1-Amaliy mashg’ulot. Biomexanika va bioakustika. Mexanik ish, energiya va quvvat Muskul mexanikasi

Biologik tizimlarda energiyaning saqlanish qonuni. Biologik tizimlar ochiq tizimga kiradi, chunki tashqi muhitdan qabul qilingan mahsulot hisobiga organizm rivojlanadi va yashaydi, ya'ni modda almashinuvi doimo yuz berib turadi. Umuman tirik organizm statsionar holatda bo’lmaydigan rivojlanuvchi tizimdir. Ammo, odatda, kichik vaqt oralig’ida biologik tizimlar holatini statsionar holat deb olish mumkin. Statsionar holatda bo’lganda tizimning turli qismlaridagi parametrlaming qiymatlari, odatda, bir-biridan farq qiladi: odam tanasining turli qismlari harorati, biologik membrananing turli qism laridagi diffuziyalanuvchi molekulalar konsentratsiyasi va hokazolar. Shunday qilib, tizim ayrim parametrlarining gradiyenti doimiy tutib turiladi, shu sababli kimyoviy reaksiyalar o‘zgarmas tezlik bilan o’tishi mumkin. Har qanday real termodinamik tizim ochiq tizimdir, lekin ma’lum vaqt oralig’ida ideal modelni yopiq tizim deb olish mumkin. Yopiq tizimning atrofidagi jismlar bilan o‘zaro ta’sirini batafsilroq qarab chiqamiz. Issiqlik jarayonlari uchun energiyaning saqlanish qonuni termodinamikaning birinchi qonuni kabi ta’riflanadi.
Tizimga berilgan issiqlik miqdori tizimning ichki energiyasining o ‘zgarishiga va tizim bajaradigan isliga ketadi:

Tizimning ichki energiyasi deganda, uni tashkil etuvchi zarralarning kinetik va potensial energiyalari yig'indisi tushuniladi. Ideal gaz molekulalari o‘zaro ta’sirlashmaydi, shuning uchun uning potensial energiyasi nolga teng.
Energiyaning saqlanish qonuni hisoblangan termodinamikaning birinchi qonuni jarayonlarning borishi mumkin bo’lgan yo'nalishlarni ko'rsatmaydi. Masalan, termodinamikaning birinchi qonuniga binoan issiqlik almashinishida issiqlikning issiqroq jismdan sovuqroq jismga o’z - o‘zidan o‘tishi mumkin bo’lganidek, buning teskarisi, issiqlik sovuqroq jismdan issiqroq jismga o'tishi mumkin.
Lekin kundalik hayotda ikkinchi jarayon o‘z- o‘zidan yuz bermaydi. Masalan, xona ichidagi havoni sovitish hisobiga choynakdagi suv o'z - o‘zidan isimaydi (6.1-rasm).

Termodinamikaning ikkinchi qonuni shu savollarga javob beradi. Termodinamika ikkinchi qonunining bir qancha ta’riflari mavjud.
1. Klauzius ta’rifi: issiqlik o‘z - o‘zidan harorati past jismdan harorati yuqori bo'lgan jismga o'ta olmaydi.
2. Tomson ta’rifi: ikkinchi tur abadiy dvigatel bo‘lishi mumkin emas, ya’ni bir jismning sovishi hisobiga issiqlik ishga aylanishi mumkin bo'lgan yagona davriy jarayon bo‘lishi mumkin emas. Issiqlik mashinasida berilgan issiqlik miqdori hisobiga ish bajariladi, lekin bunda issiqlikning bir qismi albatta sovitgichga uzatiladi.