit: Lingkungan Sekaligus
10/13/11ARIESPembaruan Penelitian Amplop Tingkat Lanjut
9/13/11BARMengubah Bangunan yang Ada Melalui Media Baru: Pertukaran Ide
7/31/11BSCRekomendasi untuk Menerapkan Pemanas Air di Ruang Kombinasi dan Sistem Pemanas Air Domestik
7/30/11BSCIsolasi Interior Struktur Masonry
7/28/11IKAN SALEM MUDAMencapai Kinerja Terpasang Terbaik dari Tungku Gas Perumahan Efisiensi Tinggi
7/13/11ARIESPemanasan Hidronik di Gedung Multikeluarga
3/29/11IBACOSTransisi Kontraktor HVAC Tradisional ke Kinerja Seluruh Rumah
3/11/11IBACOSSistem Pengkondisian Ruang Sederhana untuk Rumah Hemat Energi
11/16/10BA-PIRCMemberikan Retrofit yang Lebih Baik, Lebih Murah, dan Lebih Cepat melalui Penelitian yang Berfokus pada Pemangku Kepentingan
10/1-2/10NRELManajemen Energi Rumah Tingkat Lanjut
4/26/10BSCPengukuran Diagnostik dan Umpan Balik Kinerja untuk Peralatan Sistem Pengkondisian Ruang Perumahan

Tetap terkini dengan acara dan berita mendatang dengan berlangganan pembaruan Building America.

Bangunan Forrestal
1000 Independence Avenue, SW
Washington, DC 20585


Aturan Pembulatan Angka

Aturan 1: Tentukan berapa angka pembulatan Anda dan lihat angka di sebelah kanannya ( angka yang disorot ). Jika angka yang disorot adalah 1, 2, 3, 4 cukup letakkan semua angka di sebelah kanan angka pembulatan.
Contoh:
3.42 3 dapat dibulatkan menjadi 3.42 jika dibulatkan ke tempat perseratusan terdekat.
3.4 2 3 dapat dibulatkan menjadi 3.4 jika dibulatkan ke tempat persepuluhan terdekat
3. 4 23 dapat dibulatkan menjadi 3 jika dibulatkan ke tempat satuan terdekat.

Aturan 2: Tentukan angka pembulatan Anda dan lihat angka di sebelah kanannya ( angka yang disorot ). Jika angka yang disorot adalah 5, 6, 7, 8, 9 tambahkan satu ke angka pembulatan dan jatuhkan semua angka di sebelah kanan angka pembulatan.
Contoh:
2.78 6 dapat dibulatkan menjadi 2.79 jika dibulatkan ke tempat perseratusan terdekat.
2,7 8 6 dapat dibulatkan menjadi 2,8 jika dibulatkan ke tempat persepuluhan terdekat.
2. 7 86 dapat dibulatkan menjadi 3 jika dibulatkan ke tempat satuan terdekat.
2.8 5 6 dapat dibulatkan menjadi 2.9 jika dibulatkan ke tempat persepuluhan terdekat.

Pengecualian untuk Aturan 2: Bila angka pertama yang diturunkan adalah 5 dan tidak ada angka yang mengikuti atau angka-angka berikutnya adalah nol, buatlah angka sebelumnya menjadi genap (yaitu, bulatkan ke angka genap terdekat).
Contoh:
2.31 5 dan 2.32 5 keduanya 2.32 jika dibulatkan ke tempat perseratusan terdekat.


Contoh dan tip mengenai EGEE 102 Home Activities:

A. Hindari pembulatan bilangan bulat kecil

B. Sementara pembulatan angka kecil yang melibatkan desimal tidak dibulatkan sebelum tempat perseratus terdekat.

• 45.67844 sebaiknya dibulatkan ke 45.68 atau 45.678 atau 45.6784 dan bukan ke 45.7 atau 46 untuk menghindari kesalahan.

• Tip ini tidak perlu digunakan untuk angka >100 karena kesalahannya kecil.

C. 2. 9 8 4 dapat dibulatkan menjadi 3 jika pembulatan dilakukan ke satuan terdekat atau persepuluhan.


Sebagian besar kapasitas angin AS yang dibangun sejak 2011 terletak di pusat negara

Kapasitas angin di Amerika Serikat telah meningkat secara signifikan selama dekade terakhir, dari 40,1 gigawatt (GW) pada Januari 2011 menjadi 118,3 GW pada akhir 2020. Pertumbuhan kapasitas angin ini sebagian besar terkonsentrasi di tengah negara.

Wilayah Texas, Midwest, dan Tengah&mdashhome bagi beberapa sumber daya angin&mdashcombined paling produktif di negara itu menyumbang bagian terbesar dari pertumbuhan kapasitas angin AS dari 2011 hingga 2020 dengan 73% penambahan. Pada awal tahun 2011, wilayah Texas (yang meliputi wilayah yang dilayani oleh ERCOT) memiliki kapasitas angin 9,4 GW pada akhir tahun 2020, kapasitas telah meningkat menjadi 27,9 GW. Kapasitas angin di wilayah Midwest meningkat tiga kali lipat dari 8,6 GW pada tahun 2011 menjadi 26,9 GW pada tahun 2020. Pada tahun 2011, wilayah Tengah memiliki sekitar setengah kapasitas angin dari wilayah Texas dan Midwest. Setelah menambahkan lebih banyak kapasitas angin (20,5 GW) dalam dekade terakhir daripada wilayah lainnya, wilayah Tengah sekarang menjadi salah satu wilayah kapasitas angin AS teratas.

Meskipun memiliki kapasitas angin yang sama dengan wilayah Texas dan Midwest pada tahun 2011, wilayah Barat Laut memasang kapasitas angin baru yang jauh lebih sedikit (8,6 GW) antara tahun 2011 dan 2020 dibandingkan wilayah tersebut.

Wilayah California (yang mencakup semua kecuali bagian paling utara negara bagian) menambahkan 3,0 GW kapasitas angin antara 2011 dan 2020, yang menyumbang 4% dari pertumbuhan kapasitas angin nasional. Meskipun California adalah pengadopsi awal turbin angin skala utilitas, ia belum memiliki pertumbuhan kapasitas angin yang tinggi dalam dekade terakhir yang dimiliki beberapa daerah lain.

Amerika Serikat menambahkan jumlah rekor (14,2 GW) kapasitas angin tahunan pada tahun 2020. Sebelumnya, kapasitas angin paling banyak ditambahkan dalam satu tahun di Amerika Serikat adalah 13,2 GW terpasang pada tahun 2012.

Baik wilayah California dan Atlantik Tengah memiliki penambahan kapasitas angin tahunan tertinggi pada tahun 2012. Wilayah Tengah juga memiliki pertumbuhan kapasitas angin yang signifikan pada tahun 2012, sebesar 3,3 GW, yang sedikit lebih rendah dari tinggi regional sebesar 3,5 GW yang ditambahkan pada tahun 2016.

Pada tahun 2020, wilayah Midwest dan Northwest mengalami penambahan kapasitas angin tahunan terbesar, masing-masing menambahkan 5,7 GW dan 2,7 GW. Banyak penambahan kapasitas dalam beberapa tahun terakhir telah didorong oleh penurunan biaya konstruksi untuk ladang angin dan peningkatan standar portofolio terbarukan (RPS) tingkat negara bagian.


Cerita Terkait

Cara Tetap Hangat dan Menghemat Tagihan Energi Anda Musim Dingin Ini

Dari jendela anti cuaca hingga menggunakan bola lampu yang tepat, tips cerdas dan sederhana ini dapat membantu menjaga keluarga Anda tetap nyaman dan biaya energi Anda rendah.

Apa Pemanas Air Paling Hemat Energi?

Generasi baru pemanas air pompa panas ramah lingkungan akan mengurangi emisi rumah Anda sekaligus juga menyusutkan tagihan listrik Anda.

Visi Harapan untuk Masa Depan Columbus dan Beberapa Lingkungan Paling Bersejarahnya

Elijah Carter, seorang profesional ritel berusia 31 tahun yang baru saja membeli dan melakukan upgrade hemat energi ke rumah pertamanya, membahas pentingnya pendidikan efisiensi energi di kota-kota seperti negara asalnya, Columbus, Ohio.

Pembela Efisiensi Energi—dan Pemerataan

Dawone Robinson, direktur regional Proyek Efisiensi Energi untuk Semua NRDC, bekerja untuk menciptakan peluang bagi komunitas kulit berwarna yang berpenghasilan rendah untuk menghemat energi dan uang.

Minggu 137: Trump Light Bulb Rollback Membawa Kita Kembali ke Abad ke-19

Plus, EPA ingin pujian karena mematuhi penyelesaian hukum, dan pejabat Trump lainnya melarikan diri ke pelukan perusahaan minyak.

Di Los Angeles, Penyewa Menginginkan Green Deal Baru Mereka Sendiri

Penghuni unit perumahan yang terjangkau di kota biasanya tidak diprioritaskan untuk peningkatan efisiensi energi. Itu akan berubah.

Cara Berbelanja Bola Lampu Hemat Energi

Lampu pijar tua dapat menghabiskan lebih dari $100 per tahun untuk energi yang terbuang—yang juga merugikan planet ini. Bantulah bumi dan investasikan pada bohlam baru yang sangat efisien.

Prajurit Keadilan di Front Energi Terjangkau

Dawone Robinson memperbaiki ketidakadilan yang dihadapi masyarakat kulit berwarna yang berpenghasilan rendah dalam mengakses manfaat efisiensi energi—seperti rumah yang lebih nyaman dan tagihan energi yang lebih rendah, sebagai permulaan.

Akankah China Menyelamatkan Planet?

Barbara Finamore, direktur strategis senior NRDC untuk Asia, menyaksikan lahirnya gerakan energi bersih China. Buku barunya mempertimbangkan masa depannya.

Saat Gedung Negara Bergeser, Begitu Juga Prospek Energi Bersih

Sejumlah gubernur yang berkampanye tentang energi terbarukan dan penyebab lingkungan lainnya memenangkan perlombaan mereka—dan kesempatan untuk membuat negara bagian mereka bergerak dalam aksi iklim yang serius.

Energi Terbarukan: Fakta Bersih

Angin dan matahari menggerakkan revolusi energi bersih. Inilah yang perlu Anda ketahui tentang energi terbarukan dan bagaimana Anda dapat membantu membuat dampak di rumah.

Cara Mudah Menghemat Energi di Rumah

Langkah-langkah kecil dapat menambah pengurangan besar dalam penggunaan listrik Anda—dan tagihan listrik Anda.

Bagaimana Jaringan Energi Bekerja

Fakta menyenangkan: Di sebagian besar negara, ada lelang harian untuk menjual energi ke jaringan listrik kita—dengan sumber yang paling murah menang. Juga patut diperhatikan: Batubara tidak murah.

Penghemat Energi Tersembunyi

Noah Horowitz terobsesi dengan cara yang tidak terlihat seperti televisi, komputer, bola lampu, dan pengering Anda membuang-buang listrik—jadi Anda tidak perlu melakukannya.

Jauhkan Perangkat Anda dari Pemborosan Energi dan Uang

Hampir seperempat penggunaan energi rumah dikonsumsi oleh "vampir." Siapa yang bisa menyelamatkan kita?

Bangunan Lama, Trik Baru

Cakrawala hijau bukan hanya tentang gedung pencakar langit baru yang mengilap. Proyek Energi Kota NRDC bertujuan untuk memperbaiki pengisap energi lama kita.

Bahan Bakar Fosil: Fakta Kotor

Menambang, mengebor, dan membakar energi kotor merusak lingkungan dan kesehatan kita. Inilah semua yang perlu Anda ketahui tentang bahan bakar fosil, dan mengapa kita perlu merangkul masa depan energi bersih.

Makeover Rumah Hemat Energi

Tidak diperlukan pembongkaran. Beberapa perubahan kecil pada setiap ruangan dapat secara dramatis mengecilkan jejak karbon Anda.

Ketika Sebuah Studi Memilih Tagihan Listrik Memphis yang Tidak Cukup Tinggi, Kelompok Akar Rumput Mengambil Tindakan

Penduduk kota selatan menghabiskan dua kali lebih banyak daripada rata-rata orang Amerika untuk listrik. Mengapa? Ini rumit.

Menghapus Matahari untuk Menyelamatkan Bumi? Dengan serius?

Prospek geoengineering membuat kami takut. Dan seharusnya—ini menandakan keterlambatan jam iklim kita.


Rumah dan bangunan

Kita menghabiskan sebagian besar hidup kita di gedung-gedung. Rumah, kantor, dan pusat komunitas kami membutuhkan pemanas, pendingin, dan penerangan. Di Kanada, bangunan menghasilkan 12 persen dari emisi nasional kita, sebagian besar untuk pemanas ruangan dan air. Jika Anda menambahkan emisi tidak langsung dari penggunaan listrik, pangsa itu melonjak menjadi 17 persen. Dan dalam membuat mereka lebih hemat energi, mereka mewakili peluang ekonomi yang besar.

Konstruksi adalah industri multi-miliar dolar di Kanada. Ketika kita membuat rumah dan bangunan kita lebih hemat energi – kita juga menciptakan lebih banyak pekerjaan. Di Kanada, setiap dolar yang dikeluarkan pemerintah untuk program efisiensi energi dapat menyelamatkan warga Kanada sebanyak $3 hingga $5.

Bangunan kita akan menjadi jauh lebih hemat energi, menggunakan listrik bersih, dan bahkan menghasilkan listrik sendiri. Bangunan yang dirancang dengan baik dan efisien itu nyaman dan sehat – dan mereka menghemat uang warga Kanada untuk tagihan energi.

Pemerintah federal akan mendukung peningkatan efisiensi energi rumah dan bangunan kita.

Pertama, Pemerintah Kanada akan menyediakan alat untuk membuat bangunan baru lebih hemat energi. Adalah layak untuk merancang bangunan yang menggunakan energi sebanyak yang mereka bisa hasilkan dengan menggunakan energi terbarukan. Ini dikenal sebagai bangunan "siap energi nol bersih". Bekerja sama dengan provinsi dan teritori, pemerintah federal akan mengembangkan kode bangunan yang, ketika diadopsi oleh provinsi dan teritori dan digunakan oleh pembangun, dapat memungkinkan semua bangunan baru untuk dibangun “siap energi nol bersih” pada tahun 2030.

Kami juga akan bekerja dengan provinsi dan wilayah untuk mengembangkan kode retrofit untuk bangunan yang ada dan bekerja menuju pelabelan energi untuk mendukung retrofit. Kode untuk bangunan yang ada akan membantu memandu peningkatan efisiensi energi yang dapat dilakukan saat warga Kanada merenovasi rumah dan bangunan mereka. Pada tahun 2030, 75 persen bangunan Kanada akan menjadi bangunan yang berdiri hari ini, jadi kita harus bekerja untuk meningkatkan efisiensi energinya.

Pelabelan penggunaan energi akan memungkinkan pemilik rumah untuk meningkatkan nilai rumah mereka dengan menunjukkan peningkatan kinerja energi yang dihasilkan dari investasi pada insulasi yang lebih baik dan sistem pemanas dan pendingin yang lebih efisien.

Pemerintah federal juga akan menetapkan standar efisiensi lanjutan untuk peralatan pemanas baru dan peralatan lainnya, sehingga pemilik rumah menghemat energi dan uang dari waktu ke waktu.

Dana Ekonomi Rendah Karbon senilai $2 miliar dan investasi infrastruktur hijau pemerintah akan mendukung transformasi sektor bangunan kita. Melalui dana ini, kami akan bekerja dengan provinsi dan wilayah yang tertarik untuk mendukung upaya mereka membantu pemilik rumah dan bisnis menjadi lebih hemat energi.

Akhirnya, kami akan bekerja dalam kemitraan dengan Masyarakat Adat untuk meningkatkan efisiensi dan memerangi perubahan iklim saat kami mengatasi tantangan perumahan di komunitas Adat. Bersama-sama, kita akan membuat gedung baru lebih efisien melalui peningkatan standar gedung, sekaligus meningkatkan efisiensi gedung yang sudah ada. Masyarakat Adat juga telah mengidentifikasi kebutuhan untuk memasukkan Pengetahuan dan budaya Tradisional ke dalam desain bangunan.

Tindakan ini akan menciptakan lapangan kerja yang baik, mendorong pengembangan teknologi baru, menghemat uang Kanada dan membantu membuat rumah, bisnis, dan bangunan lain lebih nyaman, sehat, dan ramah lingkungan. Agar Kanada berkembang di abad pertumbuhan bersih, kita membutuhkan bangunan yang efisien dan tangguh.


Latar belakang

Karbohidrat makanan menyediakan baik sumber energi dan, melalui efeknya pada insulin dan hormon lainnya, kontrol regulasi metabolisme. Dalam konteks obesitas, diabetes dan keadaan patologis terkait, banyak peneliti berpendapat bahwa tingkat karbohidrat, dengan efek hormonalnya, mengontrol disposisi asupan nutrisi di luar keseimbangan kalori sederhana [1-11]. Dari sudut pandang ini, lemak memainkan peran yang relatif pasif dan efek merusak dari diet tinggi lemak diharapkan hanya jika ada karbohidrat makanan yang cukup untuk menyediakan keadaan hormonal di mana lemak akan disimpan daripada dioksidasi. Dalam aplikasi praktisnya, prinsip tersebut telah memunculkan beberapa bentuk strategi diet populer yang memiliki kesamaan beberapa tingkat pembatasan karbohidrat [12-14] atau tingkat glikemik efektif [3, 15]. Secara eksperimental, protokol berdasarkan pembatasan karbohidrat berfungsi dengan baik atau lebih baik daripada pengurangan lemak untuk menurunkan berat badan (ulasan: [16–18]), tetapi karena mereka agak ikonoklastik sehubungan dengan rekomendasi diet resmi dan karena mereka berasal dari diet populer di mana wacana dipanaskan, mereka tetap kontroversial. Sejauh mana pembatasan karbohidrat berhasil sebagai strategi untuk mengendalikan obesitas atau diabetes dapat dikaitkan dengan dua efek. Strategi ini sering mengarah pada efek perilaku, pengurangan spontan dalam asupan kalori seperti yang terlihat pada gambar iklan gratis perbandingan. Ada juga efek metabolik, pengurangan nyata dalam efisiensi energi yang terlihat pada perbandingan isokalorik, yang secara populer disebut sebagai keuntungan metabolik. Keduanya belum tentu independen: hubungan antara thermogenesis, refleksi inefisiensi, dan rasa kenyang telah ditetapkan oleh Westerterp, et al., misalnya [19].

Demonstrasi eksperimental inefisiensi energi pada manusia baru-baru ini telah diringkas [16, 17, 20] dan fenomena tersebut telah ditunjukkan pada model hewan (misalnya, ref. [21] dan, paling dramatis ref. [22]). Efek metabolik ini, bagaimanapun, tidak diterima secara universal sebagai komponen utama dalam eksperimen manusia, anehnya bahkan oleh para peneliti yang telah memberikan dukungan eksperimental [23-26]. Efisiensi energi variabel, bagaimanapun, dikenal dalam banyak konteks: ketidakseimbangan hormon [27, 28], terapi insulin intensif [29], studi berat badan kembali [30, 31] dan terutama percobaan knock-out pada hewan [32-34]. Eksperimen yang menunjukkan efisiensi energi variabel dalam konteks penurunan berat badan, bagaimanapun, tetap kontroversial karena kesulitan dalam memvalidasi kepatuhan dalam intervensi diet dan karena resistensi terhadap apa yang dianggap sebagai pelanggaran termodinamika, yaitu perasaan intuitif yang, dalam akhirnya, semuanya harus merata. Dengan demikian, kemajuan di bidang ini masih bergantung pada pemahaman yang tepat tentang efisiensi kalori dan deskripsi tentang bagaimana keseimbangan energi dapat menjelaskan perbedaan penurunan berat badan dalam perbandingan isokalorik.

Kami sebelumnya telah menjelaskan bagaimana diet isokalorik yang berbeda sebenarnya diharapkan memiliki efek yang berbeda pada metabolisme dan oleh karena itu pada massa tubuh [16, 35, 36]. Argumen kami sebelumnya sebagian besar didasarkan pada termodinamika kesetimbangan karena ini paling akrab. Namun, sistem kehidupan, dan khususnya, simpanan TAG dalam adiposit, dipertahankan jauh dari keseimbangan dan tingkat pemecahan senyawa energi tinggi tersebut diatur oleh kinetika enzim yang mengkatalisis hidrolisis dan sintesis ulang. Karena sistem dipertahankan jauh dari kesetimbangan, pengukuran energi memberikan nilai (∂G/∂ξ)T, P di mana adalah koordinat kemajuan reaksi dan independensi jalur variabel keadaan, yaitu, nilai G yang diukur dalam kalorimeter tidak selalu berlaku [37]. Jadi, intinya, masalahnya adalah tingkat energi bebas. Banyak kemajuan telah dibuat dalam pengembangan termodinamika nonequilibrium untuk studi metabolisme meskipun tidak ada pendekatan yang diterima secara universal ([38-40] dan referensi di dalamnya) dan pekerjaan saat ini dimaksudkan untuk memberikan langkah pertama menuju pengembangan masalah energi. efisiensi dalam menanggapi makronutrien makanan.

Di sini kami meninjau ide-ide dasar termodinamika nonequilibrium dan memberikan pendekatan untuk masalah pemeliharaan dan perubahan massa tubuh mengikuti ide-ide ini. Penekanannya adalah pada fluks metabolit di jaringan adiposa karena, pada akhirnya, ini adalah cerminan utama dari keseimbangan energi dan obesitas. Pekerjaan memiliki beberapa tujuan:

Untuk menyusun kembali masalah akumulasi dan pemecahan TAG dalam adiposit dalam bahasa termodinamika nonequilibrium. Secara khusus, kami ingin menggambarkan fisiologi adiposit dalam hal siklus antara mode penyimpanan yang efisien dan mode disipatif. Secara eksperimental, ini tercermin dalam laju fluks asam lemak dan oksidasi asam lemak.

Untuk memberikan mekanisme yang masuk akal tentang bagaimana efisiensi yang berbeda dari diet isokalorik dapat dijelaskan oleh perubahan kinetika. Untuk menunjukkan bahwa tingkat hormonal yang dikendalikan oleh perubahan asupan karbohidrat menentukan kontribusi relatif dari bagian efisien dan disipatif dari siklus TAG-FA.

Secara keseluruhan, model ini dimaksudkan untuk memberikan kerangka kerja konseptual untuk efisiensi energi dalam nutrisi dan untuk menunjukkan jalan menuju penelitian di masa depan. Kami merasa bahwa pendekatan tersebut memiliki implikasi umum juga dan terkait dengan posisi filosofis yang dianut oleh Prigogine dan pengikutnya dalam menekankan sifat dinamis dari proses fisik, yaitu, kebutuhan untuk mempertimbangkan kinetika serta termodinamika [39, 41-44] .

Kami menekankan bahwa efisiensi metabolisme tidak selalu terlihat dalam perbandingan diet. Analisis termodinamika, bagaimanapun, menunjukkan bahwa inefisiensi diharapkan dan ini adalah kasus di mana "kalori adalah kalori" yang perlu dijelaskan: itu adalah karakteristik unik dari sistem kehidupan – pemeliharaan kondisi mapan melalui sistem umpan balik yang dikontrol ketat – bukan hukum fisika umum yang memperhitungkan keseimbangan energi ketika ditemukan. Pentingnya obesitas dan gangguan metabolisme lainnya membuatnya penting untuk melihat apa persyaratan untuk keluar dari keadaan stabil ini.

Termodinamika tidak seimbang

Merupakan tradisi untuk memisahkan termodinamika dan kinetika tetapi pembagian seperti itu hanya berlaku untuk sistem kesetimbangan [41, 45]. Sistem yang jauh dari kesetimbangan dapat mengalami reaksi kimia yang tidak pernah mencapai kesetimbangan dan dicirikan oleh fluks material serta energi. Dalam intervensi diet, fluks bahan harus diintegrasikan dari waktu ke waktu untuk menentukan total perubahan berat badan atau kehilangan lemak. Dengan demikian, akumulasi perubahan dapat dikendalikan oleh adanya katalis atau faktor lain yang mempengaruhi laju reaksi.

Dalam kasus di tangan, siklus adiposit antara keadaan pemecahan lemak bersih yang lebih besar atau lebih rendah (lipolisis dan reesterifikasi) tergantung pada keadaan hormonal yang, pada gilirannya, tergantung pada komposisi makronutrien dari makanan. Skema hipotetis untuk perubahan TAG adiposit dan proposal tentang bagaimana kenaikan atau penurunan TAG bisa berbeda untuk diet isokalorik dengan tingkat insulin yang berbeda ditunjukkan pada Gambar 1. Di bawah kondisi kontrol normal dari pemeliharaan berat badan, pemecahan dan pemanfaatan TAG oleh lipolisis dan oksidasi diimbangi oleh resintesis dari asupan makanan. Dengan asumsi, untuk kesederhanaan. lonjakan seketika dalam makanan saat makan, kurva mewakili aliran bersih bahan (mungkin melalui beberapa siklus TAG-FA) di dalam adiposit. Dalam analisis berbutir kasar, integral dari waktu ke waktu dari fluktuasi antara keadaan yang berbeda, mengukur perubahan TAG yang disimpan selama percobaan diet. Rata-rata stabil, yaitu muncul sebagai pemeliharaan berat badan. Jika sekarang setiap makan dipertahankan pada kalori konstan tetapi ada peningkatan persentase karbohidrat yang mengarah ke tingkat insulin yang lebih tinggi, lipase dapat berkurang aktivitasnya (garis biru pada Gambar 1). Tingkat re-sintesis TAG tidak terlalu terganggu oleh peningkatan insulin [46] dan mungkin sebaliknya. Sistem dapat berputar di antara keadaan, yang, meskipun tidak pernah mencapai keseimbangan, memiliki pengaruh bersih untuk menghasilkan perubahan dalam arah akumulasi TAG.

Kinetika hipotetis penyimpanan lemak dan hidrolisis. Model untuk efek insulin pada efisiensi penyimpanan. Garis hitam menunjukkan respons dalam kondisi pemeliharaan berat. Garis biru menunjukkan efek penambahan insulin pada aktivitas lipase sensitif hormon.

Dalam pembatasan karbohidrat, penurunan karbohidrat dapat disertai dengan peningkatan lemak makanan dan efek relatif pada tingkat akumulasi TAG karena disinhibisi lipolisis vs efek peningkatan substrat akan menentukan efisiensi. Seperti disebutkan di bawah, percobaan dalam literatur [47] menunjukkan bahwa setelah paparan kronis terhadap diet rendah karbohidrat (TAG diet tinggi), kadar plasma TAG setelah makan tinggi lemak berkurang dibandingkan dengan kontrol. Tentu saja, mengganti karbohidrat makanan dengan protein makanan pada lipid konstan akan konsisten dengan model tanpa adanya efek kompensasi.

Dalam kasus ini, perubahan terintegrasi dalam TAG selama satu hari (atau beberapa hari) tidak akan lagi menjadi nol. Dengan cara ini, dua diet dapat menyebabkan kenaikan berat badan yang berbeda (seperti yang ditunjukkan oleh pertambahan lemak), meskipun mereka memiliki jumlah kalori yang sama, hanya karena mereka mempengaruhi tingkat hormonal secara berbeda. Analisis berdasarkan tingkat menunjukkan lebih lanjut bahwa keadaan mapan baru dapat diperoleh di mana TAG dapat dipertahankan pada tingkat yang lebih tinggi atau lebih rendah bahkan jika keadaan hormonal kembali ke tingkat yang tidak menyebabkan perubahan lebih lanjut. Sel kemudian dapat bersantai dari satu kondisi mapan ke yang lain, kenaikan atau penurunan berat badan makroskopik yang diamati. Tujuannya di sini adalah untuk menanyakan apa yang diperlukan untuk menghasilkan perilaku seperti itu pada Gambar 1.

Untuk gangguan kecil, akan ada efek kompensasi dari jalur yang bersaing (peningkatan sekresi insulin karena produksi asam lemak [48, 49], misalnya) dan dapat diharapkan, sejauh model sesuai dengan kenyataan, mungkin ada efek ambang batas. . Hal ini tercermin dalam penekanan pada pengurangan karbohidrat ekstrim pada fase awal diet penurunan berat badan yang populer [12-14]. Kami menekankan bahwa semua sumber potensial dari ketidakefisienan metabolisme - peningkatan ketergantungan pada glukoneogenesis dan akibatnya peningkatan pergantian protein, up-regulasi protein uncoupling - dijelaskan sebelumnya [16, 36] mungkin masih beroperasi tetapi perubahan bersih dalam simpanan lemak harus menjadi keluaran umum akhir jika massa tubuh akan mengalami perubahan.

Formalisme termodinamika nonequilibrium

Untuk sistem yang tidak setimbang, perubahan entropi akan mendorong sistem menuju keseimbangan. Jika sistem mendekati kesetimbangan atau, seperti dalam kasus di sini, ada perubahan kecil dalam energi bebas total – hanya sebagian kecil TAG yang benar-benar terhidrolisis dalam sehari – maka perubahan entropi akan terjadi ke dSe, fluks entropi yang dipertukarkan dengan lingkungan dan dSSaya, bahwa karena efek ireversibel dari reaksi kimia [41, 50, 51]. Kami kemudian tertarik pada laju produksi entropi, , karena reaksi kimia pada T konstan dan P:Φ = dSSaya/dt = - (1/T) Nk dnk/dt

Dalam termodinamika nonequilibrium, fluks entropi keseluruhan dianggap sebagai produk gaya (turunan dari potensial), Xk dan mengalir Jk, semua gaya dan aliran menghilang pada kesetimbangan. Dalam sistem kimia, gaya Xk didefinisikan sebagai negatif potensial kimia dari reaksi ke-k, kadang-kadang disebut sebagai afinitas A = - (∂G/∂ξ)T, P di mana adalah tingkat reaksi kimia. Dengan kata lain, tanda positif x menunjukkan gaya penggerak maju spontan. Gaya, kemudian, tergantung pada konsentrasi reaktan dan produk, energi bebas standar dan tingkat reaksi. Perlu dicatat bahwa untuk sistem seperti adiposit yang dipertahankan jauh dari keseimbangan perbedaan antara nilai G dan (∂G/∂ξ)T, P dicatat oleh penulis lain [37] adalah penting, yaitu, aditif sederhana variabel keadaan yang mendasari gagasan bahwa semua kalori setara, tidak valid.

Arus, Jk, diidentifikasi dengan fluks reaksi ke-k. Fluks asam lemak dalam adiposit, misalnya, J1 = vlipolisis + vperpaduan, jumlah tingkat kerusakan dan sintesis untuk TAG. Dalam pendekatan fenomenologi termodinamika nonequilibrium, gaya dan aliran mungkin merupakan penjumlahan dari beberapa proses individual.

Dalam menerapkan prinsip termodinamika nonequilibrium, analisis akan disederhanakan jika kita membuat asumsi bahwa fluks adalah fungsi linier gaya, dalam analogi dengan persamaan linier serupa seperti hukum difusi Fick (difusi adalah fungsi linier dari gradien konsentrasi ), atau hukum Ohm (arus adalah fungsi linier dari potensial). Konstanta proporsionalitas Lkj disebut koefisien fenomenologis.Jk = n LkjxJ

Meskipun persyaratan umum bahwa kondisi (2) bertahan adalah bahwa sistem mendekati kesetimbangan, pendekatan linier sering diamati sesuai untuk sistem yang sangat jauh dari kesetimbangan, tunduk pada umpan balik yang menstabilkan dan dalam sistem enzimatik yang beroperasi dalam kisaran konsentrasi substrat. yang dekat dengan KM [52, 53]. Diskusi lebih lanjut ditemukan dalam referensi [54-56]. Sedangkan asumsi linearitas masuk akal untuk model saat ini di mana gangguan kecil jauh dari keseimbangan terjadi di daerah substrat tinggi, pada akhirnya, itu adalah asumsi kerja dan uji eksperimental model pada akhirnya akan menentukan apakah asumsi dibenarkan.

Fitur kualitatif model adiposit dan perbandingan dengan glikolisis

Gambar 2 menunjukkan model sederhana yang diusulkan untuk metabolisme jaringan adiposa dalam kondisi yang dipengaruhi oleh perubahan massa tubuh. Fluks TAG (1) mewakili akumulasi bersih atau keluaran sehubungan dengan sel itu sendiri. Proses ini didorong oleh (2) masukan gliserol-3-fosfat dari glikolisis atau gliseroneogenesis dan (3) asam lemak (FA) dari FA plasma. Bentuk energi tinggi dari siklus, TAG, disimpan. Dari sudut pandang organisme, keluaran FA-lah yang menyediakan bahan bakar untuk oksidasi dan metabolisme sel. Output ini dapat diambil sebagai analog dengan beban sistem seperti yang biasanya dijelaskan dalam termodinamika nonequilibrium. Oksidasi dan penyerapan FA sebagian besar dikendalikan secara independen, yaitu, sistem adiposit memiliki konduktansi keluaran tinggi dan konduktansi masukan rendah, yaitu, dengan analogi dengan sistem elektronik, adalah penguat yang ideal. Karena secara efektif tidak ada beban pada sistem dan efek metabolisme secara keseluruhan hanya untuk mengurangi afinitas asam lemak, analisisnya sangat disederhanakan. Fluks FA, J3 memiliki kepentingan fisiologis umum dan merupakan parameter yang relevan yang paling dapat diakses secara eksperimental.

Dalam perbandingan diet yang berbeda, komponen tambahan adalah (4) masukan asam lemak dari lipoprotein yang mengandung TAG. Perlakuan kami terhadap masalah ini adalah dengan mempertimbangkan fluks tanpa adanya input ini karena biasanya dijelaskan dalam literatur dan kemudian mempertimbangkan efek input dari lipoprotein sebagai gangguan. Berfokus pada reaksi tanpa adanya masukan lipoprotein, hubungan keseluruhan fluks dan aliran: J1 = L11x1 + L12x2J2 = L21x1 + L22x2J3 = L13x1 + L33x3

Sebagai contoh penerapan prinsip tersebut, Aledo, dkk. membahas korelasi negatif antara fluks glikolitik dan konsentrasi ATP intraseluler dalam ragi, yang disebut paradoks ATP [54, 57, 58]. Paradoks tersebut diselesaikan dengan menunjukkan bahwa jika jalur pengkonsumsi ATP lebih sensitif terhadap glukosa daripada jalur glikolitik, sel dapat beralih dari rezim yang efisien (menghemat ATP) menjadi disipatif (memanfaatkan ATP) [54, 58]. Rezim disipatif menawarkan output yang lebih tinggi dengan biaya glukosa tinggi, sedangkan rezim yang efisien memiliki akumulasi ATP yang lebih tinggi tetapi fluks glikolitik yang lebih rendah.

Dalam model adiposit, pergantian periodik antara rezim disipatif dan konservatif dimaksudkan untuk menggambarkan siklus dinamis TAG. Tujuan dalam pengembangan model ini adalah untuk menunjukkan batasan pada sistem untuk konservasi massa lemak, dan sebaliknya, bagaimana masukan makanan isokalorik dari komposisi yang berbeda secara masuk akal dapat menyebabkan kenaikan atau penurunan berat badan, yaitu, bagaimana efisiensi diatur dalam TAG -FA cycle and the activity of the reactants. In essence, we want to know what it would take for the blue line in Figure 1 to occur.

The major controlling variables will be the Lij, the phenomenologic constants which depend on hormonal levels, and the thermodynamic activity of plasma triglyceride (supplying fatty acid). Looking ahead, the simplest application will be the effect of replacing dietary carbohydrate with dietary protein at constant lipid where a semi-quantitative prediction can be made. In the most general case, however, we also want to know the relative impact of insulin reduction on the Lij (reduced lipolysis rate) compared to the increase in thermodynamic activity (X4) due to increased dietary fat.

The variables as they apply to the adipocyte model are as follows:

x1 = the output force is the affinity of the lipolysis-TAG synthesis cycle. The analysis can be simplified by the assumption that lipolysis of available TAG (and possibly re-synthesis) in an adipocyte occurs at a heterogeneous interface. We can therefore take the thermodynamic activity of TAG as 1, that is, although other concentrations may influence X1, the amount of TAG will not. (The contribution of TAG activity is unlikely to change in any case since perturbations in TAG concentrations are extremely small compared to the total stored TAG).X1 = -RT (ln (Kpersamaan) FA-TAG - ln ([FA] 3 [glyc-3-P]/[TAG]) = - 3 RT ln (([FA] [glyc-3-P]/K')

x2 = the driving force for supply of glycerol-3-phosphate whose major term is normally the availability of carbohydrate. Under conditions of carbohydrate restriction, however, there is also an increase in glyceroneogenesis from protein [59, 60].

x3 = = the driving force for supply of fatty acid from cellular TAG.

x4 = the force due to the supply of fatty acid from lipoproteins (chylomicrons and VLDL).

In the approach taken here,

L11, L12 are the sensitivities of the flux of TAG to the levels of TAG and the levels of substrate (glycerol-3-phosphate) which depend primarily on the hormonal levels (melalui phosphorylation of the lipases and other enzymes). It is generally assumed on theoretical grounds (Onsager relation) that L12 = L21 although this has to actually be established for systems that are not close to equilibrium.

L22 is the sensitivity of the glycerol-3-phosphate flux to the availability of carbohydrate (or other sources) which may also be controlled by hormonal levels.

Although somewhat beyond the level of analysis presented here, it is worth noting some of the derived parameter that are traditional in a NET analysis. The degree of coupling, q = L12 /√L11L22 is a dimensionless parameter that indicates how tightly the output process is coupled to the driver process [55] and takes on values from 0 to 1 in the forward direction. In the model in Figure 2, q will vary with different subjects and different metabolic states, in particular, is strongly under the control of insulin.


2.7: Energy Efficiency - Biology

The world is not on track to meet the energy-related components of the Sustainable Development Goals (SDGs). The IEA’s Sustainable Development Scenario (SDS) outlines a major transformation of the global energy system, showing how the world can change course to deliver on the three main energy-related SDGs simultaneously.

Based on existing and announced policies – as described in the IEA Stated Policies Scenario (STEPS) – the world is not on course to achieve the outcomes of the UN SDGs most closely related to energy: to achieve universal access to energy (SDG 7), to reduce the severe health impacts of air pollution (part of SDG 3) and to tackle climate change (SDG 13).

The SDS sets out an ambitious and pragmatic vision of how the global energy sector can evolve in order to achieve these critical energy-related SDGs. It starts with the SDG outcomes and then works back to set out what would be needed to deliver these goals in a realistic and cost-effective way. In the WEO-2020, the Sustainable Development Scenario also integrates the stimulus packages required for a global sustainable recovery from Covid-19. Investments in the 2021-2023 period are therefore aligned with the Sustainable Recovery depicted in the World Energy Outlook Special Report.

An integrated approach to energy and sustainable development

The Paris Agreement has an objective of “holding the increase in the global average temperature to well below 2 °C above pre-industrial levels and pursuing efforts to limit the temperature increase to 1.5 °C above pre-industrial levels”. Energy production and use is the largest source of global greenhouse-gas (GHG) emissions, meaning that the energy sector is crucial for achieving this objective.

To achieve the temperature goal, the Paris Agreement calls for emissions to peak as soon as possible and reduce rapidly thereafter, leading to a balance between anthropogenic emissions by sources and removals by sinks (i.e. net-zero emissions) in the second half of this century. These conditions are all met in the SDS.

The SDS holds the temperature rise to below 1.8 °C with a 66% probability without reliance on global net-negative CO2 emissions this is equivalent to limiting the temperature rise to 1.65 °C with a 50% probability. Global CO2 emissions from the energy sector and industrial processes fall from 35.8 billion tonnes in 2019 to less than 10 billion tonnes by 2050 and are on track to net zero emissions by 2070.

The SDS is fully aligned with the Paris Agreement

Compare the new SDS 2020 to IPCC scenarios with a temperature rise in 2100

Source: IAMC 1.5°C Scenario Explorer hosted by IIASA release 1.1, https://data.ene.iiasa.ac.at/iamc-1.5c-explorer, https://doi.org/10.5281/zenodo.3363345

The IPCC Special Report on Global Warming of 1.5°C, published in 2018, assessed a large number of scenarios that led to at least a 50% chance of limiting the temperature rise to 1.5 °C. As the figure above makes clear, the SDS trajectory is well within the envelope of these scenarios.

Almost all of these IPCC scenarios (88 out of 90) assume some level of net negative emissions. The Sustainable Development Scenario does not rely on net negative emissions, but if the requisite technologies became available at scale, warming could be further limited. A level of net negative emissions significantly smaller than that used in most scenarios assessed by the IPCC would provide the Sustainable Development Scenario with a 50% probability of limiting the rise in global temperatures to 1.5°C.

How does SDS relate to the pursuit of a 1.5°C outcome?

Cumulative net-negative CO2 emissions between 2018 and 2100 in 1.5°C scenarios assessed by the IPCC

However, as frequently highlighted in the WEO, there are reasons to limit reliance on early-stage technologies for which future rates of deployment are highly uncertain: that is why the SDS emphasises the importance of early action on reducing emissions.

In the light of concern surrounding negative emissions technologies, it would be possible to construct a scenario that goes further than the Sustainable Development Scenario and delivers a 50% chance of limiting warming to 1.5 °C without any reliance on net-negative emissions. These conditions would require achieving net zero emissions globally by around 2050.

Eliminating the 10 Gt CO2 energy-sector emissions remaining in SDS in 2050 would not amount to a simple extension of the changes to the energy system described in the SDS. The additional changes involved – particularly those surrounding rates of technological change, infrastructure constraints, social acceptance and behavioural changes, and capital stock replacement – would pose challenges that would be very difficult and very expensive to surmount. This is not something that is within the power of the energy sector alone to deliver. Change on a massive scale would be necessary across a very broad front, and would impinge directly on the lives of almost everyone.

The Paris Agreement is also clear that climate change mitigation objectives should be fulfilled in the context of sustainable development and efforts to eradicate poverty. The Sustainable Development Scenario explicitly supports these broader development efforts (in contrast to most other decarbonisation scenarios), in particular through its energy access and cleaner air dimensions.

In the Sustainable Development Scenario, strong policy support and international co-operation are an integral part of national and international recovery plans, and this enables a ramping up of progress on expanding access programmes to achieve universal access to electricity and clean cooking by 2030, despite the near-term slowdown caused by the health crisis and economic downturn. This scenario requires $40 billion of annual investment between 2021 and 2030 to reach universal access, making full use of decentralised solutions. Achieving universal access will transform the lives of hundreds of millions, and reduce the severe health impacts of indoor air pollution, overwhelmingly caused by smoke from cooking.


Tonton videonya: Sintesis: Autotrof u0026 Heterotrof. Biologi 1 - TM 5 (Februari 2023).