Материал второго семестра

Термодинамика. С точки зрения термодинамики, системой называют любую часть пространства окруженного оболочкой. Системы могут быть изолированные -не обмениваются с окружающей средой ни энергией, ни веществом; замкнутые системы - обмениваются только энергией и открытые - обмениваются и энергией и веществом.Первый закон термодинамики: DU = DQ ± W, где DQ - тепло поглощенное системой, DU - изменение внутренней энергии системы, W – работа, взятая со знаком “минус”, если она совершена системой над ее окружением, и со знаком “плюс”, если работа совершена над системой. Внутренняя энергия - это сумма кинетической и потенциальной энергии всех атомов и молекул термодинамической системы. Термодинамическая система характеризуется экстенсивными и интенсивныит термодинамическими параметрами. ЭКСТЕНСИВНЫМИ называют параметры, которые зависят от общего количества вещества в системе (например, масса m, объем V). ИНТЕНСИВНЫМИ называют параиетры, не зависящие от общего количества вещества в системе (температура, давление, молярная концентрация). ОБРАТИМЫМИ называют циклические процессы, при которых обратный переход системы в первоначальное положение не требует затрат энергии извне. НЕОБРАТИМЫМИ называют циклические процессы, при которых возврат системы в исходное состояние требует затрат энергии извне.

Мерой необратимости процессов является ЭНТРОПИЯ (S) - равная отношению тепла Q, производимого в обратимом изотермическом процессе, к абсолютной температуре T, при которой протекает процесс:

S = Q/T. Кроме энтропии, в термодинамике используется понятие приведенной теплоты, под которой подразумевают величину: Qпр = Q / T

СТАТИСТИЧЕСКОЕ ТОЛКОВАНИЕ ЭНТРОПИИ: S = k ln W, где k - постоянная Больцмана (1,38х 10 ^-²³ Дж/ К), ln - натуральный логарифм (по основанию e = 2,71...), а W - термодинамическая вероятность, она представляет собой количество способов, комбинаций элементов системы, с помощью которых реализуется данное состояние.

Общее изменение энтропии в открытой системе, обменивающейся с внешней средой энергией и веществом, может быть равно нулю, больше нуля, или меньше нуля. Состояние системы, при котором ее параметры со временем не изменяются, но происходит обмен веществом и энергией с окружающей средой называется стационарным. Критерием стационарности системы является равенство нулю общего изменения энтропии и свободной энергии внутри системы. Теорема Пригожина: в стационарном состоянии скорость возрастания энтропии, обусловленная протеканием необратимых процессов, имеет положительное и минимальное из всех возможных значение. Для живого организма характерно постоянство параметров состояния во времени, которое называется гомеостазом. Гомеостаз – это стационарное состояние организма

БИОРЕОЛОГИЯ - учение о деформациях и текучести жидких сред организма. При течении реальной жидкости отдельные ее слои воздействуют друг на друга с силами, касательными к слоям. Это явление называется внутренним трением или вязкостью (h).Сила внутреннего трения (F_тр) пропорциональна площади S взаимодействующих слоев и тем больше, чем больше скорость их относительного движения, т.е. dv/dx: F_тр = h S dv/dx -Это уравнение Ньютона. Ньютоновскими называют жидкости, вязкость которых зависит только от ее природы и температуры. Неньютоновскими называют жидкости, вязкость которых зависит не только от ее природы и температуры, но и от градиента скорости. Основными методами измерения вязкости крови в настоящее время являются: капиллярный, вискозиметр Гесса и ротационный.

Основной причиной, передвижения реальной жидкости по сосудам является разностью давлений в начале и в конце сосудов. В кровеносной системе эту разность давлений обеспечивает работа сердца.

Течение крови зависит как от свойств крови, так и от свойств кровеносных сосудов. Механические свойства кровеносных сосудов определяются главным образом свойствами коллагена, эластина и гладких мышечных волокон.

Деформация кровеносного сосуда как результат действия давления изнутри на упругий сосуд определяется уравнением Ламе:

d = pr/h, где d - механическое напряжение, p - давление, r - радиус внутренней части сосуда, h - толщина сосуда. Считая, что при растяжении сосуда объем его стенки не изменяется (площадь стенки возрастает, а толщина убывает), можно записать, что:

d = pr/h = prr/rh = pr ² / b, где rh = b - площадь сечения стенки сосуда.

Капиллярный метод основан на формуле Пуазейля и заключается в измерении времени протекания через капилляр жидкости известной массы под действием силы тяжести при определенном перепаде давлений. Капиллярными вискозиметрами измеряют вязкость от 10^-5 до 10⁴ Па·с.

Вискозиметр Гесса состоит из двух капилляров, один из которых заполняется дистиллированной водой, а второй исследуемой жидкостью.

Ротационные вискозиметры состоят из двух соосных тел, например, цилиндров, между которыми находится жидкость. Один из цилиндров (ротор) вращается, а другой неподвижен. Вязкость определяют по угловой скорости ротора, создающего определенный момент силы на неподвижном цилиндре, или по моменту силы, действующему на неподвижный цилиндр, при заданной угловой скорости вращения ротора.

Дата добавления: 2015-06-28