Читать учебник по биологии: "Основы биофизики" Страница 3

(Назад) (Cкачать работу)

Между упорядоченным и неупорядоченным движениями существует принципиальная разница: упорядоченное движение может полностью превратиться в неупорядоченное, а переход из неупорядоченного движения в упорядоченное никогда не бывает полным.

Причина различия между двумя такими движениями связана с неодинаковой вероятностью каждого из них.

Для обеспечения упорядоченного движения необходимо, чтобы все частицы имели в данный момент одинаковые по величине и направлению составляющие скорости, а когерентные волны должны иметь одинаковую частоту и фазу.

Такое состояние является, менее вероятно, чем-то, при котором скорости частицы или фазы волн различны.

Внутренняя энергия в идеальном газе полностью, а в других телах частично, связана с неупорядоченным тепловым движением молекул. В то же время, совершение работы всегда требует переноса вещества, то есть, упорядоченного движения.

Поэтому принципиально невозможно всю внутреннюю энергию тела использовать для совершения работы.

Только та часть внутренней энергии системы, которую в принципе можно использовать для совершения работы, называют свободной энергией - G. Остальную часть внутренней энергии нельзя превратить в работу, и ее называют связанной энергией. Следовательно, работа , совершенная системой в любом процессе, не может быть больше, чем изменениеэтой системы.

3. Обратимые и необратимые процессы Те процессы, в которых , называются обратимыми, так как, пустив такой процесс в обратном направлении и затратив работу, можно вернуть систему в исходное состояние.

Таких процессов в природе не существует. Все реальные процессы - необратимы.

Иными словами,не может быть полностью преобразовано в .

При таком преобразовании часть обязательно превращается в тепло. Для достижения максимальной степени обратимости термодинамических процессов нужно добиваться минимальной разности междуи.

И в технике, и в биологии представляет интерес в первую очередь , совершенная системой, поэтому важно знать не столько полнуюсистемы, сколько ее .

системы, какявляется функцией в которой находится система. Наиболее важными параметрами являются:

температура;

давление;

число молей вещества;

а при наличии электрического поля, и его напряженность .

Тогда, Во многих системах, в частности, в живых организмах, наиболее важным источникомявляется химическая энергия молекул, входящих в систему.

В этой связи введено понятие химического потенциала. Химический потенциал системы по отношению к конкретному веществу равен приростусистемы при увеличении количества этого вещества на один моль. ,4. Применение первого начала термодинамики к живым организмам В отличие от тепловых машин, живые организмы производятне за счет тепловой энергии, а за счет использования химической энергии пищевых продуктов, усвоенных ими. В этой связи уравнение, согласно которому изменение системы равно ее обмену энергии с окружающей средой, имеет вид: ,

Организм животных имеет постоянную температуру, и химический состав его в среднем не изменяется, поэтомутакого организма. Следовательно, изменение . Тогда данное уравнение имеет

Похожие работы