Полная версия

Главная arrow География arrow БИОХИМИЯ

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ БИОХИМИИ

Процессы жизнедеятельности в биосфере в значительной мере обусловлены накоплением солнечной энергии в биогенных веществах - белках, жирах, углеводах и последующими превращениями этих веществ с выделением энергии в живых организмах.

Особенно отчетливо понимание взаимосвязи химических превращений и энергетических процессов в организме пришло после работы А. Лавуазье и П. Лапласа, которые прямыми калориметрическими измерениями показали, что энергия, выделяемая в процессе жизнедеятельности, определяется окислением продуктов питания кислородом воздуха, вдыхаемым животными. С развитием в XIX-XX вв. термодинамики - науки о взаимопревращениях теплоты и энергии - стало возможно количественно рассчитывать превращение энергии в биохимических реакциях и предсказывать их направление.

Термодинамический подход основан на ряде строгих понятий, таких как «термодинамическая система», «состояние системы», «внутренняя энергия системы», «функция состояния системы».

Термодинамической системой называется любой объект природы, состоящий из достаточно большого числа молекул (структурных единиц) и отделенный от других объектов природы (окружающей среды) реальной или воображаемой границей раздела.

Под состоянием системы понимают совокупность свойств системы, позволяющих определить систему с точки зрения термодинамики. Состояние системы называется равновесным, если все ее свойства остаются постоянными в течение сколь угодно большого промежутка времени и в системе отсутствуют потоки вещества и энергии. Если свойства системы постоянны во времени, но имеются потоки вещества и энергии, состояние называется стационарным. Если свойства системы меняются во времени, то состояние называется переходным.

Количественно состояния различают с помощью термодинамических параметров системы. Важнейшими термодинамическими параметрами (переменными) являются давление ), температура (7), объем системы (V) или общая масса системы (т), массы химических веществ (компонентов) тк, из которых состоит система, или концентрация этих веществ (Ск).

Аналогичные параметры используются в медицине для определения состояния здоровья человека: артериальное давление, температура, масса, состав биологических жидкостей.

Переход системы из одного состояния в другое называется процессом. В результате процесса состояние системы и ее термодинамические параметры изменяются, что количественно характеризуется разностью термодинамических параметров в начальном и конечном состояниях, между которыми осуществляется переход в рассматриваемом процессе.

В термодинамике для определения изменения энергии системы в тех или иных условиях применяют различные энергетические характеристики, зависящие только от термодинамических параметров и отражающие состояние системы. Такие характеристики называют термодинамическими функциями состояния. Важной особенностью функций состояния является их независимость от способа достижения данного состояния.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>