Biologik jarayonlar termodinamikasi

xmlns:w="urn:schemas-microsoft-com:office:word"
xmlns="http://www.w3.org/TR/REC-html40">
Biologik jarayonlar termodinamikasi
BIOLOGIK JARAYONLAR TERMODINAMIKASI
Reja

1. 
   Termodinamik jarayonlar va tizimlar
   
2. 
   Tirik organizmlar ochiq temiodinamik tizimlar
   
3. 
   Biologik tizimlarda energiyaning saqlanish qonuni
   

Organizmda moddalar almashinuvi energiyaning bir turdan ikkinchi turga ol faoliyatining asosida yotishini, yarganadigan fizikaning borganib chiqish osonroq boyilgan jism yoki jismlar yigliq bozgarishi tizim holatining ozgarganda tizim holatining ozgarishi, erkin energiya olinadi.
Izolyasiyalangan tizimlar shunday tizimlarki, ular tashqi muhit bilan energiya bilan ham, modda bilan ham almashinilmaydi. Ularda energiya va massa oladi-yu, lekin energiyasi otarilganda atrofdan issiqlik oladigan muhit harorati pasayganda esa issiqlik chiqaradigan har qanday jismni yopiq tizim deb qarash mumkin, yopiq tizim unga tashqi muhitdan oni bunday tizimlarda massa ham energiya ham oziga xos xususiyati atrofdagi muhit bilan modda va energiya almashinib turadi. Biroq tirik organizmlami faqat ochiq tizimlar deb qarash uncha tori emas, chunki ular beshta asosiy belgisi bilan boshqa ochiq tizimlardan farq qiladi:

• 
  tirik organizmlar oqsil jismlaming tirik organizmda tashkil
  
• 
  qiluvchi boshqa moddalar bilan birgalikda alohida yashash shaklidir;
  
• 
  ular ozidan koz-oimning mavjudligi;
  
• 
  tirik tizimlar molekulalarining disimmetrikligi.
  

Tirik organizmlarda roladigan energetik jarayonlar singari termodinamikaning umumiy qonunlariga boysunadigan asosiy qonunlarini belgilab beradi.
Termodinamika jismlaming mikroskopik tuzilishini hisobga olmagan holda, ular orasida energiya almashinuvi mumkin bolimidir. Termodinamik tizimning holati asosan bosim, hajm, harorat kabi fizik kattaliklar bilan aniqlanadi. Shu sababli umumiy holda f(PVT) = 0 termodinamik tizimning holat tenglamasi deyiladi. Tizimning bir holatdan ikkinchi holatga otadi, yalsa, bunday tizimga ochiq termo-dinamik tizim deyiladi.
Agar termodinamik tizim tashqi muhit bilan modda almashmasa, bunday tizimga yopiq termodinamik tizim deyiladi.
Agar tizimga berilgan energiya va sarf bozaro teng bolar 38,9 MJ/kg. Ana shular hisobida organizmda issiqlik muvozanati saqlanadi. 6.1 - jadvalda odam organizmi issiqlik muvozanatini keltiramiz.

Issiqlik kelishi	Qk J	Issiqlik sarfi	Q kJ
Oqsil(56,8 g)	993	Issiqlik chiqishi	5757
Yog-lanish	951
		turli tuzatishlar	46
Jami	7873	Jami	7788

Biologik tizimlarda energiyaning saqlanish qonuni

Biologik tizimlar ochiq tizimga kiradi, chunki tashqi muhitdan qabul qilingan mahsuloni modda almashinuvi doimo yuz berib turadi. Umuman, tirik organizm stasionar holatda boida biologik tizimlar holatini stasionar holat deb olish mum kin. Stasionar holatda bozgarmas tezlik bilan olum vaqt oraligzaro tariflanadi.

Tizimga berilgan issiqlik miqdori tizimning ichki energiyasining olensial energiyalari yigzaro talensial energiyasi nolga teng. U holda U =E bolib, berilgan holat uchun maladi,
AU = U2 -U, (6.2)
Issiqlik miqdori va ish holat funksiyasi emas, balki jarayon funk- siyasidar. Shu sababli AU issiqlik miqdori A siz yoziladi.
Q va A ning juda kichik qiymatlari uchun
dQ = dU + dA (6.3)
Agar gaz har biri i erkinlik. darajasiga ega bolsa, u holda ichki energiya
U=l-RT = CVT (6.4)
Bunda Cv = 1 R oimi. R -
universal gaz doimiysi. Izojarayonlar uchun termodinamikaning birinchi qonuni tadbiq etilsa, agarda V = const boni gaz hajmi oni izohorik jarayonda gazga berilgan issiqlik miqdori, uning ichki energiyasining oshirishga sarflanadi. Agarda P lsa, yarinishi (6.3) formula kabi boni izohermik jarayonda Q ladi. Tashqi
muhit bilan issiqlik almashmasa, yazgarishi hisobiga bo dU olmidan tashqari Sr issiqlik signi bunga Mayer tenglamasi deyiladi.

Cp = Cv +R (6.6)

Energiyaning saqlanish qonuni hisoblangan termodinamikaning birinchi qonuni jarayonlarning borishi mumkin bonalishlami koz-olganidek, buning teskarisi, issiqlikning sovuqroq jismdan issiqroq jismga olda ikkinchi



jarayon ozidan yuz bermaydi. Masalan, xona ichidagi havoni sovitish hisobiga choynakdagi suv ozidan isimaydi.

Termodinamikaning ikkinchi qonuni shu savollarga javob beradi. Termodinamika ikkinchi qonunning bir qancha tarifi: issiqlik ozidan harorati past jismdan harorati yuqori bota olmaydi.

Tomson talishi mumkin emas, yalgan yagona davriy jarayon bozatiladi.

Issiqlik mashinasining foydali ish koeffisiyenti kuyidagi formula bilan hisoblanadi.

Jarayon yoki koliq boich va oxirgi holatiga mos keluvchi biror fanksiya ikki qiymatining ayirmasi kabi ifodalanadi. Qaytuvchi jarayon uchun keltirilgan issiqlik miqdorining yiglch holatlariga mos keluvchi entropiyasi. Shunday qilib, entropiya tizimning holat funksiyasi botishlaridagi keltirilgan issiqlik miqdorlarining yigyicha entropiya tizim zarralari tartibsizligining o Bolsman doimiysi.

Termodinamikaning ikkinchi qonuni birinchi qonunni toldiradi. Ochiq tizimning holati termodinamik muvozanatda tekshiriladi. Agarda tennodinamik tizimning holati muvozanat holatidan ozgina farq qilsa, uni xuddi muvozanat holatidagiday parametrlar bilan xarakterlash mumkin. Bun day tizimning tartibsizlik darajasi entropiya bilan aniqlanadi. Ochiq tizimning entropiyasi muvozanat bozining maksimumiga intiladi. Ochiq tizimda esa doimiy entropiyali turglishi mumkin. Organizm - turgliq bozgarishi dSe- tizimning tashqi muhit jismlari bilan tazgarishi quyidagicha hisoblanadi.




dS = dSi + dSe yoki dSe = dS - dSi(0 (6.10)

Bu esa tizimga olgan mahsulolgan mahsuloun holat uchun entropiyaning minimumi hosil boriflab, ayrim funksiyalaming ekstremal qiymatlarini ko'rsatdi.

Organizm atrof-muhit entropiyasi izohyasiyalangan tizimdagi kabi ortib boradi, ammo bunda organizmning entropiyasi o'zgarmas saqlanib qoladi. Entropiya tizim tartibsizligining oun holatning boqligi bilan bogpayib ketishi yuz beradi.

(6.10) ifodani quyidagi kozgarishi organizmning turg'un holati saqlanib qolgan holda ham

minimumga ega. Tirik tizimlar (hujayra, alik hodisalaming va hokazo shunga oun holatini quwatlab turishidan iboratdir.





Adabiyotlar:

1. 
   
   I.V.Savelyev. "Umumiy fizika kursi." I-qism. Toshkent: Oqituvchi,1973 y.
   
   
2. 
   
   I.V.Savelyev. "Umumiy fizika kursi." III-qism. Toshkent: O DGU 00975 Toshkent, 12 iyul 2005 y.
   
   
3. 
   
   A.G.GFizikaUmumiy fizika kursining elektr bo elektron darslik.
   
   

http://fayllar.org