Термодинамика және ағзадағы зат алмасу процестері

Термодинамика-ағзадағы энергия, жылу және зат алмасу процестері жөніндегі ғылым

Орындаған : Игманов Р . А

Жоспар :

Click to add Title

Кіріспе.

Негізгі бөлім

Ағзадағы энергия және оның алмасуы

Тірі организмдердегі жылу алмасу

Қорытынды.

Энергия – ғылымдағы өте маңызды физикалық түсінік болып табылады. Энергия деп физикада материяның қозғалысының әр түрлі формаларының жалпы шамасын көрсететін скалярлық физикалық өлшемді айтамыз.

Жүйенің энергиясы дегеніміз сол жүйенің белгілі бір жұмыс жасауға қабілеттілігі. Қандай да болмасын термодинамикалық күйде болатын кез келген термодинамикалық жүйенің толық энергиясы болады.

W – толық энергия

Толық энергия мынадай құраушы бөліктерден тұрады:

1.Жүйенің механикалық қозғалысынан кинетикалық энергиясынан Wмех

2.Сыртқы күш өрісіндегі(гравитациялық, электромагниттік) жүйенің потенциялық энергиясы Wn

3.Ішкі энергия U

W = Wмех + W n + U

Дені сау ересек адамның дене температурасы +36,5°С+36,9°С. Бір тәуліктің ішінде де дене температурасының сәл де болса ауытқуы байқалады. Мысалы, түнге қарағанда күндіз сәл жоғарылау болады. Бұл ағзадағы зат алмасудың өзгеруіне тікелей байланысты. Адам дене температурасының мұндай аз ғана ауытқуын сезе бермейді. Дене температурасының +43°С көтерілуі немесе +25°С төмендеуі қазаға ұшыратады. Ағзаның өз дене температурасын бірқалыпты сақтауға бағытталған физиологиялық үдерістерін жылуды реттеу дейді. Дене температурасының тұрақтылығы ағзада пайда болған жылумен, сыртқа бөлінетін жылудың мөлшеріне байланысты. Ағза жылуды тері арқылы шығарады. Адамның бір тәулікте бөлетін жалпы жылуы шамамен 13 500 Дж болса, оның 80%-ы тері арқылы сыртқа бөлінеді.

Зат алмасу дегеніміз – организмде жүріп жататын барлық химиялық процестердің жиынтығы.Организмдегі зат алмасу тіршіліктің негізгі белгісі болып табылады. Тірі организм зат алмасудың нәтижесінде пайда болып жарыққа шығады, тіршілік етеді, өсіп жетіледі және өледі. Зат алмасу физиологиялық – ас қорыту, сіңіру, бөліп шығару, физикалық-химиялық-сорбция, диффузия, биопотенциалдар, биохимиялық-заттардың синтезделуі, ыдырауы, өздігінен- өзі құралуы сияқты т.б әртүрлі кейде қарама-қарсы процестерді айтамыз.

Ағзадағы энергия және оның алмасуы

Дененің немесе термодинамикалық жүйенің ішкі энериясы деп оның термодинамикалық күйіне байланысты ғана болатын энергияны айтады. Ішкі энергия жүйені құрайтын барлық бөлімдердің қозғалыс және әрекеттесу энергиясынан тұрады. Мыс, көп атомды молекуладан тұратын газдың ішкі энергиясы мынадай энергия жиынтығынан тұрады:

1.Молекуланың жылулық бағытталған және айналмалы қозғалысының кинетикалық энергиясы.

2.Молекуладағы атомның тербелмелі қозғалысының кинетикалық және потенциялық энергиясынан

3.Молекула аралық әрекеттесулерден туындаған потенциялық энергиядан

4.Атом дар мен иондардың, электрон қабықтарының энергиясынан

5.Атом ядроларындағы нуклондардың әрекеттесуінің кинетикалық, потенциялық энергиясынан.

1847жылы неміс физигі және физиологы Герман Фон Гельмгольц (1821 – 1894) энергияның сақталу заңын тұжырымдады. Изоляцияланған жүйенің толық энергиясы тұрақты болады ,энергия сақталады.Энергия бір формадан екінші формаға мыс, кинетикалық энергиядан потенциялық энерияға ,ешқандай шығынсыз ауыса алады.

Дененің бір күйден басқа бір күйге ауысуы кезіндегі белгілі бір жұмыс істеу қабілеті оның энергиясы деп аталды. Материя қозғалысының әртүрлі формалары бір-біріне айналып (түрленіп) отырады

Эволюциялық баспалдақта энергия алмасуының күші термодинамикалық жүйе күрделенген сайын кенет арта түседі.Мұны Рубнер константасының артуы анық көрсетеді:

R=it/m

t- күнмен есептегенде тіршілік ұзақтығы

m- кг алынған салмақ

i- 24 сағ кал.алынған оттегінің пайдаланылған мөлшері

Тірі организмдердегі жылу алмасу

Адам денесінде жылу екі жолмен реттеледі. Біріншісі — химиялық жол, екіншісі - физикалық жол.

Химиялық жолмен жылудың реттелуі зат алмасу кезінде ағзада түзелетін жылу мен бұлшықеттердің жұмысына байланысты. Бұл тағамның құрамындағы ағзалық заттардың ыдырауынан бөлінетін энергия арқылы реттеледі.

Физикалық жолмен реттелуі ағзада пайда болған энергияның сыртқы ортаға жылу түрінде бөлінуі арқылы жүзеге асады. Оған теріден судың тер арқылы булануы мысал болады. Тері арқылы ағзадағы жылудың реттелуі тер бездерінің, қантамырлардың, тері шелмай қабатының қатысуымен жүреді.

Ағзадағы жылу денеге қан арқылы таралады. Терідегі жүйке талшықтарының тітіркенуінен зат алмасу қарқыны өзгереді. Мысалы, сыртқы орта температурасы көтерілсе, зат алмасу бәсеңдейді де, қантамырлар кеңейеді. Теріге көп мөлшерде қан ағып келіп, теріде температура көтеріледі де бұл кезде сыртқа көп жылу бөлінеді. Осылай ағза өзін қызып кетуден қорғайды. Егер сыртқы орта температурасы…