Содержание
- 2. Термодинамикой называют раздел науки и техники, исследующий процессы преобразования и использования энергии. Так как понятие энергии
- 3. Так как все без исключения жизненные процессы связаны с преобразованиями энергии в живых организмах, термодинамика имеет
- 4. Не случайно, по-видимому, что из трёх первооткрывателей важнейшего закона современной науки – первого начала термодинамики двое
- 5. Юлиус Роберт Майер (1814-1878) Герман Людвиг Фердинанд фон Гельмгольц (1821-1894)
- 6. 1. Понятие термодинамической системы. Виды термодинамических систем. Термодинамическая система — совокупность макроскопических тел, которые могут взаимодействовать
- 7. Термодинамические системы бывают трех видов: 1. Изолированные (нет обмена ни веществом, ни энергией с окружающей средой).
- 8. 2. Внутренняя энергия термодинамической системы. Первое начало термодинамики. Энергию любой системы можно разделить на две части:
- 9. Внутренняя энергия U включает в себя: кинетическую энергию теплового движения частиц; потенциальную энергию, заключенную в химических
- 10. В системах, химический состав которых в ходе энергетических преобразований остается неизменным, при вычислении внутренней энергии можно
- 11. Внутренняя энергия идеального газа: где i – число степеней свободы молекулы, m – масса, μ -
- 12. Абсолютная температура является мерой средней кинетической энергии молекул, а значит – и внутренней энергии.
- 13. Первое начало термодинамики Представляет собой закон сохранения энергии. Он гласит, что энергия не может быть создана
- 14. В случае закрытых систем изменение внутренней энергии системы (ΔU) может происходить двумя способами: а) путем совершения
- 15. Или: Q = ΔU + A (Тепло, переданное системе, идет на изменение внутренней энергии и совершение
- 16. Правило знаков: +Q – тепло, поступающее в систему; -Q – тепло, отдаваемое системой; +А – работа,
- 17. 3. Приложение первого начала термодинамики к живым организмам. Различие в преобразованиях энергии в технике и в
- 18. Однако в биологической термодинамике первое начало удобнее записывать несколько в другой форме с учетом того, что
- 19. Поэтому: Wпищи = A + Q + ΔU Энергия пищи тратится на совершение живым организмом работы,
- 20. Организм теплокровных животных имеет постоянную температуру, и химический состав его в среднем не изменяется, поэтому ΔU=0.
- 21. Различия в преобразованиях энергии в технике и в живых организмах. В технике основным источником энергии является
- 22. Живые организмы отличаются прежде всего тем, что роль промежуточного звена между источником свободной энергии и работой
- 23. В живых организмах свободная энергия, получаемая при усвоении пищи, почти целиком выделяется в ходе биологического окисления,
- 24. Остальные 50% тратятся на синтез так называемых макроэргов – веществ, обеспечивающих энергией все клетки организма. Важнейшим
- 25. Работа в живом организме производится за счёт энергии, выделяющейся при отщеплении от АТФ концевой фосфатной группы
- 26. На совершение работы используется около 40% энергии АТФ, или 20% от исходной энергии пищи. Остальная энергия
- 27. Синтез макроэргов происходит, и основном, за счёт окисления мономеров, на которые расщепляются в кишечнике пищевые продукты.
- 28. Кроме того, 2 моля АТФ могут синтезироваться без участия кислорода при других реакциях (анаэробный синтез). Таким
- 29. Основные виды работы, совершаемой в живых организмах 1) Механическая работа 2) Химический синтез (особенно сложных биомолекул)
- 30. 4. Основные способы теплообмена организма. В организме любого живого существа непрерывно выделяется тепло. Это тепло должно
- 31. Существует 4 способа теплообмена организма с окружающей средой: 1) Теплопроводность – это перенос тепла за счёт
- 32. 2) Конвекция - перенос тепла, связанный с движением газа или жидкости. 3) Излучение: QИЗЛ = σ·(
- 33. 5. Температурный гомеостаз. Способы терморегуляции. Температура тела человека и многих животных поддерживается постоянной с достаточно высокой
- 34. Различают химическую и физическую терморегуляцию. Химическая терморегуляция основана на изменении теплопродукции (скорости и характера биологического окисления,
- 35. 6. Свободная и связанная энергия. Энтропия. Внутренняя энергия любой системы состоит из двух разных частей: 1.
- 36. Мерой связанной энергии системы является энтропия S. то есть энтропия S – это величина связанной энергии,
- 37. Изменение энтропии рассчитывают: а) при изотермическом процессе: б) в случае изменения температуры:
- 38. Вероятностный смысл энтропии Состояние системы (макросостояние) характеризуется такими параметрами, как температура, давление, объем и т.д. Однако
- 39. Термодинамическая вероятность (Ртд) - это число микросостояний, которыми может быть реализовано данное макросостояние системы. Формула Больцмана:
- 40. 7. Второе начало термодинамики Первое начало термодинамики даёт основу для расчёта энергетики всех процессов. Однако, оно
- 41. На самом деле, в каких-то конкретных условиях процесс всегда идёт в одном направлении. Правило, позволяющее определить,
- 42. По самому смыслу понятия вероятности любая система, предоставленная сама себе (то есть изолированная), будет переходить из
- 43. Учитывая формулу Больцмана, мы сразу приходим к формулировке второго начала термодинамики: все реальные процессы в изолированной
- 44. Поскольку в изолированной системе U = G + WСВЯЗ = G + ST = const, то
- 45. 8. Второе начало термодинамики для живых организмов. Продукция и поток энтропии. Все живые организмы относятся к
- 46. Для живых организмов справедливы выражения: ΔS = ΔSi + ΔSe (общее изменение энтропии равно сумме изменений
- 47. Все процессы внутри системы идут с уменьшением свободной энергии, поэтому изменение свободной энергии за счёт процессов
- 48. Поэтому общее изменение свободной энергии (и, соответственно, энтропии) открытой системы может иметь любой знак (или равняться
- 49. Формулировка второго начала термодинамики для открытых систем (в том числе, для живых организмов): в открытой системе
- 50. 9. Продукция энтропии и поток энтропии. Теорема Пригожина Во многих случаях представляет интерес скорость изменения энтропии,
- 51. Стационарным состоянием системы называют состояние, в котором процессы в системе так сбалансированы, что основные величины, характеризующие
- 52. И.Р. Пригожин доказал положение, которое называется теоремой Пригожина: в стационарном состоянии продукция энтропии минимальна.
- 54. Скачать презентацию