Оқу-әдістемелік материалдар «Кіріспе. Биофизика пәні және оның мәселелері. Термодинамика» Биофизика пәні және оның мәселелері
жүктеу/скачать 7,56 Mb.
|
|
Мұндағы  -Больцман тұрақтысы,  -жүйе күйінің термодинамикалық ықтималдылығы. Бұл Больцман формуласы деп аталады. Жүйені макрокүйге түсіру қанша микро күйден өткенін көрсететін санды жүйе жүйенің термодинамикалық ықтималдығы деп атайды.
Еркін энергия  бұл жүйенің ішкі энергиясының бір бөлігі, осының есебінен жүйе қайтымды изотермиялық процесте жұмыс жасауы мүмкін.
мұндағы  шамасын кейде байланысқан энергия деп те атайды. Егер жүйе тепе-теңдік күйге жетсе, онда еркін энергия минимал, ал энтропия максимал болады. Термодинамикалық тепе-теңдік күйде барлық макроскопиялық процестер тоқтайды да, жүйедегі денелерге ортақ температура орнайды.
Термодинамиканың бірінші заңы энергияның сақталу заңы болып табылады. Жүйеге берілген жылу оның ішкі энергиясын арттыруға және сыртқы күштерге қарсы жұмыс істеуге кетеді: 
Егер жүйе бернеше күйлерде бола отырып, өзінің алғашқы күйіне қайтып келсе, онда ішкі энергия нолге тең 
Сонымен жүйе оған берілген жылу мөлшері есебінен ғана жұмыс жасай алады. Термодинамиканың бірінші заңы табиғатта болып жатқан процестердің бағыты жөнінде ешқандай мағлұмат бермейді. Термодинамиканың екінші заңы өмірде болатын процестердің бағыты жөнінде мағлұмат береді. Анықтамалары: «Жылу ешқашан да суық денеден ыстық денеге берілмейді». «Мәңгі двигательдің екінші түрін жасау мүмкін емес». Термодинамика заңдарын тірі табиғатқа да қолдануға болады. Организмге келіп түскен тамақтан пайда болатын энергияның мөлшері организм жұмыс істегенде кететін энергияның мөлшеріне тең екені анықталды. Шамамен алғанда берілген энергия (7854 кДж) денеден бөлінген энегияға (7771 кДж) тең екен. Олай болса организм энергияның жаңа көзі болып саналмайды екен. Осыдан келіп, термодинамиканың бірінші бастамасы биологиялық жүйелерге де жарай береді деген қорытындыға келеміз. Жан-жануарлардың организмінен бөлініп шыққан энергия оны қоршаған ортаға таралып кетеді. Жан-жануар организміне түскен тамақтың күрделі биохимиялық реакцияға түсетіні мәлім. Соның нәтижесінде ол тамақ әсерінен қанша энергия бөлініп шығатынын қалай табуға болады дегне заңда сұрақ туады. Бұл сұраққа 1836 жылы ашылған Гесс заңы жауап береді. Көптеген сатылардан өтіп келген химиялық реакцияның жылулық эффектісі реакцияның жүріп өткен жолына байланысты болмайды, ол тек қана химиялық жүйенің бастапқы күйдегі энергиясы мен соңғы күйдегі энергиясының айырмасына байланысты болады: 
Мұндағы  - реакцияның бастапқы энергиясы
 -реакцияның соңғы энергиясы
Ол үшін тамақты өртейді. Ол құралды калориметриялық бомба деп атайды. Сонда бөлініп шыққан жылуды өлшеп алады. Ал осы тамақты адам жесе, онда тамақ организмде биохимиялық реакцияға түсіп, жылу бөліп шығарады. Гесс заңы бойынша осы екі жылу біріне-бірі тең болуға тиіс. жүктеу/скачать 7,56 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|