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통합과학2 - Coggle Diagram
통합과학2
생태계와 환경 변화
생태계 구성요소
개체:하나의 생물체
개체군:같은 서식지에 사는 같은 종의 개체 무리
군집:같은 서식지에 사는 여러 개체군들의 모임
생태계:생물과 비생물이 서로 영향을 주고 받으며 유지되는 체계
생태계 구성요소
비생물 요소: 생물을 둘러싸고 있는 요인 -->빛 , 온도 토양 공기 물
생물요소:생산자 소비자 분해자로 구분
생산자:광합성을 하여 유기물 생산 -->식물
소비자: 다른 생물을 먹이로 하려 양분을 얻는 생물-->동물
분해자:사체 배설물 분해-->버섯 곰팡이 등
생태계 구성 요소의 상호작용
빛 빛의 세기: 강한 빛을 받는 잎 ---잎의 두께가 두꺼움
약한 빛을 받는 잎 ---- 잎이 얇고 넓다
빛의 파장: 깊이에 따른 해조류의 분포
일조시간: 동물의 생식, 식물의 개화
온도
1-정온 동물의 일정한 체온 유지를 위한 적응
기온이 낮은곳으로 갈수록 몸집이 크고 말단무가 작음
2-식물의 적응
툰트라에 사는 털송이풀은 잎이나 꽃에는 털이 나 있다
기온이 낮아지면 단풍이 든다
물
1-동물의 적응
키틴질로 되어있는 곤충의 몸 단단한 껍질로 싸인 새의 알 바늘로 몸의 표면이 덮인 도마뱀등
2-식물의 적응
건조한 곳에 사는 선인장은 수분 증발을 막기 위해 가시로 변한 잎을 가짐
물에 서식하는 연꽃의 줄기와 뿌리에는 공기가 통하난 통기조직 발달
토양
1-토양 속 미생물은 사체나 배설물을 분해하여 토양의 성분을 변화시킨다
2-토양 속에 사는 지렁이는 통기성을 높임다
3-토양의 깊이에 따라 공기의 함량이 달라 분포하는 세균의 종류가 달라진다
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생태계 평형
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생태 피라미드 : 각 영양 단계의 속하는 생물의 개체수,생물량,에너지를 쌓아올린 것
종류: 개체수 피라미드, 생물량 피라미드, 에너지 피라미드
일반적으로 안정한 생태계에서 생태 피라미드는 일반적으로 상위로 갈수록 줄어드는 피라미드 형태를 이룬다
생태계 평행: 생태계를 구성하는 생물의 종류 개체수 에너지의 흐름 등이 급격하게 변하지 않아 안정적으로 생태계가 유지되는 상태
생태계 평형이 유지되는 원리
안정한 생태계는 일시적으로 환경이 변해도 시간이 지나면 다시 평형을 이룬다
생태계 평형의 회복 과정 
환경 변화가 생태계에 미치는 영향
자연적 변화 -- 홍수 산사태 화산 폭발 지진 산불
영향--토양 유실 생물 서식지 감소 숲 파괴 대기 오염 유발
인위적 변화--인구 증가 도시화 삼림 벌채 댐건설
영향 숲 훼손 토양오염 수질 오염 기후 변화(열섬 효과)
생태계 보전을 위한 인간의 노력
1.동식물과 숲은 천연 기념물로 지정
2.생태 하천 복원 사업
3.숲과 공원 조성
4.생태 통로 설치 등
생태계 보전 --> 생물 다양성 유지 --> 생물 자원 확보 --> 인류 생존
에너지
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에너지 효율: 공급된 에너지 중에서 유용하게 사용된 에너지 비율
항상 100%보다 작음
에너지가 전환 될수록 사용할수 있는 유용한 에너지의 양이 점점
줄기 때문에 에너지를 효율적으로 사용해야함
높인 사례: 전기자동차
열기관: 화석 연료을 연소시켜 동력을 얻는 장치
열 효율
신재생 에너지: 기존의 화석 연료를 변환하여 재생가능한 에너지를 변환하여 이용하는 에너지
신 에너지: 수소 에너지 연료 전지 석탄의 액화 및 가스화
재생에너지: 태양광 에너지 태양열 에너지 풍력에너지 수력 에너지 등
장점: 자원의 고갈될 염려가 없어 지속적인 에너지 공급 가능
환경 오염 문제 거의 없음
단점: 발전 효율이 낮다
에너지를 얻기 위한 투자 비용이 많이 든다
에너지 문제를 해결하기 위한 노력
새로운 에너지원 개발: 국제 핵융합 실험, 한국형 핵융합 얀구 장치(KSTAR)
신재생 에너지 활용
생물 다양성
의미: 지구의 다양한 환경에 다양한 생물이 살고 있는 것을 의미하며, 지구에 사는 생물 전체를 포함한다
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종 다양성
일정한 지역에 얼마나 많은 생물종이 얼마나 고르게 서식하고 있는가를 나타낸것
일정한 지역에 서식하는 생물 종 수가 많을수록, 각 종이 차지하는 비율이 균등할수록 종 다양성이 높다
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생물 다양성이 인류에게 주는 혜택
생물은 인간의 의식주에 필요한 자원을 제공한다
생물자원을 이용한 의약품을 만들수 있다
미래에 필요한 유전자 자원을 제공한다
다양한 생태계는 사람에게 사회적 • 심미적 가치를 제공한다
생물 다양성 감소 원인
서식지 파괴:삼림 벌채 도로개발 등
동식물의 남획과 포획:호랑이 늑대 등 멸종,멸종위기
.외래종 유입:천적 :red_cross: 대량 번식 토종 생물 위협
환경오염:화석 연료 농약 사용 쓰레기 폐수 배출 증가
생물 다양성 보전을 위한 노력
개인적 수준: 에너지 절약 자원 재활용 등
국가적 수준: 야생 동물 보호법 제정, 국립 공원 지정 등
국제적 수준: 다양한 국제협약 체결
람사르 협약 ,멸종위기종의 국제 거래에 관한 협약 ,생물 다양성 협약
산과 염기
산성
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산은 물에 녹으면 이온화 하여 수소 이온(H+)를 내놓는다
•산의 공통적인 성질은 수소 이온 때문에 나타난다
-금속과 산의 수소 이온이 반응하여 수소 기체가 발생한다
-수소 이온은 푸른색 리트머스 종이를 붉게 만든다
•산의 종류에 따라 다르게 나타나는 성질은 수소 이온 때문에 나타난다
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염기성
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염기는 물에 녹으면 이온화하여 수산화 이온(OH-)를 내놓는다
•염기의 공통적인 성질은 수산화 이온때문에 나타난다
-수산화 이온은 붉은색 리트머스 종이를 푸르게 만든다
•염기의 종류에 따라 다르게 나타나는 성질은 수산화이온 때문에 나타난다
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산•염기 지시약
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대표적인 산•염기 지시약의 색 변화
나타나는 이유: 산과 염기는 모두 물에 녹아 이온화하기 때문에 수용액 상태에서 전기전도성이 있다
•공유결합 물질은 일반적으로 수용액 상태에서 전기전도성이 없지만 산과 염기는 예외적으로 공유결합 물질이라도 전기전도성이 나타난다
중화 반응
산과 염기를 혼합하면 산의 수소 이온과 염기의 수산화 이온이 반응하여 물이 생성된다
중화반응의 의미:산과 염기가 반응하여 물과 염을 생성하는 반응
수소 이온과 수산화 이온은 1 : 1의 개수 비로 반응한다
산과 음이온과 염기의 양이온은 반응에 참여하지 않고 용액에 남는다
구경꾼 이온: 반응에 참여하지 않는 이온
-구경꾼 이온은 반응에 참여하지 않으므로 넣어준 양만큼 용액에 계속 존재한다
•알짜 이온 반응식: 구경꾼 이온을 제외한 화학 반응식
H+ + OH- ----->H2O
중화 반응의 온도변화
•중화열: 중화 반응이 일어날 때 발생하는 열
-중화 반응이 많이 일어나면 발생하는 중화열에 많아진다 ---> 온도가 증가한다
-수용액의 전체 부피가 같다면 온도 변화를 통해 중화 반응이 완료된 지점을 찾을수 있다 (중화 반응이 완료된 지점 = 중화점 --->중화점에서 용액의 온도가 가장 높음)
중화 반응이 일어날 때의 온도 변화 그래프
생홠 속 중화 반응 사례
1 산성화된 토양이나 호수에 염기성인 석회 가루를 뿌린다
2 산성인 종이 펄프를 중화하기 위해 약한 염기를 중성지를 만든다
3 위산으로 인해 속이 쓰릴때 염기성인 제산제를 먹는다
4 입안의 산성 환경을 중화하기 위해 염기성 치약을 사용한다
물리 변화와 화학변화
물리변화에서의 에너지 출입
물리변화: 물질을 구성하는 입자의 종류가 변하지 않고 물질의 고유한 성질이 그대로 유지되는 변화
상태변화는 물리 변화의 대표적인 예시로 상태가 변할 때 에너지가 출입
화학 변화에서의 에너지의 출입
화학 변화: 물질을 구성하는 원자들이 재배열하여 새로운 물질을 만드는 과정으로 물질의 성질이 변함
화학반응이 일어나면 반응물과 생성물의 화학 에너지 차이만큼 에너지가 출입함
화학 변화 구분
흡열 반응: 물질의 상태변화나 반응이 일어날 때 주변으로부터 열에너지를 흡수하는 반응
발열 반응: 물질의 상태변화나 반응이 일어날때 주변으로 열에너지를 방출하는 반응
지구 환경 변화와 인간 생활
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지구 열수지: 지구가 태양으로부터 흡수하고 방출하는 에너지 양으로 지구 복사 평형 상태에서 나타나는 열 출입 관계
온실 효과: 지구의 복사 평형 과정에서 대기가 지표면에서 방출되는 적외선을 흡수하였다가 다시 방출하면서 지구 전체의 기온을 높이는 현상
온실효과가 없었다면? 지구의 평균기온은 -18°C 추정 -->온실효과 15°C
온실기체 지구 대기 성분 중 온실 효과를 일으키는 기체
수증기, 이산화탄소 ,메테인,산화 이질소 등
지구온난화: 대기 중 온실 기체의 양이 증가하면서 온실효과가 강화되어 지구의 평균 온도 상승
주요 원인 -- 화석 연료의 사용 급증 삼림 벌목 내연기관 등
현황-- 지구의 평균기온의 급격한 상승
지구 온난화의 메커니즘과 영향
지구 온난화의 메커니즘
대기중 온실 기체 양 증가 --> 지표방출 에너지가 대기에 더 많이 흡수
--->지표로 재복사 ---> 지구의 평균 온도 상승
(지구의 열수지 변동이 나타나 더 높은 온도에서 복사 평형이 이루어짐)
화석 연료의 급증 쓰레기 배출량 증가로 인해 지구 온난화 가속
지구 온난화의 영향
1.홍수 가뭄 등 기상 이변의 횟수 증가 강도가 높아짐
2.해수면 상승 육지 면적 감소
3.해수의 산성화
4.농작물 수확량 감소 멸종위기 동식물 증가
엘니뇨와 사막화
지구온난화로 대기 대순환과 해수의 표층 순환에 변화가 나타나면서 엘니뇨, 사막과 같은 현상의 규모가 커져 이로 인한 기상 이변이 심해짐
엘니뇨: 적도 부근 동태평양 해역위 표층 수온이 평년보다 높은 상태가 한동안 지속되는 현상
엘니뇨의 영향: 가뭄 산불 홍수 등 지구 환겅의 변화 일으킴
🏜 사막화: 반 건조 지역이 기후 변화나 인간 활동 등의 영향으로 점차 사막으로 변하는 현상
하강 기류가 발생하여 강수량이 적고 증발량이 많은 30° 부근에서 주로 나타남
사막화의 요인: 지구 온난화 가속 --> 대기 대순환의 이상 --> 증발량 많아지고 강수량 줄어듬
과잉 경작 과잉 방목 삼림 파괴와 같은 인위적 요인도 있음
🏜 사막화의 영향: 식량 부족 현상 물 부족 현상 황사 자주 발생
발전
발전기의 원리: 전자기 유도 현상
발전기의 작동 과정: 고정된 자석과 그 사이에 회전츅을 중심으로 회전하는 직사각형 코일로 구성
직사각형 코일이 회전하면 자기장과 코일의 면이 이루는 각이 시간에 따라 변하므로 코일 내부를 통과하는 자기장이 변함 --> 유도 전류 발생
여러가지 발전
- 화력 발전: 화학에너지 (연소)--> 열에너지 --> 역학적 에너지 (전자기 유도)-->> 전기에너지
- 핵 발전: 핵 에너지 (핵분열)--> 열에너지 --> 역학적 에너지(전자기 유도) ---> 전기에너지
- 수력 발전: 위치에너지 --> 운동에너지 (전자기유도)--> 전기에너지
발전과 인간 생활
화력 발전
장점:발전 비용이 낮고 발전량 조절이 용이함 안전성 높음
단점: 온실기체 방출 미세먼지 발생
태양광 발전
장점: 안전성이 높고 온실 기체가 발생하지 않음
단점:발전 비용이 많이 들고 일사량에 따라 발전량이 변동 됨 공간이 많이 필요함
풍력 발전
장점: 안정성이 높고 온실기체를 방출하지 않음
단점: 발전 비용이 많이 들고 바람의 방향과 세기에 따라 발전량이 변동됨
핵발전
장점: 일정한 출력으로 발전하며 온실기체를 방출하지 않음
단점: 사고 발생시 큰 문제 발생 폐기물 처리 어려움