IL TERMOSTATO (TRASDUTTORE)

I trasduttori sono quei dispositivi che trasformano una grandezza fisica in entrata in un altra grandezza fisica in uscita. Esempio: il microfono trasforma energia acustica in energia elettrica, oppure gli altoparlanti che fanno l'esatto opposto. Un trasduttore che troviamo nell'ambiente acquario è il termostato che trasforma energia elettrica in energia termica e la mantiene costante grazie a organi di controllo a retroazione. le caratteristiche di funzionamento dei trasduttori possono essere molto diverse tra loro e dipendono largamente dalle grandezze fisiche che si hanno in ingresso ed in uscita, ma quello che viene generalmente richiesto in un buon trasduttore è la sua efficienza e la sua linearità. Un trasduttore è efficiente quando l'energia associata alla grandezza fisica in ingresso viene trovata il più possibile collegata alla grandezza fisica in uscita (cioè ci sono minime perdite di energia nel processo di trasduzione). Un trasduttore è lineare quando la grandezza fisica in uscita è direttamente proporzionale alla grandezza fisica in ingrasso. (se non c'è la linearità il segnale in uscita risulta distorto).

LA POMPA (IL MOTORE ELETTRICO)

Lo studio del momento magnetico rappresentato dalla figura permette di descrivere il moto della spira. La spira a causa del momento magnetico inizia a muoversi (a= 0°), fino a raggiungere la sua massima velocità  a a = 90°, dove il momento vale zero; la spira supera la posizione per inerzia e quindi il momento inizia ad aumentare in modulo ma con verso opposto, facendo rallentare la spira fino a farla fermare (a = 180°); la spira riprende il moto in direzione opposta, supera nuovamente la posizione di massima velocità          (a = 90) e così via. Per ottenere una rotazione continua della spira è necessario evitare che il momento cambi di segno ogni 180°: ciò si ottiene facendo cambiare il verso alla corrente ogni volta che essa supera la posizione di equilibrio. A questo scopo gli estremi della spira sono collegato ad un collettore costruito da due semianelli che ruota assieme alla spira. Il collettore struscia su due spazzole di carbone, collegate a loro volte al generatore in modo tale che un estremo della spira è collegato al polo positivo durante il mezzo giro e al polo negativo durante il mezzo giro successivo 

I TAMPONI (PROCESSO CHIMICO)

La presenza di un tampone o l'uso corretto di questo permette di tenere sotto stretto controllo il Ph dell'acquario, parametro che alterato potrebbe comportare gravi problemi all'ambiente acquatico.
Qui di seguito sono riportati i principali tamponi e le loro reazioni:

Il CO_{2 (g)} (Diossido di carbonio o Anidride Carbonica) si scioglie in acqua dall'aria dove è presente per il 0.035% in volume. Esso proviene inoltre dal decadimento delle sostanze organiche in acqua e anche dalle piogge.

L'equilibrio è:  CO_{2 (g)} <> CO_{2 (aq)}

La solubilità del  CO₂ è incrementata dalla reazione con l' acqua e questa solubilità può essere illustrata in 2 momenti:

1) CO₂ + H₂O >  H₂CO₃ forma instabile e sarà quindi:CO₂ + H₂O >HCO₃^- + H⁺

2) HCO₃^- > CO₃+  H⁺ (molto poco)

Questi equilibri funzionano da soluzione tampone cioè:

Condizione alcalina (OH^-): H⁺ + OH^-_(aq)>H₂O

Condizione acida (H⁺): HCO₃^- + H⁺ > ( H₂CO₃ ) Û H₂O + CO₂

il CO₂ se ne và e quindi l'equilibrio è stabile.
Questa situazione è però influenzata dalla presenza di CaCO₃


EFFETTI DI CaCO₃ SULL' EQUILIBRIO DI CO₂

Se  CaCO₃ è presente gli equilibri visti in precedenza cambiano perché anche il CaCO₃ in parte si discioglie.

Questo è l'equilibrio:  CaCO₃ > Ca²⁺_(aq) + CO₃^2-_(aq)

e rende la soluzione alcalina in 2 modi:

1) CO₃^2-_(aq) + H₂O > HCO₃^-_(aq) + OH^-_(aq)
2) CaCO₃ + CO₂ + H₂O > Ca(HCO₃ )_{2 (aq)}
HCO₃^- + H₂O >H₂CO₃ + OH^-

risulta pH = 8.3 se è presente il CaCO₃, in assenza totale di CaCO₃ pH = 5.65

CICLI BIOGEOCHIMICI

In un ecosistema l'energia fluisce in una sola direzione,numerose sostanza vengono invece riciclate; tra di esse ci sono:l'acqua l'azoto, il carbonio ecc..        I trasferimenti di sostanze inorganiche sono detti cicli biogeochimici perché coinvolgono componenti geologiche e anche biologiche dell'ecosistema. Le componenti geologiche sono: 1)l'atmosfera che è costituita principalmente da gas, tra cui quantità molto variabili di vapore acqueo, 2) la crosta solida della terra 3) gli oceani, i laghi e i fiumi che ricoprono tre quarti della superficie terrestre. Le componenti biologiche dei cicli biogeochimici includono i produttori, consumatori e detritivori.

CICLO DELL'ACQUA

CICLO DEL CARBONIO

CICLO DELL'AZOTO