47,332
עריכות
שינויים
←יחס נפח -שטח פנים
הדוגמה המפורסמת ביותר לנושא הזה הוא הקשר בין מאסת גוף לבין כמות המזון היחסית שיצור בעל דם חם צריך לאכול. ככל שייצור חי גדול יות, עולה היחס בין הנפח, ולכן המסה שלו, לשטח פנים שלו. היות ואובדן חום של יצור חי תלוי בשטח הפנים שלו, יצור בעל יחס מאסה שטח פנים נמוך יותר הוא יעיל יותר מבחינה אנרגטית בהיבט זה - אם ברצונו לשמור על טמפרטורה אחידה (הנחוצה ליצורים ביולוגים בכלל וליצורים בעלי דם חם בפרט) הוא יכול להסתפק בפחות קלוריות יחסית ליחידת מאסה, או במילים אחרות, הוא צריך לאכול מאסת מזון נמוכה יותר יחסית למאסת גופו. לדוגמה חדף צריך לאכול בכל יום פי אחד וחצי ממשקל גופו, פיל אוכל כמות גדולה של מזון אבל משקל המזון מהווה אחוזים בודדים ממשקל הפיל. זאת היות וחדפים מאבדים חום במהירות אל סביבתם דרך המעטפת שלהם.
הדוגמה המפורסמת ביותר לנושא הזה הוא הקשר בין מאסת גוף לבין כמות המזון היחסית שיצור בעל דם חם צריך לאכול. ככל שייצור חי גדול יות, עולה היחס בין הנפח, ולכן המסה שלו, לשטח פנים שלו. היות ואובדן חום של יצור חי תלוי בשטח הפנים שלו, יצור בעל יחס מאסה שטח פנים נמוך יותר הוא יעיל יותר מבחינה אנרגטית בהיבט זה - אם ברצונו לשמור על טמפרטורה אחידה (הנחוצה ליצורים ביולוגים בכלל וליצורים בעלי דם חם בפרט) הוא יכול להסתפק בפחות קלוריות יחסית ליחידת מאסה, או במילים אחרות, הוא צריך לאכול מאסת מזון נמוכה יותר יחסית למאסת גופו. לדוגמה חדף צריך לאכול בכל יום פי אחד וחצי ממשקל גופו, פיל אוכל כמות גדולה של מזון אבל משקל המזון מהווה אחוזים בודדים ממשקל הפיל. זאת היות וחדפים מאבדים חום במהירות אל סביבתם דרך המעטפת שלהם.
היבט דומה לנושא זה קיים בהקשר של הבדלים בין זנים של אותו מין או בין מינים של אותה משפחה. ככל שמתקרבים לקטבים, גודלם של הפרטים גדל, כדי להנות מבידוד משופר. עם זאת, יש מגבלות על גודלם של יצורים חיים, בעיקר ביבשה בגלל מהירות תנועה. דובי קוטב מדגימים את שני ההיביטים הללו. הם הדובים הגדולים ביותר בעולם ונהנים מבידוד משופר יחסית לדובים אחרים. מצד שני בגלל גודלם תזוזה שלהם עולה בהרבה אנרגיה, ולכן הם יוותרו על מרדף אחרי טרף קטן במהירות.
מסיבה זו, בתים בעלי נפח גדול מסוגלים לספק בידוד טוב יותר ביחס ליחידת נפח. פינגווינים קיסריים זכרים שנאלצים להתמודד עם טמפרטורה קרה מאד באנטרקטיקה בזמן הדגירה על הביצים, מתקבצים במבנה עגול ומהודק ושומרים על תחלופה של פינגוונים שנמצאים בשולי המבנה.
מהפך בסמר ותהליכי יציקה נוספים הם בעלי היבט דומה - בעוד שיש מקור חום אחד המנסה לשמור על טמפרטורה יציבה של נוזל (ברזל מותך לדוגמה), איבוד החום לסביבה נובע מנפח הפנים של המיכל. לכן חסכוני יותר מבחינה אנרגטית לצקת נפחי מתכת גדולים יותר. בתהליכים אלה יש היבטים נוספים של שיקולי יתרונות לגדול כמו ניהול מלאים, בטיחות ועוד.
קיימות דוגמאות נוספות - הגנה מאוייבים של עדר ביבשה (שטח-היקף) או של להקת דגים (נפח-שטח פנים), או בצבאות בעלי טכנולוגית לחימה של אלות, חרבות, וכידונים. במקרים אלה העדפה תהיה למבנה דמוי מעגל, (או במבנה אנושיים ריבוע) להעצמת האפקט - כך יורד אחוז הפרטים שנמצאים בשולי הקבוצה וחשופים למתקפה. דוגמה מפורסמת להיבט זה היא הפלאנקס הרומאי. במקרה זה, ניתן למדוד את היתרון גם במספר הפרטים (בעלי תפקוד הומוגני) המשתתפים בקבוצה אחת. החסרון לגודל המגביל את גודל הקבוצה נובע מהקושי הגדל שלה לתמרן, במיוחד כאשר היא נדרשת לשמור על מבנה. חסרון נוסף הבא לידי ביטוי בלהקות הוא כילוי מהיר של משאבים במקום אחד, והצורך לנדוד למקום אחר (דבר שדורש אנרגיה).
עבודה עם כמויות גדולות מאפשרת אפסון בתנאים הומוגניים ללא חשיבות לסדר הפנימי, של חומרי הגלם והתוצרים. בגלל יחס מעטפת -נפח או היקף-שטח - דבר זה משתפר ככל שהשטח גדל - יש צורך בכמות גדר נמוכה יותר למטר רבוע אדמה, ומחסן שנבנה עבור תוצרת גדל בשטח פנים, אבל מספק נפח אכסון.
עבודה עם כמויות גדולות מאפשרת אפסון בתנאים הומוגניים ללא חשיבות לסדר הפנימי, של חומרי הגלם והתוצרים. בגלל יחס מעטפת -נפח או היקף-שטח - דבר זה משתפר ככל שהשטח גדל - יש צורך בכמות גדר נמוכה יותר למטר רבוע אדמה, ומחסן שנבנה עבור תוצרת גדל בשטח פנים, אבל מספק נפח אכסון.
יש מקרים הפוכים בהם רוצים דווקא שטח פנים מקסימלי - כאשר רוצים לקרר דבר מה חם בסביבה קרה יחסית (לדוגמה רדיאטור, אוזן של פיל). מקרים אחרים הם ציד בלהקה, רובאים מתקיפים, קומביין, זרועות ציד - קיימת פריסה דמויית שורה או זרועות. לא ברור אם יש יתרון חסרון או אין השפעה לגודל. דוגמה למצב בו רוצים שטח פנים מקסימלי היא בשיווק הפצת מידע או באיסוף מידע.
אפשר להבחין בין יתרונות לגודל פנים-קבוצתיים (שאינם תלויים בסביבה החיצונית) לבין כאלה שתלויים ביחס בין גודל הקבוצה לבין הסביבה.
אפשר להבחין בין יתרונות לגודל פנים-קבוצתיים (שאינם תלויים בסביבה החיצונית) לבין כאלה שתלויים ביחס בין גודל הקבוצה לבין הסביבה.
השאלה היא האם יש יחס כללי בין הוצאות האנרגיה לצרכי תחזוקה פנימית לשמירת הומוסטטיס לבין מושג של גודל (יחס נפח-שטח פנים).
השאלה היא האם יש יחס כללי בין הוצאות האנרגיה לצרכי תחזוקה פנימית לשמירת הומוסטטיס לבין מושג של גודל (יחס נפח-שטח פנים).