КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Некоторые теоретические положения биоэнергетики
Общие замечания ЛЕКЦИЯ №4. БИОЭНЕРГЕТИКА. ОСНОВНОЙ И ОБЩИЙ ОБМЕН Существуют такие понятия, как «обмен веществ», «основной обмен» и «общий обмен». Обмен веществ — это процесс метаболизма веществ, поступивших в организм, в результате которого из этих веществ могут образовываться более сложные или, наоборот, более простые вещества. Этот вопрос подробно рассматривается в курсе биохимии. «Основной обмен» и «общий обмен» — это термины, которые зародились в физиологии, и оба они отражают энерготраты организма. Основной обмен — это энерготраты организма вусловиях физиологического покоя, т. е. это минимальный траты энергии, которые необходимы организму для поддержания жизнеспособности всех его органов и систем. Понятие «физиологический покой» означает, что человек находится в положении «лежа» (в этом случае затраты энергии на мышечную активность минимальны), в условиях температурного комфорта— при 18—20 °С (в этом случае организм не затрачивает много энергии на поддержание температурного гомеостаза), в условиях эмоционального покоя, а также спустя 12—14 часов после последнего приема пищи, натощак (чтобы исключить специфико-динамическое действие пищи, т. е. увеличение энерготрат организма, вызванное приемом пищи). «Общий обмен» — это уровень энерготрат организма в условиях физиологической активности. Он определяется величиной основного обмена и энерготратами на выполнение движений, связанных с трудовой деятельностью, с отдыхом и т. п., что получило название «рабочей прибавки». Таким образом, тема «Основной и общий обмен» — это раздет физиологии, который занимается расчетом энергетического баланса организма — сколько энергии поступает, сколько ее тратится и на какие цели. Необходимость этого раздела физиологии диктуется следующими моментами.
1. Требуется определение термодинамических процессов, происходящих в живых системах, определение потоков свободной и связанной энергии, способов использования энергии. 2. Требуется определение калорийности или энергетической ценности пищевого рациона, суточной потребности организма в энергии. 3. Требуется оценка степени физической активности человека (нагрузки на скелетную мускулатуру, так как основной потребитель энергии при физиологической активности — это скелетные мышцы) и определение степени тяжести работы, выполняемой человеком в условиях производства и в быту, т. е. величины физической нагрузки на скелетную мускулатуру. В термодинамике имеются два основных закона: первый — закон сохранения энергии, второй — закон нарастания энтропии при самопроизвольных процессах, т. с. закон об обесценивании энергии как неизбежной «плате» за совершение любого термодинамического процесса. Согласно второму закону термодинамики, не всякая энергия, поступающая в термодинамическую систему (или находящаяся в ней), может быть использована для выполнения работы. Существует свободная энергия (она может быть использована для работы) и связанная, или обесцененная энергия, которая не может быть использована для выполнения полезной работы, так как она деградирована. В закрытых термодинамических системах вся свободная энергия самопроизвольно переходит в связанную и поэтому эти системы остановятся неработоспособными. Чтобы такие системы привести в состояние работоспособности, в них надо ввести дополнительно свободную энергию, т. е. превратить такие системы в открытые. Человеческий организмы, как и организмы других представителей животного и растительного мира, — это открытая термодинамическая система. В нее постоянно поступает поток свободной энергии. Одновременно она отдает окружающей среде энергию, в основном, обесцененную (связанную). Благодаря этим двум потокам энтропия живого организма (степень неупорядоченности, хаоса, деградации) остается на постоянном (минимальном) уровне. Когда же по каким-то причинам поток свободной энергии (негэитропии) уменьшается (или возрастает образование связанной энергии), то суммарная энтропия организма возрастает, что может привести к его термодинамической смерти.
Согласно термодинамике живых систем, жизнь — это борьба с энтропией, борьба упорядоченности системы с деградацией. Согласно известному уравнению Пригожина, минимальный прирост энтропии имеет место в том случае, если скорость негэнтропийного потока равна скорости энтропийного потока в среду.
Дата добавления: 2014-01-20; Просмотров: 521; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |