Past haroratlar fizikasi. Past haroratning tirik organizmlar va jonsiz moddalarga ta'siri

Past haroratning tirik organizm va jonsiz moddalarga ta'siri
harorat fizikasi bug'lanishni pasaytirish
Harorat kundalik hayotda, tabiatni bilishda, yangi hodisalarni o'rganishda muhim rol o'ynaydi. Inson va yuqori hayvonlarning tana harorati tashqi muhit haroratining o'zgarishiga qaramay, nisbatan barqaror darajada saqlanadi. Haroratning bunday doimiyligi izotermiya deb ataladi va tana harorati o'zgaruvchan va atrof-muhit haroratidan unchalik farq qilmaydigan sovuq qonli hayvonlardan farqli o'laroq, faqat issiq qonli hayvonlarga xosdir.
Butun organizm sharoitida haroratning o'zgarishi kimyoviy reaktsiyalar tezligiga bevosita va bilvosita ta'sir qilishi mumkin. Shunday qilib, tana haroratini pasaytirish, har qanday tirik bo'lmagan tizimda bo'lgani kabi, reaktsiyalarni sekinlashtiradi. Ammo shu bilan birga, u termoregulyatsiya mexanizmlarini, reaktsiyalarni tezlashtirishni harakatga keltirishi mumkin.
Tirik bo'lmagan tizimlarda sodir bo'ladigan reaktsiyalardan farqli o'laroq, ko'pchilik biologik jarayonlar optimal haroratga ega - reaktsiya maksimal tezlikda davom etadigan harorat oralig'i. Haroratning biologik jarayonlar tezligiga ta'siri ko'pincha Vant-Xoff harorat koeffitsienti yordamida baholanadi. Bu haroratning 10 ° ga ko'tarilishi bilan jarayonning necha marta tezlashishini ko'rsatadi va sodir bo'ladigan reaktsiyalarning tabiatiga bog'liq.
Haroratning ahamiyati shundaki, u hujayralardagi biokimyoviy jarayonlarning tezligini o'zgartiradi va bu butun organizmning hayotiga ta'sir qiladi.
Ekologik omil sifatida haroratga nisbatan barcha organizmlar ikki guruhga bo'linadi: sovuqni va issiqlikni yaxshi ko'radiganlar. Sovuqni yaxshi ko'radigan organizmlar yoki kriyofillar nisbatan past haroratlarda yashashga qodir va yuqori haroratga dosh bera olmaydi. Shunday qilib, Yoqutistonning daraxt va buta turlari -70 ^{0 S} da muzlamaydi , likenlar, bahor quyruqlari, pingvinlar Antarktidada bir xil haroratda yashaydi.
Sovuq hujayralarga sezilarli darajada zarar etkazishi ma'lum. Bu ularning o'limiga olib keladi. Hujayralarni sovuqning zararli ta'siridan himoya qilish maxsus qo'shimchalar va kriyofilaktika deb ataladigan maxsus kimyoviy moddalar bilan ta'minlanadi.
Har xil turdagi organizmlarda juda past haroratlarga bardosh berish qobiliyati har xil. Shunday qilib, sovuq iqlimi bo'lgan hududlarda o'sadigan ba'zi o'simlik turlari to'qimalarning to'liq muzlashiga va atrof-muhit haroratini -62 0 ^C (lichinka) va undan past darajaga tushirishga bardosh bera oladi. Ammo ba'zi o'simliklar (ayniqsa, pastroq) va urug'lar ba'zan mutlaq nolga yaqin haroratlarda ham (-270 ^{0 S} gacha ) zarar ko'rmaydi.
Sovuq bilan o'simliklarning shikastlanishi barglardagi turgorning yo'qolishi, xlorofillning yo'q qilinishi tufayli rangning o'zgarishi bilan birga keladi. Past ijobiy haroratdan o'limning asosiy sababi metabolik buzilishdir, ya'ni. parchalanish jarayonlari sintez jarayonlaridan ustun kela boshlaydi, zaharli moddalar to'planadi, sitoplazmaning tuzilishi buziladi.
Haroratni pasaytirish ko'plab jismlarning xususiyatlarini o'zgartiradi. Masalan, yumshoq va elastik kauchuk taxminan 200 K haroratda qattiqlashadi va bolg'a bilan urilganda shisha kabi sinadi. Ko'pgina metallar xuddi shunday yo'l tutadi, masalan, po'lat, qo'rg'oshin. Agar siz qo'rg'oshindan qo'ng'iroq yasasangiz va uni suyuq azotda sovutsangiz, u ohangdor jiringlaydi: qo'rg'oshin qattiq bo'ladi. Ammo shunday metallar va qotishmalar mavjudki, ularda haroratni pasaytirish kuchni oshiradi va ularni etarli darajada egiluvchanlik bilan qoldiradi. Bular, masalan, mis, uning qotishmalari va alyuminiydir. Aynan shu metallardan past haroratlarda ishlatiladigan asboblar ishlab chiqariladi.


Xulosa

Qadim zamonlardan beri olov odamlarga issiqlik, yorug'lik va hayot baxsh etgan, sovuq esa dahshat va o'limni olib kelgan. Yuzlab yillar oldin odamlar olov sharafiga ibodatxonalar qurishgan va faqat 20-asrning o'rtalarida Yerda "sovuq sharafiga" inson tomonidan qurilgan ibodatxonalar paydo bo'lgan. Sovuqning yordami bilan fizika va biologiyaning bunday hodisalari ochiladi, ular hayratga tushadi va hayratga tushadi.

Hozirgi vaqtda genetik materialni (chorvachilikda) kriokonservalash texnologiyasidan foydalanish, past haroratda ishlov berish (o'simlikchilik) orqali urug'lik va ildiz ekinlarining unib chiqishini sekinlashtirish texnologiyasi katta e'tiborga loyiqdir. Qon, ona suti, orqa miya va boshqa tirik biologik to'qimalarni uzoq vaqt saqlab qolish imkonini beruvchi omborlar yaratildi.
Endi u past haroratlarda - butun gematopoetik to'qimalarda saqlanib qolgan suyak iligi bo'lgan bemorlarni transplantatsiya qilish mumkin va keng qo'llaniladi. Sovuq neyroxirurglar uchun yordamchi bo'lib, miya to'qimalarining chuqurligiga kirib, bodomsimon bezlarni olib tashlash uchun foydalanadigan otorinolaringologlarning arsenaliga kirdi. Oftalmologlar kataraktni olib tashlash uchun kriyoekstraksiya usulidan foydalanadilar. Kardiologlar, muzlatish jarayonidan so'ng, endi trombni chuqur joylashgan periferik tomirlardan - arteriyalar va tomirlardan olishlari mumkin.
1964 yilda Filadelfiyada birinchi bola tug'ildi - bir necha yil davomida past haroratda saqlangan spermatozoid bilan sun'iy urug'lantirish homilasi. Olimlar saqlash usulini ishlab chiqdilar: suyuq sperma tuxum sarig'i va glitserinning himoya aralashmasi bilan qoplangan va suyuq azotga botirilganda darhol muzlatilgan. Shu tarzda saqlanadigan sperma juda oson eritilishi mumkin. Buning uchun uni inson tanasining haroratiga ega bo'lgan iliq suvga botirish kerak. Hozirgi vaqtda sun'iy urug'lantirish orqali allaqachon yuz minglab bolalar tug'ilgan. Xuddi shu usul chorvachilikda chorva mollarini sun'iy urug'lantirishda keng qo'llaniladi .
Jismoniy, kimyoviy va biologik hodisalarning yaqin aloqasi shuni ko'rsatadiki, kriyoterapiyaning har qanday sohadagi ta'sirini o'rganish fundamental kashfiyotlarga olib kelishi mumkin, bu esa, o'z navbatida, kelajak texnologiyasini yaratish uchun zarurdir.


Adabiyot

1. Kiril va Metyusning buyuk entsiklopediyasi: http://www.km.ru

. Karelin P.K. Past haroratlar fizikasi (Qisqacha tarixiy insho) / OOO NTK Cryogenic Technology - p. 9-20.
. Kramaruxin Yu.E. Haroratni o'lchash uchun asboblar. - M. : Mashinostroenie, 1990. - 208 p.
. Stepanovskix A.S. Ekologiya. M., 2001. - 703 b.
5. Fizika past haroratlar / Per. ingliz tilidan. jami ostida ed. A.I. Shalnikov. - M., 1959 yil.
. Vikipediya ensiklopediyasi: