termodyn_slajdy.pdf

Dlaczego studiować termodynamikę?

Wszystkie fizjologiczne funkcje organizmów żywych (np. wzrost,

osmoza, oddychanie, reprodukcja, komunikacja) są związane z

przepływem różnych form energii.

Wszystkie organizmy muszą kontrolować przepływ energii podczas

swojego rozwoju zgodnie z określonymi mechanizmami.

Wszystkie organizmy żywe to układy otwarte czyli takie które

wymieniają materię i ciepło z otoczeniem.

Termodynamika opisuje mechanizmy fizyczne zjawisk związanych z

magazynowaniem, transformacją oraz rozpraszaniem energii.

Z tego wynika, że prawa termodynamiki rządzą również zjawiskami

zachodzącymi w układach biologicznych.

Mamy więc odpowiedz na nasze pytanie. Co więcej wiedza dotycząca

termodynamiki powinna być źródłem radości i przyjemności dla każdy

student, który chce zrozumieć zjawiska zachodzące w układach

biologicznych.

Definicje

Układ termodynamiczny – materia, która jest zdolna do zmian wydzielona z otoczenia

Otoczenie – wszystko co otacza układ termodynamiczny i może na niego wpływać

Proces – jakakolwiek zmiana w układzie

Układ zamknięty – zachodzi wymiana energii (praca, ciepło) ale nie ma wymiany materii,

np. Ziemia, zamknięta próbówka.

Układ otwarty – zachodzi wymiana energii, materii i informacji z otoczeniem.

Układ w równowadze –nie ma przepływu energii lub masy poprzez granice układu oraz

wartości funkcji stanu są niezależne od czasu.

Układ w stanie stacjonarnym – funkcje stanu mają stałą wartość ale istnieje przepływ

masy lub energii.

Układ izolowany – nie ma wymiany energii z otoczeniem

Układ adiabatyczny – nie zachodzi wymiana ciepła z otoczeniem

Parametry intensywne –są niezależne od ilości substancji, na przykład: temperatura,

gęstość, stała dielektryczna, ciśnienie, potencjał chemiczny, ciepło właściwe .

Parametry ekstensywne – zależą od ilości substancji, na przykład masa, energia,

objętość, entalpia, entropia.

Funkcja stanu – funkcja, której wielkość zależy od aktualnego stanu układu. Nie zależy

od historii oraz od drogi, która doprowadziła do danej wartości. To oznacza na przykład,

że po wykonaniu zamkniętego cyklu przemian dowolna funkcja stanu wynosi zero 0

Układ jest opisany fizycznie i matematycznie poprzez parametry i funkcje stanu ,

które mogą być intensywne lub ekstensywne .

Matematyczna relacja pomiędzy parametrami nazywa się równaniem stanu .

Przykładem jest równanie dla gazu doskonałego

pV = nRT

Praca i jej rodzaje

Zgodnie z definicją praca jest iloczynem działającej siły na określonej drodze.

w = F x

Przyjmujemy, że gdy kierunek działania siły i przesunięcia są takie same to praca ma znak

dodatni. Praca została wykonana przez otoczenie i energia układu się zwiększyła.

Praca objętościowa pV – energia wynikająca z nieprzypadkowego ruchu cząstek związana

z ruchem obiektu przeciwko działającej sile.

Na przykład układ rozszerza się ze stanu 1 do stanu 2 przeciw zewnętrznemu ciśnieniu.

Jest odpowiednikiem siły przesuwającej obiekt na określonej drodze w = F d.

Rodzaje pracy

Praca

Siła uogólniona

Uogólnione przesunięcie

p dV

p ciśnienie

V objętość

γ dA

γ napięcie powierzchniowe

S powierzchnia

E dq

E siła elektromotoryczna

q ładunek

H dµ

H pole magnetyczne

µ moment magnetyczny

F dx

F siła

x odległość

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: