Термодинамічна рівновага біологічної системи
Термодинамікою називається розділ фізики, вивчає теплову енергію і принципи її розподілу по всьому об`єму речовини або певного середовища. Ця дисципліна ґрунтується на деяких загальних універсальних принципах і використовує досвідчені дані багатьох інших наук. Термодинамічна рівновага є наріжним каменем цієї сфери наукових знань.
Одним з найважливіших і, можливо, самим специфічним властивістю живих організмів є їх унікальна здатність до перетворення енергії та зберігання її в найрізноманітніших формах. Термодинамічна рівновага - це такий стан системи, при якому її параметри і характеристики не можуть змінитися з плином часу без впливу будь-яких зовнішніх факторів.
Тобто: теоретично ізольована фізична система, що складається з одного або декількох фізичних об`єктів, може нескінченно перебувати в стані балансу. Якщо порушити термодинамічна рівновага, будь-яка система буде прагнути повернутися до свого стабільного стану самостійно. Це один з основоположних принципів фізики, на якому занадто багато побудовано і в нашому житті, і в природі.
Найлегше уявити собі термодинамічна рівновага на прикладі такого природного людського атрибуту, як термос з гарячим чаєм, який і являє собою ту саму ізольовану систему. Зрозуміло, температура в будь-якій точці речовини (в даному випадку - чаю) буде однаковою. Але якщо опустити в термос кубик льоду, термодинамічна рівновага моментально порушиться, оскільки виникне різниця температур в різних ділянках рідини.
При цьому теплопередача відбуватиметься з області більш високої температури в напрямку більш холодних ділянок, поки у всьому обсязі не буде встановлена однорідність теплового режиму. Коли це станеться, стабільність буде відновлена. Так працює будь-яка термодинамічна система, незалежно від її масштабу та кількості об`єктів, з яких вона складається.
Основна умова рівноваги, яким є однаковий температурний показник у всіх точках системи, особливо важливо для живих організмів. Всім біологічним об`єктам для підтримки нормальної життєдіяльності потрібно регулярне надходження енергії. Всі біологічні процеси також потребують стабільної передачі тепла і його рівномірному розподілі.
Наприклад, рослини, накопичуючи сонячну енергію, перетворюють її в хімічні зв`язки органічних речовин за допомогою фотосинтезу. В організмі тварин все відбувається з точністю до навпаки - органічні речовини, одержувані з їжею, перетворюються на енергію. Всі подібні процеси (у представників як рослинного, так і тваринного світу) відбуваються в точній відповідності з принципами термодинамічної системи.
Основні поняття термодинаміки універсальні і непорушні як для живих біологічних систем, так і для неживої природи. Принципи термодинаміки свідчать, що будь-яка сукупність зв`язаних об`єктів може називатися термодинамічної системою. Різниця тільки в масштабах і кількості об`єктів. Прикладами таких систем можуть служити клітини нашого організму, серце або інші внутрішні органи. Весь організм теж в якомусь сенсі є термодинамічною системою. Навіть такі гігантські об`єкти, як біосфера, океани також відносяться до цього розряду. І вони підпорядковані тим же законам термодинамічної рівноваги.
Симетрія в природі Симетрія в природі є об'єктивним властивістю, одним з основних у сучасному природознавстві. Це універсальна і загальна характеристика нашого матеріального світу.Симетрія в природі - це поняття, яке відображає існуючий у світі порядок, відповідність…
Закони термодинаміки Термодинаміка - розділ фізики, в рамках якого вивчається взаємне перетворення теплоти в рух і навпаки. Будучи досить обширним розділом, дана частина прикладної фізики ділиться на кілька різних підрозділів, до яких відносяться: Основні закони…
Перше і друге початок термодинаміки Перш ніж розглянути перше і друге початок термодинаміки, необхідно визначитися, що саме розуміють під терміном «термодинаміка». У даному випадку слово говорить саме за себе: у ньому неважко визначити два інших - «термо» і «динаміка». При перекладі з…
Перший початок термодинаміки - це початок усього сущого Предметом вивчення термодинаміки є енергія у всіх її проявах і, найголовніше, переходи енергії з одного виду в інший. Так склалося, що сам термін виник на зорі наукових досліджень в області енергії, а на той момент перелік різних видів енергії був…
Биокосное речовина та її роль в складі і біосфері Землі Весь оточуючий нас світ - матеріальний і духовний, живої і неживої - називається одним словом - Природа, мати всього сущого на Землі і навколо неї. Найважливіший елемент природного світу Землі - біосфера. До складу біосфери входять, по-перше, всі…
Що таке енергія Гіббса Мимовільність протікання процесів в системах відкритого та закритого типів описується через спеціальний критерій, який отримав назву енергія Гіббса. Він є функцією стану. Д.У. Гіббс, працюючи з термодинамічними системами, зумів вивести її через…
Перший закон термодинаміки Перший закон термодинаміки стверджує, що зміна внутрішньої енергії можливо тільки при наявності зовнішніх впливів. Іншими словами, якщо системі буде повідомлено певну кількість тепла і над нею буде здійснена робота, то активність даного тіла…
Хімічна рівновага - основа оборотних хімічних реакцій Згідно з однією з класифікацій, що використовуються для опису хімічних процесів, існує два види протилежних реакцій - оборотні і незворотні. Оборотна реакція не доходить до кінця, тобто жодне з речовин, що вступили в неї, не витрачається повністю і…
Екологічні фактори та їх вплив на організми Екологія - це наука, яка вивчає взаємодію живих організмів з елементами неживої природи. Останнім часом вона стала розвиватися стрімкими темпами. Це пов'язано з екологічними проблемами, виникаючими повсюдно. Тому людство зайнялося вивченням…
Що таке екологічна рівновага? Останнім часом все частіше звучать слова «погана екологічна обстановка», «порушення екологічної рівноваги», «екологічна катастрофа». Перш ніж міркувати, чи загрожує світу така катастрофа, необхідно з'ясувати, що позначає поняття «екологічна…
Ринкове Рівновага Ринкова рівновага - такий стан економіки, коли кількість товару, на який є стійкий попит при певною ціною, дорівнює кількості товару пропонованого до реалізації по затребуваною ціною.Частина економічного простору, в якій знаходяться інтереси…
Рівноважна ціна Сутність рівноваги на ринку полягає в тому, що в такому стані цей ринок можна вважати збалансованим, тобто ні покупці, ні продавці не мають зі свого боку бажання порушувати існуючу рівновагу. Рівноважна ціна - це точка, в якій інтереси сторін будуть…
Будова організму, обмін речовин в організмі У нашому тілі є багато органів, кожен виконує певні функції. Скелет людини і його мускули-це органи відповідають за опору і рух, серце і кровоносні судини це органи, що забезпечують безперервний рух крові. Діяльність усіх наших органів об'єднується…