Termodynamika živých systémů – otázka z biofyziky

 

   Otázka: Termodynamika živých systémů

   Předmět: Biofyzika

   Přidal(a): BobanCreed

 

 

 

– živý systém

– nerovnovážné otevřené systémy, nevratné děje => nelineární nevratná termodynamika

– umí snižovat entropii  x  nutný energetický příjem

– výrazně organizovaný, uspořádaný, udržovaný tokem částic a energie

 

– rozdělení stavových fcí

– dobře definovatelné v každé soustavě (V, n, m, U, …)

– nedefinovatelné v nerovnováze (t, p, S, …)

– postulát lokální rovnováhy

– rozdělíme systém do malých částí, každou budeme v čase t izolovat a v t+Δt v ní nastane rovnováha => každému bodu soustavy přiřadíme hodnoty části, ve které se nachází

 

– růst entropie otevřených systémů

– přijímané teplo

– ireverzibilní procesy v systému = produkovaná

– produkce entropie σE

– množství entropie produkované jednotkovým objemem za jednotkový čas

 

– Prigoginův princip = Při konstantních podmínkách otevřený systém spontánně spěje do stavu s nejmenší produkcí entropie.

 

stacionární stav

– stav s minimální produkcí entropie

– nerovnovážný stav bez makroskopických změn

– např. stabilní gradient teploty (jedna část se zahřívá, druhá ochlazuje, …)

 

– fluktuace

– malé odchylky od rovnovážného nebo stacionárního stavu vzniklé tepelným pohybem částic

– zobecněný Le Chatelierův princip:

– V blízkosti stacionárního stavu vyvolávají fluktuace toky takového směru, že se jimi stacionární stav obnovuje

– bifurkační (kritický) bod

– hranice platnosti Le Chatelierova principu

– po překročení systém dospěje do odlišného stacionárního stavu

 

– disipativní struktura

– nerovnovážná struktura, jíž uspořádání je udržováno značným tokem tepla

– tokem tepla stabilizovaný důsledek fluktuace (Prigogin)

 

– autokatalytická reakce

– nA+X→2X+(n-1)A  =>  X katalyzuje svůj vlastní vznik

– může existovat jen při chemických oscilacích okolo stacionární stavu (periodické změny)

 

– zdroje energie v živých systémech

– fototrofní x chemotrofní organismy                 – autotrofní x heterotrofní organismy

– protonmotivní síla

– elektrochemický potenciál vzniklý nerovnoměrným rozdělením H+ na membráně

– konečná fáze fotosyntézy i dýchacího řetězce

– energie ukládána do ATP

 

– spotřeba energie v živých systémech

– rozmnožování, růst, práce (mechanická, elektrická, osmotická, …) – nic nemusí nutně být

– udržení látkové struktury, uspořádanosti, procesů <= disipativní struktury s nutným tokem E






—————————————————————————

 Stáhnout práci v PDF  Upozornit na chybu

 Učebnice k maturitě  Maturitní kurzy

 Učebnice k VŠ přijímačkám  Kurzy na přijímačky

—————————————————————————

Další podobné materiály na webu: