Vinaora Nivo Slider 3.xVinaora Nivo Slider 3.xVinaora Nivo Slider 3.xVinaora Nivo Slider 3.xVinaora Nivo Slider 3.xVinaora Nivo Slider 3.xVinaora Nivo Slider 3.xVinaora Nivo Slider 3.x

Первый закон термодинамики основывается на большом экспериментальном материале – т.е. является обобщением многочисленных опытов – от Ломоносова до Гельмгольца. Он формулируется так: Общая сумма энергии материальной системы остается постоянной величиной независимо от изменений, происходящих в системе. Изменение в системе возможно только в результате обмена энергией с окружающей (внешней) средой. Таким образом, первый закон термодинамики является количественным выражением закона сохранения энергии, который формулируется так:

Энергия не исчезает и не возникает, а только переходит из одной формы в другую в эквивалентных количествах.

Мерой передачи энергии в процессе теплообмена является количество теплоты Q, dQ, DQ, а мерой передачи энергии при совершении работы – является работа A, dA, DA (передача энергии в этом процессе). 
Внутренняя энергия U, dU, DU – это общая сумма всех видов энергии в данной системе (тепловой, механической, химической, электрической). Внутренняя энергия является функцией состояния системы и для данного состояния имеет определенное значение: DU  есть разность двух значений внутренней энергии, соответствующих конечному и начальному состояниям системы.

Обычная запись первого закона термодинамики имеет вид Q = U + A и означает, что теплота Q, поглощенная системой из внешней среды, идет на увеличение внутренней энергии U и совершение работы A против внешних сил.

Первый закон термодинамики: Теплота dQ, поглощенная системой из внешней среды, идет на увеличение внутренней энергии системы dU и совершение работы dA :  dU = dQ + dA

В реальных ситуациях значения U, dQ, dA, dU, DQ, A,  могут быть как положительными (теплота передается системе внешними телами, внутренняя энергия увеличивается), так и отрицательными (теплота отнимается от системы, внутренняя энергия уменьшается).

Первый закон термодинамики для живых систем. Первичным источником энергии в организме для производства всех видов работ является химическая энергия пищевых веществ (белков, жиров, углеводов), выделяющихся при их окислении. Для растений первичным источником энергии является энергия солнечного излучения, запасаемая в процессе фотосинтеза. Эта же энергия переходит к животным, питающимся растениями. Но ни энергия солнечного излучения, ни энергия, выделяющихся при окислении пищевых веществ, не используется непосредственно для совершения всех видов работ в организме. Вначале энергия солнечного излучения и пищи трансформируется в энергию макроэргических связей некоторых веществ, главным из которых является аденозинтрифосфорная кислота – АТФ. Таким образом, основной источник энергии для всех процессов жизнедеятельности – энергия, запасенная в высокоэнергетических соединениях, прежде всего в молекулах АТФ. Расщепление, гидролиз АТФ при отщеплении одной фосфатной группы выделяется от 7 до 8,5 ккал/моль (30 – 38 кДж/моль).

Т.е. все виды работы, совершаемые в живом организме, совершаются за счет энергии АТФ. АТФ – это универсальный источник энергии. В живом организме все виды энергии в конечном итоге переходят в тепло – тепловую энергию. Она бывает первичной (пассивная) – т.е. непосредственно сразу переход в тепло необратимо, и вторичная (активная) – энергия сначала идет на совершение работы с последующим переходом опять-таки в тепло. Например, прокачивание крови по сосудам – механическая работа с преодолением трения и рассеянием в виде тепла. Т.к. в организме все время совершаются различные виды работы, то в конечном итоге вся энергия переходит в тепло. Первые попытки установления законов термодинамики для живых организмов были предприняты еще в XVIII в. Лавуазье и Лаплас, измеряя количество тепла и углекислого газа, выделяемых морской свинкой в ледяном калориметре, пришли к выводу, что окисление веществ в организме и прямое сжигание этого вещества в калориметрической бомбе дают примерно одинаковые тепловые эффекты. Последующие измерения подтвердили этот основной вывод.

2015-2020 vseobiology.ru | При использовании материалов сайта - прямая ссылка на vseobiology.ru обязательна.

^ Наверх