КАТЕГОРИИ:
АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Для системы с изменяющимся составом
т.е. 
Для макроскопического изменения
m = DG на 1 моль при постоянных P и T
условие равновесия (DG=0)
| Dm = 0 |
(химический потенциал данного компонента одинаков во всех частях системы)
Химический потенциал компонента связан с его парциальным давлением или концентрацией следующими соотношениями:
где 
– стандартный химический потенциал компонента
(при Pi = 1 атм. или Сi = 1 моль/л)
изменение свободной энергии системы при постоянных Р и Т связано с изменением состава системы:
условием равновесия при постоянных Р и Т является 
Таким образом
Уравнение Клаузиуса-Клапейрона
(Фазовое равновесие в однокомпонентных системах)
m1 = m2
DS = Q/T
Q = DHр
уравнение Клаузиуса-Клапейрона
Приложение к живым организмам
Для животных и человека единственным источником свободной энергии являются пищевые продукты.
первое начало можно записать (энергия пищи идёт):
где
- изменение свободной энергии организма за счет приема пищи
- изменение внутренней энергии организма,
- совершаемая работа,
- теплоотдачу в окружающую среду
Если рассматривать состояние организма за достаточно большой промежуток времени (хотя бы несколько суток), то можно убедиться, что внутренняя энергия организма в среднем остаётся постоянной ( 
)
(лишь колеблется в некоторых пределах).
Тогда
(уравнение энергетического баланса организма)
(многократно проверено в экспериментах на разных организмах от микробов до человека)
(служит основой для разработки самых разнообразных норм питания (например, пайков для военнослужащих, различных диет)
(для больного человека или для человека, находящегося в экстремальных условиях, эта формула может быть неприменима)
составляет примерно 50% 
(выделяется в виде тепла, которое целиком уходит в окружающую среду, организм должен рассеивать тепло,иначе перегреется)
Остальные 50%тратятся на синтез веществ, обеспечивающих энергией организм (макроэргов) (АТФ).
Работа в живом организме совершается за счёт энергии, выделяющейся при отщеплении от АТФ фосфатной группы НРО3 (около 30 кДж/моль)
(в зависимости от условий реакции от 26 до 38 кДж на моль; обычно принимают среднюю цифру 30 кДж/моль)
На совершение работы используется порядка 40% выделяющейся при гидролизе АТФ энергии (20% ).
(КПД организма как тепловой машины около 20%)
(в разных организмах и в различных условиях могут заметно различаться)
живые организмы в отличие от технических машин в качестве промежуточного звена между источником энергии и работой имеют не тепловую энергию, а химическую.
Зачем живым организмам нужно промежуточное звено преобразования энергии в виде макроэргов?
Почему нельзя прямо использовать для совершения работы энергию, выделяемую в ходе биологического окисления?
Биологическое окисление – сложный многоступенчатый процесс, состоящий из многих стадий при участии большого числа ферментов и требующий для своего осуществления строго определённых условий.
А АТФ выделяет энергию в одну стадию, практически в любых условиях, существующих внутри организма. Это обеспечивает значительно более быстрые и разнообразные реакции на внешние воздействия и повышает шансы выживания организма и вида в целом. Поэтому синтез макроэргов наблюдается уже у самых примитивных организмов, он является одной из основных функций каждой клетки.
Пример
В среднем человек должен получать с пищей в сутки 12 000 кДж.
50 % (6 000 кДж) тратится на синтез АТФ
Дата добавления: 2015-08-05; просмотров: 46; Мы поможем в написании вашей работы!; Нарушение авторских прав |