ПРЕДМЕТ И ТЕРМИНОЛОГИЯ
Термодинамика — это наука о законах превращения энергии из одного вида в другой. Существование живого организма и все процессы Жизнедеятельности в нем неразрывно связаны с превращением энергии, с изменением энергетического баланса в системе организм — окружающая среда. Термодинамика не дает ответа на вопрос, какова природа или механизм того или иного явления. Она исследует исключительно энергетическую сторону процессов и способна ответить на вопрос, возможно ли протекание данного процесса с точки зрения энергетики.
Термодинамика базируется на первом и втором началах или законах термодинамики. Но прежде чем приступить к рассмотрению этих законов, следует познакомиться с некоторыми терминами термодинамики.
Система — это совокупность материальных объектов. отграниченных каким-либо образом от окружающей среды. В зависимости от характера взаимодействия с окружающей средой термодинамические системы делят-
39
ся на три типа. Если система не обменивается с окружающей средой ни веществом, ни энергией, то она называется изолированной. Замкнутая система — система, которая может обменивается сокружающей средой лишь энергией и не может обмениваться веществом Открытой называется такая система, которая обменивается с окружающей средой и энергией, и веществом. Живые организмы являются открытыми системами.
Энергия – этоколичественная мера определенного вида движения материи при ее превращении из одного вида в другой. Будучи характеристикой движения материи, энергия всегда определяет способность системы совершать работу. Различают несколько видов энергии.
Механическая энергия — форма энергии, характеризующая движение макротел и способность совершать механическую работу по перемещению макротел. Механическая энергия разделяется на кинетическую, определяемую скорость движения тел, и потенциальную, определяемую расположением макротел друг относительно друга.
Тепловая энергия представляет собой сумму кинетической энергии хаотического теплового движения всех атомов:и молекул вещества. Показателем теплового движения частиц является температура. Средняя кинетическая энергия Е k одноатомной частицы вещества связана с абсолютной температурой Т следующим образом:
 |
(1)
где k = 1,380-10-16 эрг/град — постоянная Больцмана. Тепловая энергия, образно говоря, является самым деградированным, обесцененным видом энергии, так как определяется хаотическим движением частиц. Все остальные виды энергии определяются более упорядоченным видом движения частиц.
Химическая энергия — энергия взаимодействия атомов в молекуле. По существу, всякая химическая энергия— это энергия электронов, движущихся по внешним орбитам атомов и молекул.
Электрическая энергия — энергия взаимодействия электрически заряженных частиц, вызывающая движение этих частиц в электрическом поле. Энергетические
40
превращения в организме происходят в основном в пределах описанных четырех видов энергии.
Работа – это мера приращения энергии из ОДНОЙ формы в ДРУГУЮ. Численно работа равна энергии, превращенной из однойформы в другую в процессе совершения работы.
