Термодинамическая система,основные параметры состояния.

Термодинамическая система, основные параметры состояния.

термодинамика-наука о закономерностях перехода энергии пежду системами.Основным понятием термодинамики является система-совокупность объектов, взаимосвязь между которыми больше, чем с объектами внешней среды.

Характеристикой системы является масса(совок масс молекул из кот она состоит)и внутренней энергии.

Различают системы: -изолированные: не обмениваются с внешней средой ни веществом, ни энергией(термос).-закрытые: обмениваются с внешней средой энергией, но не обмениваются веществом(банка с вареньем) -открытые: обмениваются с внешней средой и веществом и энергией.Все живые вещества явл.открытыми термодинамическими системами.

В зависимости от агрегатного состояния компонентов:

-гомогенные: отсутствуют резкие изменения свойств при переходе из одних областей системы к другим, например плазма крови.

-гетерогенные: из 2х или более гомогенных например, цельная кровь.

По состоянию термодинамической системы: -равновесное состояние: свойства неизменны, изолированная система. -стационарное состояние: свойства системы остаются постоянными во времени, но имеются потоки вещества и энергии, например глюкоза в крови.-переходное состояние: системы изменяются во времени.

Энергия-количественная мера определенного вида движения материи при ее превращениях.СИ: джоуль, внеСИ: калория 1кал=4, 184Дж.

2.Первый закон термодинамики, его приложение к биосистемам.Закон Гессе.

1й закон термодинамики: количество теплоты, переданное системе, идет на изменение внутренней энергии системы и совершение системой работы

Q=треугольничекU+А

1е начало термодинамики называют так же законом сохранения жнергии: энергия в изолированной системе не возникает и не исчезает, а лишь переходит из одной формы в другую в строго эквивалентных количествах.

Если рассматривать к идеальным газам, следует учитывать расширение. Q= треугольничекU+p× треугольничекV, где треугольричекV-изменение объема системы.

В зависимости от протекания можно процессы разделить на:

изохорические-протекают при постоянном объеме системы треугольничекV= const, Q=треугольничекU

изобарические-протекают при постоянном давлении p=const, Q=треугольничекU+p× треугольничекV

изотермические-протекают при постоянной температуре T=const.

адиабатические процессы-система не обменивается теплом с окружающей средой, Q=0

для изобарического процесса: А=-р× треугольничекV Q=треугольничекU+pтреугV

Q= (U2+pV2)-(V1-pV2)

Энтальпия(Н)-функция состояния системы, приращение которой равно теплоте, полученой в изобарном процессе. Н=V+pV A-> B+Q A-> BтреугольничекНо=

Закон Гессе1840г: тепловой эффект химической реакции не зависит от пути ее протекания и определяется только начальным и конечным состоянием системы.Используют для определения тепловых эффектов.

Простая диффузия. Уравнение Фика, уравнение Нернста-Планка

Диффузия-процесс переноса материи или энергии из области с высокой концентрацией в область с низкой концентрацией.

Простая диффузия характерна для небольших нейтральных молекул (H2O, CO2, O2), а также гидрофобных низкомолекулярных органических веществ. Эти молекулы могут проходить без какого-либо взаимодействия с мембранными белками через поры или каналы мембраны до тех пор, пока будет сохраняться градиент концентрации

Уравнение диффузии (уравнение Фика), которое обычно записывают в виде:

Знак «-» показывает, что суммарная плотность потока вещества при диффузии направлена в сторону уменьшения плотности (в сторону, противоположную градиенту плотности), D — коэффи циент диффузии

Это уравнение Нернста—Планка . Используя выражение для подвижности

9. Облегченная диффузия на примере антибиотиков валиномицина и грамицидина

При облегченной диффузии в транспорте веществ участвуют белки – переносчики, работающие по принципу «пинг-понг». Белок при этом существует в двух конформационных состояниях: в состоянии «понг» участки связывания транспортируемого вещества открыты с наружной стороны бислоя, а в состоянии «пинг» такие же участки открываются с другой стороны. Этот процесс обратимый. С какой же стороны в данный момент времени будет открыт участок связывания вещества, зависит от градиента концентрации, этого вещества.

Таким способом через мембрану проходят сахара и аминокислоты.

При облегченной диффузии скорость транспортировки веществ значительно возрастает в сравнении с простой диффузией.

Кроме белков-переносчиков, в облегченной диффузии принимают участие некоторые антибиотики, например, грамицидин и валиномицин.

Поскольку они обеспечивают транспорт ионов, их называют ионофорами.

Биофизика нервного импульса

В зависимости от толщины, а также наличия или отсутствия миелиновой оболочки все нервные волокна делят на три основных типа: А, В, и С.

Волокна типа А – это наиболее толстые, хорошо миелинизированные афферентые и эфферентые волокна соматичекой нервной системы. Скорость проведения этих волокон варьирует от 120 м/с до 15 м/с.

Волокна типа В - слабомиелинизированные преганглионарные (парасимпатические) волокна вегетативной нервной системы. Скорость проведения составляет 5 – 14 м/с.

Волокна типа С – это немиелинизированные в основном постганглионарные (симпатические) волокна вегетативной нервной системы. Скорость проведения от 0, 5 до 2, 3 м/с.

термодинамическая система, основные параметры состояния.