Vật lý lý sinh y học

Cac he thong song trong qua trinh ton tai cung nhti duy tri moi hoat dong nhat dinh phai thtic hien trao doi vat chat va nang ltidng vdi moi trtidng xung quanh.. S I/ BIEN OOI CUA CAC DA

TRUONG OAI HOC Y HA NOI■ ■ ■

Dong chu bien:

PGS TS Nguyen VSn Thien PGS TSKH Phan Sy An

Tham gia bien soan:

Thu ky bien soan:

PGS TSKH Phan Sy An PGS TS Nguyen V9n Thien

TS Phan Thi Le Minh ThS Doan Thi Giang Hi/dng

CN Nguyen Thanh Thuy ThS Tran Thi Ngoc Hoa ThS Ngo Dung Tuan

ThS Doan Thj Giang Huong

LOI NOI DAU

Vat ly hoc la mot nganh khoa hoc tU nhien nghien ciiu nhutng dang van dong

cd ban nhat cua vat chat roi tim cach ilng dung chung phuc vu ddi song Trong qua trinh phat trien, cac nganh khoa hoc dan xen vao nhau lam nay sinh cac nganh khoa hoc mcfi, thi du nhU ly sinh, hoa sinh

Chiidng trinh Vat ly - Ly sinh difdc day tai trUdng Dai hoc Y Ha Noi tii nam

1956 Muc tieu cua chUdng trinh nay la giup sinh vien:

- Hieu dung cac dinh luat vat ly cd ban co nhieu ling dung sau nay trong nghien ciiu y hoc va bao ve sufc khoe cong dong.

- Phan tich dUdc cac qua trinh, hien tUdng vat ly cd ban xay ra trdng cd the song.

- Trinh bay dUdc nguyen ly cua cac ting dung ky thuat vat ly chinh trong ch&n doan va dieu tri.

- Phan tich dUdc cac tac dung chinh cua cac yeu to" vat ly len cd the song phuc vu muc dich bao ve moi trUdng va cd the.

Do do"i tUdng phuc vu chinh la cac sinh vien nam thii nhat trUdng Dai hoc Y nen giao trinh dUdc viet tUdng do"i ddn gian, khong dung nhieu cong cu toan hoc, chi yeu cau ngiidi hoc co kien thilc pho thong trung hoc ve vat ly va sinh hoc Giao trinh Vat ly - Ly sinh y hoc nay dUdc viet v6i thdi lildng mon hoc la 75 tiet theo quy dinh trong khung chUdng trinh cua Bo Y te va Bo Giao due Dad tao.

3

1.1 PhUdng trinh cd ban cua thuyet dong hoc phan tti va cac he qua 55 1.2 Stic cang mat ngoai va hien tUdng mao d&n 57 1.3 Cac hien tUdng van chuyen vat chat trong cd the 62

2 Chuyen dong cua chat long va sii van chuyen mau trong cd the 81

2.2 Cac dinh luat ve sU van chuyen cua chat long 82

3 Khi va sU van chuyen khi trong cd the con ngUdi 92

3.4 Nhting yeu to' anh hUdng tdi sU trao doi khi trong cd the con ngUdi 96

1.3 Dao dong cUdng btic va hien tUdng c6ng hUdng 114

3.1 Mach dao dong dien tti Dinh nghia dao dong dien tti 125

3.3 Su tUdng tU gitia dao dong dien tti khong tit va dao dong dieu hoa

4 Bien doi, khuech dai va ghi giti tin hieu 139

4.1 Bien doi tin hieu khong dien thanh dien 139

5.5 Cd sd vat ly cua phUdng phap am trong ch&n doan 160 5.6 Sd lUdc ve iing dung sieu am trong nganh y 162

6.1 Sd lUdc ve tac dong cua song den sU song Tac dong cua song den

2.2 Cac dien the hoat dong khac dUdc dung nhieu trong chan doan 187

3.1 Phan iing cua cd va than kinh doi vdi klch thich dien 189

3.3 Nguv hiem do dien Cac bien phap an toan dien 194 3.4 Tac dung tich cUc cua dong dien len cd the va iing dung trong y khoa 198

1 Cac dinh luat cd ban cua quang hinh hoc va mot so" dung cu quang hinh 204

2.2 Kha nang phan ly cua m&t 226 2.3 Cac tat quang hinh cua m&t va dung cu bo trd 229

1 Thuyet song dien tti ve ban chat cua anh sang 235 1.1 Thuyet song dien tti ve ban chat cua anh sang 235

2 Thuyet lifdng tti ve ban chat cua anh sang 250

2.2 Thuyet liidng anh sang cua Einstein va sii giai thich hien tUdng

4.3 Sd ltfdc ve ti'nh chat cua chtim tia laser 265

1 Dai cUdng ve tac dung cua anh sang len cd the song 267 1.1 Cac giai doan chinh cua mot qua trinh quang sinh 267

1.3 Mot so" dac diem cua qua trinh quang sinh 268

2.2 Sinh tong hdp sac to" va vitamin 274

2.4 Tac dung cua tia tti ngoai len cac he thong song 278

8

Bai 9 Btic xa ion hoa va cd the song 292

1 Khai niem va nguon goc cua btic xa ion hoa 292

2 TUdng tac cua btic xa ion hoa vdi vat chat 300 2.1 Ttidng tac cua hat vi mo tich dien vdi vat chat 300 2.2 TUdng tac cua photon nang lUdng cao (tia y va tia X) vdi vat chat 303

3 Su hap thu nang lUdng btic xa - Lieu lUdng btic xa 308

3.1 Su hap thu nang lUdng btic xa Su suy giam cUdng do btic xa 308

3.3 Nguyen ly va cac thiet bi ghi do btic xa ion hoa 312

4 Tac dung cua btic xa ion hoa len vat chat song 317

4.2 Cac ton thUdng d cd the sinh vat dudi tac dung cua btic xa ion hoa 321 4.3 Cac yeu to" anh hUdng den hieu ting sinh hoc cua btic xa ion hoa 327 4.4 Cac nguyen tac ve kiem soat va an toan btic xa 330

Bai 10 Mot so ting dung pho bien cua Vat ly ky thuat trong nganh Y 337

1.1 Nguyen ly phong dai anh vat Kinh lup 337 1.2 Kinh hien vi quang hoc trUdng sang (KHVQHTS) 338

1.5 Cach do kich thudc cac vat nho bang kinh hien vi 347

2 PhUdng phap quang pho hap thu phan tti 349 2.1 Su hap thu anh sang cua moi trUdng vat chat 349 2.2 Ung dung cua quang pho hap thu phan tti 352

3 PhUdng phap tao anh bang tia X va cong hUdng tti hat nhan 357

9

Bai 1

DON Vj DO LltfNG MOT SO QOY LUAT C0 BAN

MUC TIEU HOC TAP

1 Trinh bay dUOc vai tro cua vat ly doi vdi cac mon khoa hoc khac, dac biet doi vdi nghien ciiu y hoc va bao ve siic khoe cong dong.

2 Van dung dung vdi cac ddn vi do lUdng cua nha nude trong cong tac.

3 Neu dUdc nhiing dac diem mang tinh quy luat cua cac hien tUdng ly sinh.

1 MO OAU

Nhiing phat minh ldn trong vat ly (cac dinh luat bao toan, tinh chat ltfdng tii ), nhiing thuyet vat ly ve ban chat cua vat chat co dac tinh chung va trong mot mile do khac nhau, co tac dung doi vdi gidi song cung nhu khong song, cho nen co the coi vat ly la cd sd cua moi khoa hoc tu nhien.

Vat ly va ly sinh (vat ly ve sU song) quan he mat thiet vdi y hoc hien dai la do:

- Su iing dung cua nhiing quy luat vat ly de nghien ciiu nhiing qua trinh song, de hieu va giai thich nhiing hien tUdng do xay ra tren cd the con ngUdi, tren quan the song.

- Su iing dung nhiing phUdng phap vat ly, nhiing may moc trang thiet bi trong viec chan doan benh, trong dieu tri benh, trong bao ve siic khoe cong dong, trong viec bao ve moi trUdng song.

- Su iing dung nhiing phUOng phap suy nghi dUdc thira nhan trong vat ly cho viec xay dung the gidi quan khoa hoc cua ngUdi thay thuoc.

Khi nghien ciiu cac hien tUdng vat ly xay ra tren vat the song hoac khong song, phUdng phap pho bien la tao nen mot hoan canh thi nghiem tUdng tii nhu sU kien da xay ra hoac tao nen mot mo hinh tUdng doi giong nhu hien tUdng dUdc khao sat, tren cd sd d6 ma hoan chinh dan cac dieu kien (thong so) cua hien tUdng Thi du de nghien ciiu ve tim va he tuan hoan, ngUdi ta co the tao nen mot

he thong ong dan kin ma thanh ong co tinh dan hoi, mot may bdm vdi cong suat xac dinh hoat dong lien tuc

Cho den nay, cac hien tUdng vat ly xay ra dUdc giai thich bang 4 loai tUdng tac sau:

- TUdng tac hap dan: Tiidng tac nay dUdc dien ta cd ban bang dinh luat hap dan van vat cua Newtdn: hai vat bat ky hut nhau bang mot lUc ti le vdi kho'i lUdng cua chung va ti le nghich vdi binh phUdng khoang cach giiia chung.

- Tu'dng tac dien tu:: TUdng tac nay dUdc dien ta cd ban bang dinh luat Coulomb, co dang tUdng tu dinh luat hap dan: hai dien tich hut (hoac day)

11

nhau bang mot luc ti le vdi cac dien tich cua chung va ti le nghich binh phUdng khoang cach gitia chung.

- TUdng tac hat nhan manh : TUdng tac nay xay ra rat dang ke trong pham

vi kich thu6c hat nhan, khoang 10 lD m, no dam bao sU ton tai cua hat nhan nguyen tU.

- TUdng tac hat nhan yeu : Ttfdng tac nay dUdc gan lien vdi sU phat xa hat 3 cua hat nhan.

Cho den nay, tUdng tac dien tii dong vai tro chu yeu vdi hau nhu moi hien tUdng xay ra d the gi6i song Tuong tac dien tti g^n lien vdi trUdng dien tti Thdi gian gan day, nhieu ngUdi noi den sU ton tai cua trUdng sinh hoc tUdng ting vdi no

la sU tUdng tac cua trUdng sinh hdc nhUng ban chat cua trUdng sinh hoc hien nay v&n chUa dUdc minh chting r5 ret.

2 DO Ll/ONG VA DON V| DO

2.1 He do lirdng quoc te va he do luting hdp phap cua Viet Nam

Moi mot thuoc tinh cua mot doi tUdng vat ly dac trUng bang mot hay nhieu dai ltfdng vat ly Mot trong nhting van de cd ban cua vat ly hoc la van de do lUdng cac dai liidng vat ly Do mot dai ltfdng ttic la chon mot dai ltfdng cung loai lam mau (goi la ddn vi) roi so sanh dai liidng phai do vdi mau (ddn vi) do Tri so^ do cua dai lifdng do phai bang ty so:

dai lUdng phai do dai ltfOng ddn vi Muon dinh nghla ddn vi cua mot dai ltfdng, ngUdi ta phai chon trU6c mot so" ddn vi lam mau goi la ddn vi cd ban Cac ddn vi khac dUdc suy ra tti cac ddn vi cd ban dUdc goi la ddn vi dan xuat Tuy theo cac ddn vi cd ban chon trUdc se suy ra dUdc nhting ddn vi dan xuat khac nhau Tap hdp cac ddn vi da chon va cac ddn vi dan xuat ttidng ting goi la he ddn vi Cac he ddn vi thUdng dUdc chon sao cho thoa man mot so yeu cau: cac ddn vi phai tien ldi khi tinh toan; cac cong thtic vat ly co nhting he so ddn gian va hdp ly; so' lieu khoa hoc dtidc thong nhat gitia cac nude de tien trao doi

Trong qua khti, ngUdi ta da dung:

- He CGS: ddn vi cd ban la xangtimet (cm), gam (g) va giay (s).

- He MKS: ddn vi cd ban la met (m), kilogam (kg) va giay (s).

Nam 1960, nhieu nude tren the gidi da hop va chon mot ddn vi thong nhat goi la he SI (Systeme international - he quoc te) Nam 1965, chinh phu Viet Xam

da ban hanh “Bang ddn vi do ltidng hdp phap cua nude Viet Nam” dua tren cd sd

he SI Trong he SI 6 ddn vi cd ban la:

Ddn vi chieu dai : met (m)

Ddn vi khoi l^dng : kilogam (kg)

12

Ddn vi do thdi gian : giay (s)

Ddn vi cUdng do dong dien : Ampe (A)

Ddn vi cUdng do sang : Candela (cd)

Ddn vi nhiet do : do Kelvin (°K)

Tti cac ddn vi cd ban do, ngUdi ta co the dinh nghia cac ddn vi dan xuat Thi

du ddn vi SI cho cong suat, goi la oat (viet tat la W) dude dinh nghia theo cac ddn

vi cd ban cua khoi liidng, do dai va thdi gian.

1 oat = 1W - 1 kg.m2/s3

De dien ta cac so" do 16n hoac nho, ngUdi ta co the bo sung vao cac ddn vi do

cac tien to cua he dem thap phan (Bang 1.1)

Bang 1.1 : Cac tien to cua he dem thap phan

Tiep dau nguf Ky hieu ThCra so Tiep dau ngur Ky hieu Thira so

2.2 Thur nguyen cua mot dai lUdng vat ly

Do cac dai liidng vat ly co moi quan he v6i nhau cho nen tti nhting ddn vi cd ban ngtfdi ta co the dinh nghia cac ddn vi dan xuat Viec dinh nghia nay dtia vao mot khai niem goi la thti nguyen.

Thti nguyen cua mot dai ltfdng la quy luat noi len sU phu thuoc cua ddn vi dd dai ltfdng do vao cac ddn vi cd ban.

De cu the hdn ta xet mot dai lildng nao do, chang han the tich cua mot vat Tri so' the tich cua cac vat khoi hinh chti nhat, hinh tru thang va hinh cau lan ltidt dtidc tinh bang cong thtic:

Neu khong de y den cac he so, ta th&y trong moi trtidng hdp:

The tich = chieu dai x chieu dai x chieu dai

Ta noi thti nguyen cua the tich la (chieu dai)3 va kl hieu:

[the tich] = [chieu dai] 3 Thi du khac:

Ddn vi the tich Ddn vi van toe Ddn vi gia toe Ddn vi khoi ltfdng rieng

m ms

ms -2 kg.m' Nhd khai niem thti nguyen, ta co the co mot each de kiem nghiem lai su dung dan cua mot cong thtic vat ly, vi hai ve cua mot cong thtic vat ly bao gid cung phai co thti nguyen giong nhau Thi du cong thtic tinh chu ki cua mot con lac toan hoc:

V6i £ la chieu dai con lac, g la gia toe trong trUdng Ve dau co thti nguyen la

thdi gian T, ve sau co thti nguyen la:

g

L LT~

Nhu vay, ve phUdng dien thti nguyen cong thtic tren hop ly.

14

Mot so” dai liidng v&t ly ngo&i cac

don vi do ra co the dSc trUng bfing mot

so" lieu mot cach ddn tri, do la dai liidng

vo hudng Thi du: khoang thdi gian,

nang liidng, nhiet do, the tich

Cac dai liidng khac, chfing han toe

do, gia toe, life, ciidng do dien trUdng,

cUdng do tu! trUdng khong nhiing dac

trUng bang mot tri so nao do ma con

can chi ro hudng cua chung trong

khong gian, do la cac dai liidng vectd

Vectd diidc minh hda bang mot mui ten:

diidng thang bay tdi mui ten chi hudng,

do dai cua mui ten chi do ldn (modun)

cua dai liidng Trong he true toa do

vuong goc Oxyz, vectd OM cho trU6c

dUdc xac dinh bang cac hinh chieu cua

no tren cac true toa do: Mx, My, Mz_.

Nhu vay vectd OM hoan toan dUdc xac

dinh do 16n cung jihu hudng trong

khong gian ba chieu: htidng va do 16n

dUdc dac trUng bdi cac dai liidng v6

hudng Mx, My, M z dai so” (hinh 1.1)

- Phep cong vectd dUdc trinh bay

tren hinh 1.2, do la quy tic cong theo

hinh binh hanh; ngtidc lai, vectd OC co

the phan tich ra hai thanh phan la

vectd OA va vectd OB.

De ddn gian ngUdi ta viet:

2.3 Dai li/dng vo hi/dng va dai lUdng vectd

OA + OB = OC

Phan modun dUdc ky hieu OA

Vdi vectd OM ta de dang tinh dUdc:

OM = + M ) + M )

- Tich vo hudng cua 2 vectd cho ket

qua la mot dai liidng vo hiidng (hinh 1.3).

- Tich vectd cua 2 vectd OA, OB cho ket qua la mot vectd OC.

OC = O A m

+ O C = OA OB sin a

+ Chieu cua vectd OC vuong goc vdi mat ph&ng AOB, theo chieu tien cua cai van nut chai quay tii OA den OB (hinh 1.4)

2.4 Do I6n cua khoi luttng, chieu dai, thdi gian cua mot so doi tUdng

Bang 1.2 Do I6n cua khoi li/dng mot so doi ti/gng vat ly

Bang 1.3 Do I6n cua chieu dai mot so doi ti/ong vat ly

Gidi han vu tru (khoang dadng anh sang di diroc tCr Big Bang

16

Bang 1.4 Khoang thdi gian mot so qua trinh vat ly

Thai gian anh sang di qua mot nucleon 10'24

Chu ky dao dong song vo tuyen truyen hinh 10'8

Bang 1.5 Cac hang so vat ly thong dung

Toe do anh sang trong chan khong c 3.10s ms ’

3 MOT SO DAC DIEM CUA CAC HIEN Tl/ONG LY SINH

Cac hien tUdng ly sinh tuan theo quy luat vat ly, hoa hoc, sinh hoc nhu moi hien tUdng song va khong song khac Tuy nhien ngUdi ta thudng hay nh&c den mot so” dac diem cd vai tro to ldn nhu sau:

3.1 Tinh thong ke

3.1.1 Dac trung thong ke

Doi ttidng khao sat cua ly sinh gom nhieu phan tu, thong thudng la he vi

mo Cac hien tUdng ly sinh xay ra cung khong phai la duy nhat chi xav ra mot lan Hien ttidng ly sinh xay ra cd the lgp di-JS^T^i nhieu lan, kha la giong nhau

i dirt a de ci: i het nhau, m;

nhUng khong phai y het nhu nhau TI

mot ldp hoc, di nhien ket qua khong y

Ket qua ta cd chieu cao trung binh cua na^rn -sinh vien ldp hoc do la:

f h U ViK N !

ieu cao cac nam sinh vien trong

a nhan cac gia tri hj h2 hn

-h = h ± h ± t h - 1 v / ,

Nhti v&y, co tinh thong ke trong cac hien tudng ly sinh la do:

- Doi tUdng khao sat la he gom nhieu p h ln tti tao thanh, hien ttfdng khao sat khong phai chi xay ra mot l&n duy nhat.

- Thdi gian troi qua, tu than doi tUdng khong phai giti nguyen tinh chat nhu cu ma co nhting thay doi.

- Cac phep do dac gap cac sai so' do thang giang n glu nhien, cac sai so he thong.

- Tac dong cua moi trUdng len doi tudng khao sat moi ltic co khac nhau, thUc hien nhting dao dong ldn nho nao do.

3.1.2 Mot so d$c trung thong ke don gian

a Tan suat va xac suat

Gia sti ta thUc hien N thUc nghiem nhu nhau (phep thti), ta thu dUdc doi vdi

sti kien A mot so lin xay ra la NA trong so N DI nhien 0 < N A < N

T in suat cua siJ kien A la:

Khi thUc hien so lan tung con sue sac cang nhieu thi tan suat xuat hien mat

1 cham do se dan dan tien tdi 1/6 (trong dieu kien con sue sac hoan toan can doi) NgUdi ta dinh nghia xac suat cua no khi so lan thUc nghiem N tang den vo cung:

P( A) = lim f —rj- \ = lim /^

D\ nhien 0 < P ( / j ) < l

Nhu vay xac suat cua mot siC kien (bien co) cho ta biet kha nang xay ra sl ( kien do trong mot phep thti nao do Mot hien tudng xay ra vdi xac suat ldn nghia

la no de xay ra Mot hien tudng khac xay ra vdi xac suat nho nghia la no kho xay

ra Xac suat cang nho bao nhieu thi cang kho xay ra bay nhieu nhung khong cd nghia la no khong the xay ra.

18

b Gia tri trung binh

- Gia sti ta do dai liidng vat ly A t^Lt ca N lan, trong do ta thu dUdc cac gia

tri A, la Nj l&n, A2 la N2 lan, An la Nn lan Gia tri trung binh cua dai

liidng A thUc nghiem la:

A la gia tri trung binh hay ky vong toan hoc cua dai lu:dng A.

- Sai so" cua mot lan do Aj la: AA, = A, - A

Gia tri trung binh cua sai so” la: AA = A, - A = 0

- Sai so” toan phUdng trung binh la:

S 2 = £ ( A , - A ) 2.P( A) 1=1

Khi N —> oo thi s 2 —> a 2 va goi o2la phUdng sai.

c Phan phoi cua cac dai liidng

Cac so” do cua mot dai ltidng vat ly, ly sinh thong thudng dUdc phan phoi theo mot quy tac nao day:

+ Phan phoi nhi thtic.

+ Phan phoi Gauss (Thi du hinh 1.5).

+ Phan phoi Poisson

Cac thong so” cua phan phoi cho ta cac dac

trUng dinh ltidng, xac sua”t cua mot dai liidng

vat ly (xin xem giao trinh Thong ke xac sua”t cua

bo mon Toan-Tin trtidng Dai hoc Y Ha Noi)

3.2 Tinh quy luat ham mu

Ham mu la ham co dang y = a* vdi a > 0

- TrUdng hdp ham mu tang : y = ax

vdi a > 1

Thi du xet mot quan the te” bao nao do dang phan bao tu do ma X la tan sua”t

phan bao (hay xac sua”t phan bao) sau mot ddn vi thdi gian, dP la xac sua”t phan bao sau thdi gian dt:

A = dP_

~dt

19

Tong so te bao cua quan the co kha nang phan bao 6 thdi diem t la N(t); nhu

vay so te bao thUc hien phan bao sau thdi gian dt la dN(t), cung chi'nh la so cac te bao tang them:

dN(t) = N (t).dP = /L N(t).dt

d- ^ l = A.dt m

dN(t) _

Lay tich phan hai ve ta co: j = JAdt

InN(t) = A.t + C

& N(t) = e ec

Tai t = 0 co N(o) te bao nen N(o) = e°.ec = ec

Xi

- TrUdng hdp ham mu giam : y = a* vdi a < 1

Thi du: Xet mot qu&n the te bao N(t) bi chieu xa ma xac suat de mot te bao

bi chet trong mot ddn vi thdi gian chieu la ly luan tUdng tu phan tren ta cd:

tu nhien, chSng han sU tang trUdng kien thtic (cac phat minh khoa hoc) cua nhan loai, sU tang trUdng bach cau trong benh mau trang, sU chet cua cac te bao sau khi bi chieu xa, sU phong dien cua tu dien Cac hien tUdng g^n vdi quy luat ham mu ma dan tdi trang thai dting cung kha pho bien: sU nap dien vao tu sU nap vao va thao chat long ra khoi mot binh chtia, sU klch thich dien te bao sU tham cua dung dich vao cd the, sU rdi tu do cua mot vat trong moi trUdng cd gay lUc can

3.3 Tinh quy luat lien he ngtidc

Cac qua trinh trong tu nhien neu cti tu do dien bien theo mot quy luat hoac mot dac diem nao day thi rat kho tien tdi mot trang thai on dinh Quy luat lien he 20

ngtidc cua cac qua trinh tien trien trong cac hien ttidng tti nhien cd tac dung lam cho cac qua trinh cd the tien tdi mot trang thai can bang (hay dting) nao day lam cho trang thai cua he cd the on dinh Ta cd the bieu dien qua trinh lien he ngtidc nhu sd do dudi day:

Ta hieu ddn gian nhu sau: he d trang thai A, mot so" phan tti tien trien sang trang thai B roi trang thai C NhUng ket qua cac trang thai sau (B,C, .) lai cd tac dung ngtidc lai vao trang thai A lam cho cac phan tti d trang thai A kho bien doi sang trang thai B,C (thi du nhu giam toe do bien doi).

Thi du:

- Xet qua cau kim loai A tich dien am rat nhieu Noi A vdi qua cau B cung

la kim loai bang mot day dan kim loai Cac dien tich am (chang han d day

la dien titytti A chuyen sang B lam cho hieu dien the gitia A va B ngay cang thap di dieu do gay ra hieu qua la cac dien tu chuyen sang B ngay cang it di He thong se tien tdi trang thai dien the 2 qua cau nhu nhau.

- Xet sti khuech tan cua ion dUdng va am qua mot mang Luc dau cac ion de dang khuech tan sang lan nhau gitia 2 phia cua mang vdi riia dinh ban dau mot ben rat nhieu ion dtidng, mot ben rat nhieu ion am Trang thai khuech tan se dan tdi ve sau cang kho khuech tan qua mang.

- Cd mot so" benh nhiem trung ma he qua nhiem trung lam cho nhiet do cd the cua benh nhan cao len (>37°C) NhUng ban than nhiet do cd the luc ay (>37°) lai khong tao dieu kien thuan ldi cho sti phat trien cua vi khuan trong cd the, nhiet do cd the khi do kho tang them len.

3.4 Sir chi phi nang lirdng toi thieu

Muon cho hoat dong song xay ra, cd the phai chi phi nang liidng Nang ltidng nay dtidc tich tu lai trong cd the nhd thtic an, do uong, anh sang, nhiet do moi trUdng dtidi dang md, dtidng, ATP

Hoat dong song cua cd the chi phi nang ltidng tuan theo quy tac chi phi to"i thieu tUdng ting vdi hoan canh, dieu kien vat ly, hoa hoc cua moi trUdng.

Chang han khi chung ta ngu ma thdi tiet dot nhien chuyen tti nong sang lanh, ta khong can suy nghi, tti nhien cd the se phan ting va cd the chung ta se tu dong thu lai sao cho sti tiep xuc cua cd the vdi moi trtidng it di toa nhiet it di, cd the nhanh chong dieu hoa nhiet do.

Trong hoat dong chan tay, cac bo phan cua cd the se dUdc dieu khien de tUdng ting tao nen sU nhip nhang dong bo sao cho nang ltidng chi phi it nhat vdi mot hoan canh lao dong xac dinh.

21

Nhting dong vat ngu dong (gau, ech nhai ) hang nam thtic hien ngu dong nh&m muc dlch ha thap chi phi nang ltidng cho sti ton tai cua chung: nhiet do cd the

ha thap, nhip dap cua tim cham lai, tuan hoan va ho hap giam di, sti toa nhiet ra moi trtidng it di.

Hoat dong song cua con ngtidi nhieu mat gay nen sti o nhiem moi trtidng 0 nhiem moi trtidng lam cho sti chi phi nang ltidng cua cd the cho hoat dong song tang len, cd the se kho khan hdn trong viec thich ting vdi moi trtidng Chinh vi the

ma chung ta phai chong lai nhting nhting hoat dong lam o nhiem moi trtidng, chon phtidng phap ky thuat va vat lieu san xuat bao dam cang It gay hai cho moi trtidng cang tot.

3.5 Ngtidng

Bat cti mot tac dong nao cua moi trtidng (trtidng noi chung) cung tao nen phan ting cua doi ttidng bi tac dong Van de chung ta can quan tarn la do ldn cua dai ltidng vat ly dac trting cho tac dong ldn den mtic do nao thi gay cho doi ttidng phan ting Chang han khi tac dong mot ltic cd hoc len cd the ta can phai biet doi ttidng cd cam giac gi: dau hay khong dau, ton thtidng nhti the nao, mang lai thong tin gi (dong tinh hay phan doi) Muon cd phan ting cho doi ttidng tao mot thong tin dang ke thi do ldn cua dai ltidng vat ly dac trting cho tac dong phai cd mot tac dung dang ke nao day, vtidt qua mot gidi han xac dinh.

- Dinh nghia: Ngtidng cua mot tac dong la dai ltidng vat ly dac trting cho tac dong cd mot gia tri toi thieu de neu do ldn cua dai ltidng vat ly dac trting chinh cho tac dong ldn hdn hoac bang dai ltidng ay mdi tao nen mot tin dap ting cua doi tticJng bi tac dong.

Thi du 1: Vo si quyen anh dam khong du manh thi khong tao cam giac dau cho doi thu; anh sang yeu khong cho phep ta nhin ro vat; dien the qua thap khong gay cho ngtidi bi dien truyen qua cam giac gi; am thanh cd ctidng do nho khong gay cam giac am;

- Neu nhti do ldn cua dai ltidng vat ly dac trting cho tac dong lai qua ldn vtidt qua mot gia tri nao day thi cd the tac dong lai khong gay nen dap ting ntia; trang thai cua doi ttidng bi tac dong chuyen sang trang thai khac Thi du 2: anh sang qua manh lam ta choi mat khong nhin ro do'i ttidng am thanh manh qua gay dau tai

- Nhti vay ngtidng cd It nhat hai gidi han: du ldn de gay dap ting va du nho

de khong pha trang thai nhan thtic, phan ting.

Thi du 3: Trong quan he gitia ctidng do am thanh va cam giac am cd ton tai ngtidng nghe va ngtidng dau (choi tai) Trong quan he gitia ctidng do anh sang va cam giac sang cd ton tai ngtidng nhin va ngtidng choi mat.

- Khi tac dong cd bien thien ban than doi ttidng bi tac dong cung cd nhting bien doi de cho tac dong khong gay nhting cam giac, dap ting qua manh cd the dan den qua ngtidng tren, de d i thich ting hoan canh.

22

Thi du 4: Khi ctidng do anh sang manh thi dong tti thu nho lai de anh sang

vao day m it It di; Khi ctidng do am thanh thay doi ludng Al, ta chi nhan thay thay

AI

doi do to khi — > 0,1

/

3.6 Tinh quy luat doi xumg

Vat vo sinh cung nhti vat htiu sinh, hinh the cd the cd tinh doi xting Vdi vat htiu sinh, sti doi xting hinh thanh trong qua trinh tien hoa cua sinh vat, lam cho sinh vat ton tai va phat trien de dang hdn.

Thi du doi vdi dong vat, tti con sen den con voi, con ho va den ca con ngtidi deu mang nhting yeu to" cau true cd tinh doi xting gtidng: tay trai va tay phai; tai trai va tai phai; hai con mat Mot dac diem cua doi xting gtidng la hai bo phan doi xting cd the tich bang nhau nhting khong the long hai bo phan do khit vao nhau Tinh doi xting gtidng trong cau true vat chat song cd tti mtic do sd cap la cac phan tii cho tdi cac bo phan, cd quan cua sinh vat.

Tinh doi xting con the hien b rat nhieu mat: doi xting true, doi xting diem

(doi xting cau) Thi du ta cd the quay mot bong hoa quanh mot true xuyen qua tam hoa mot goc nao do thi bong hoa lai trung vdi chinh no Tren doi ttidng la con ngtidi ta cd the tim thay nhieu mat, nhieu true va diem doi xting.

23

Bai 2

MUC TIEU HOC TAP • • •

1 Neu dtidc cac dang nang ltidng d cd the song va phat bieu dung dinh nghia ve: nhiet ltidng, noi nang, entropi, nang ltidng tti do va cac nguyen

ly nhiet dong ltic hoc.

2 Giai thich dtidc sti bien doi nang ltidng d cd the, nhu cau nang ltidng cua cd the.

3 Trinh bay dtidc tam quan trong cua trang thai dting va sti can thiet phai bao ve moi trtidng.

Cac he thong song trong qua trinh ton tai cung nhti duy tri moi hoat dong nhat dinh phai thtic hien trao doi vat chat va nang ltidng vdi moi trtidng xung quanh Nhti vay trong cd the luon ton tai hai qua trinh quan trong khong the tach rdi nhau ma bo xung, tao dieu kien cho nhau, dong thdi ta cung thay dtidc moi quan he dac biet cua chung vdi moi trtidng Viec khao sat cac qua trinh trao doi vat chat va nang ltidng cua cd the song lam sang to y nghia vat ly cua sti song, lam ro dieu kien ton tai, duy tri va phat trien cua sti song, tti do cho ta thay ro tam quan trong cua moi trtidng song.

Doi vdi Ly sinh va dac biet la Ly sinh y hoc thi van de quan tam la cac dang nang ltidng va sti bien doi cua chung tren cd the song.

1 CAC DANG NANG LUONG CO THE TON TAI TRONG CO THE SONG

Khai niem nang ltidng la khai niem quan trong nhat cua vat ly hoc Tat ca cac dang cu the cua vat chat chuyen dong deu cd nang ltidng Nang ltidng la so do chung cua chuyen dong vat chat trong cac hinh thtic chuyen dong khac nhau Moi hinh thtic van dong cu the ttidng ting vdi mot dang nang ltidng Cd the dtidc cau tao tti cac nguyen tii, phan tti vat chat luon van dong va bien doi vi vay tren cd the cung cd day du cac dang cua nang ltidng.

1.1 Cd nang

Cd nang la nang ltidng cua chuyen dong cd hoc va ttidng tac cd hoc gitia cac vat hoac cac phan cua vat Cd nang cua he vat bang tong cua dong nang va the nang cua he ay.

- Dong nang la so do phan cd nang do van toe cua no quyet dinh.

Trong cd the dong nang dtidc gap d nhting ndi dang cd sti chuyen dong - chuyen dong cua ca cd the, cua mau trong he tuan hoan, cua khi trong ho hap, cua thtic an trong ong tieu hoa, cua vat chat qua mang te bao

24

- The nang la phan cd nang cua he quy dinh bdi tUdng tac gitia cac phan cua

he vdi nhau va vdi trUdng ltic ngoai The nang bang cong ma cac ltic the thtic hien dUdc khi chuyen he tti vi tri (cau hinh) dang xet tdi vi tri (cau hinh) cd the nang quy tide bang 0.

Doi vdi cd the, xet ve toan bo, do ton tai trong trtidng hap dan cua trai dat no

cd mot the nang Gitia tting cd quan, bo phan trong cd the cung ton tai the nang

do chung di chuyen vi tri ttidng doi doi vdi nhau, hoac thay doi cau hinh trong qua trinh thtic hien cac chtic nang cua cd the song.

1.3 Hoa nang

Hoa nang la nang ltidng giti cho cac nguyen tti, cac nhom hoa chtic cd vi tri khong gian nhat dinh doi vdi nhau trong mot phan tti Nang ltidng se dtidc giai phong khi phan tti bi pha vd Do ldn cua nang ltidng dtidc giai phong tuy thuoc tting lien ket.

Hoa nang cd d khap cd the Hoa nang cua cd the ton tai dtidi nhieu hinh thtic: hoa nang cua cac chat tao hinh, hoa nang cua cac chat dti trti (nhti glycogen, lipid, protid), hoa nang cua cac chat dam bao cac hoat dong chtic nang, hoa nang cua cac hdp chat giau nang ltidng

1.4 Quang nang

Quang nang la dang nang ltidng lien quan den anh sang.

Cd the tiep nhan nang ltidng tti cac ltidng tii sang, sii dung no trong cac phan ting quang hoa nham tao nang ltidng cho cd the, tiep nhan va xii ly thong tin, thtic hien qua trinh sinh tong hdp

1.5 Nhiet nang

Nhiet nang la dang nang ltidng gan vdi chuyen dong nhiet hdn loan cua cac phan tii cau tao nen vat chat Vi vay nhiet nang con cd ten goi la nang ltidng chuyen dong nhiet.

Sti bien doi tti cac dang nang ltidng khac sang nhiet nang va ngtidc lai dong mot vai tro quan trong trong tti nhien.

Nhiet nang ton tai trong toan bo cd the, dam bao cho cd the cd mot nhiet do ben trong can thiet cho cac phan ting chuyen hoa dien ra binh thtidng De duy tri hoat dong va giti cho cd the d trang thai can bang, trong cd the luon dong thdi ton

‘25

tai hai qua trinh: tao ra nhiet nang c&n thiet va loai mot ph&n nhiet nang ra khoi

cd the.

1.6 Nang ludng hat nhan

Nang ltidng hat nhan dtidc dti trti trong hat nhan nguyen tti, khi bj pha vd nang ltidng nay dtidc giai phong.

d cd the, cd the ke den nang ltidng nay khi xet ttidng tac cua btic xa hat nhan, tia vu tru vdi cd the.

2 S I/ BIEN OOI CUA CAC DANG NANG LlTQNG TRONG CO THE SONG

Cac cd the song khong phai la nhting may nhiet ma la nhting may chuyen hoa, chung bien doi nang ltidng tti moi trtidng (thi du nhti thtic an) thanh nhiet nang, cd nang, nang ltidng tham thau hoac mot dang nang ltidng khac nao do ma sinh vat cd the svi dung dtidc.

2.1 Sir bien doi nang li/dng 0 cd the song

Xet theo sti bien doi nang ltidng trong cd the ta cd the chia thanh 3 phan: nang ltidng vao cd the - nang ltidng chuyen hoa trong cd the - nang ltidng rdi cd the.

- Nang ltidng vao cd the:

Chu yeu la hoa nang cua thtic an, cd 3 chat chinh cung cap nang ltidng cho

cd the la protid, lipid, gluxid Ngoai ra con cd nang ltidng nhiet, nang ltidng cua song dien tti

- Chuyen hoa nang ltidng trong cd the:

Khong giong vdi cac chtic nang khac, cd the khong cd rieng bo may chuyen hoa nang ltidng chung cho ca cd the Cac chat hap thu dtidc van chuyen tdi cac te bao d day chung tham gia vao cac phan ting chuyen hoa phtic tap Khi ay, hoa nang cua cua chat hap thu chuyen thanh cac dang nang ltidng can thiet cho cd the.

Chuyen hoa nang ltidng, di kem vdi chuyen hoa cac chat hap thu diin ra theo

ba btidc, d ba khu vtic cua te bao: d bao ttidng, d ty lap the va d cac bao quan khac Trong tat ca cac phan ting chuyen hoa bao gid cung cd mot phan nang ltidng cua cac chat tham gia bien doi thanh nhiet nang.

- Nang ltidng rdi cd the:

Nang ltidng rdi cd the dtidi cac dang hoa nang cua cac chat bai tiet, dong nang, dien nang va nhiet nang Ngtidi ta thtidng chia cac nguyen nhan tieu hao nang ltidng cd the thanh 3 loai ldn:

+ Tieu hao nang ltidng de duy tri sti song: chuyen hoa cd sd, van cd, dieu nhiet tieu hoa.

+ Tieu hao nang ltidng cho phat trien cd the.

+ Tieu hao nang ltidng cho sinh san.

26

Nhiet dong ltic hoc la mot bo phan cua vat ly hoc nghien ctiu cac qua trinh bien doi nang ltidng trong tti nhien Nhiet dong ltic hoc khao sat cac qua trinh, chieu tien trien cua qua trinh vdi mot tap hdp ldn cac phan tti tao thanh mot he thong vat Ta khong the nao ttidng ttidng dtidc khai niem nhiet do hay ap suat cua mot phan tti rieng le nao do ma chi cd the cd khai niem ve nhiet do va ap suat cua mot kho"i khi gom rat nhieu phan tii Nhiet dong ltic hoc khong tra ldi cho ta biet

cd che cua hien ttidng nay hay khac ma chi cd the cho ta ro qua trinh do xay ra that hay khong, chieu htidng tien trien cua qua trinh nhti the nao tren quan diem nang ltidng.

He nhiet dong (sau day goi tfit la he) la mot tap hdp gom rat nhieu cac phan tii Nhti vay klch thtidc cua mot he ldn hdn dang ke so vdi klch thtidc cua ph&n tti nam trong he Tuy theo dac tinh ttidng tac vdi moi trtidng xung quanh, nhiet dong ltic hoc xet 3 loai he: cd lap, kin va met.

He dtidc dtidc goi la cd lap khi no khong trao doi vat chat va nang ltidng vdi moi trtidng xung quanh.

He dtidc goi la kin khi no chi trao doi nang ltidng vdi moi trtidng xung quanh

O day khong xay ra trao doi vat chat qua bien gidi cua he, do do khoi ltidng cua he khong thay doi Mot he kin cd the sinh cong do lay nang ltidng tti moi trtidng xung quanh hoac sif dung nang ltidng dti trti cua ban than.

He dtidc goi la md khi no trao doi vat chat va nang ltidng vdi moi trtidng xung quanh Cd the sinh vat la he mci vi no luon trao doi vat chat va nang ltidng vdi moi trtidng xung quanh Tuy nhien cd the sinh vat khac vdi cac he md khac d cac diem:

- la mot dang ton tai dac biet cua cac protid va cac chat khac tao thanh.

- cd kha nang tti tai tao.

- cd kha nang tti phat trien.

C) moi thdi diem he mang nhting tinh chat vat ly va hoa hoc xac dinh Tap hdp cac tinh chat nay quyet dinh trang thai cua he Thong thtidng, cac trang thai cua he dtidc md ta nhd cac thong so" trang thai: nhiet do T, ap suat p, the tich V, noi nang U, entropi S, nong do C Khi he chiu mot qua trinh bien doi thi It nhat

cung cd mot thong so trang thai thay doi, khi ay ta noi he da thtic hien mot qua

trinh nhiet dong.

Qua trinh nhiet dong cd the la qua trinh kin hay chu trinh, ttic la qua trinh nhiet dong trong do he sau hang loat bien doi lai quay ve trang thai ban dau Nhting qua trinh nang ltidng xay ra trong cd the song cung nhti trong cac he thong khong song deu tuan theo cac nguyen ly cua nhiet dong ltic hoc Nhting nguyen ly nay thiet lap dtia tren sti tong quat hoa cac dti kien thtic nghiem chung

cd vai tro to ldn trong ly thuyet cung nhti trong thtic hanh, ky thuat.

Nang ltidng la do do dang chuyen dong xac dinh cua vat chat, no phan anh kha nang sinh cong cua mot he Nang ltidng cd the bien doi tti dang nay sang dang khac Tren cd sd cua moi nghien ctiu tti nhien vat ly da thiet lap dtidc dinh

2.2 Nguyen ly thuf nhat nhiet dong life hc>c

27

luat tong quat nhat la djnh luat bao toan va bien doi nang ltidng: "Nang ltidng khong tu nhien xuat hien va khong the bien mat, no chi bien doi tti dang nay sang dang khac" Cac qua trinh xay ra trong cd the song cung tuan theo dinh luat tren Nguyen ly thti nhat nhiet dong ltic hoc la cach bieu dien dinh luat bao toan

va bien doi nang ltidng ting dung vao cac he va cac qua trinh nhiet dong, trong do khao sat sti cd mat cua nhiet ltidng, noi nang cua he va cong ma he thtic hien.

2.2.1 Nhiet luang - Nhiet dung rieng

Cho hai vat cd kho'i ltidng m,, m2 co nhiet do khac nhau tiep xuc nhau dong thdi cd lap vdi moi trtidng xung quanh Ta gia thiet la trong he nay khong xay ra cac phan ting hoa hoc, do do ket qua cua sti can bang nhiet la chung cd cung nhiet

do t Gia sii nhiet do ban dau cua chung la t2 va t,, vdi t2 > t, Ket qua thu dtidc: t2 > t > t,

Ta thay d day vat thti nhat m x da nong len, con vat thti hai m2 thi nguoi di,

ttic la da cd mot qua trinh truyen phan nang ltidng cd lien quan den nhiet do tti vat thti hai sang vat thti nhat Nhting ket qua thtic nghiem cho phep thiet lap dtidc he thtic:

Cjtritd - t,) = c2m2(t2 - t) (2 1) c,, c2 la cac he sd" ti le ttidng ting phu thuoc vao ban chat vat thti nhat va ban chat vat thti hai.

He thtic (2.1) cd the viet ddn gian hdn neu ta dtia vao mot dai ltidng mdi ky hieu la Q va dtidc xac dinh bang dang sau:

AQ = mcAt = mcAT (2.2)

AQ goi la nhiet ltidng Neu nhiet do cua vat nao do tang thi ta noi vat do nhan dtidc nhiet ltidng Nhiet ltidng cd mat d ca hai ve cua bieu thtic (2.1): d ve trai nhiet ltidng bi thu bdi vat lanh hdn, con d ve' phai nhiet ltidng bi trao bdi vat nong hdn, ttic la nhiet ltidng trao bang nhiet ltidng nhan Ban chat cua bieu thtic (2.1) la dinh luat bao toan nang ltidng: nhiet nang khong dtidc tao ra va khong bi mat di ma chi trao doi.

Ddn vi do nhiet ltidng la calo (cal) do la nhiet ltidng lam nong lgam ntidc tti 14,5°C den 15,5° C.

He so c cd mat trong bieu thtic (2.1) hay (2.2) dac trting cho ban chat cua vat chat thu hay trao nhiet, goi la ty nhiet hay nhiet dung rieng:

c = ~ f - mAt (2.3) Ddn vi do nhiet dung rieng la cal/ gam do

Sd tri nhiet dung rieng cua vat chat da cho bang nhiet ltidng can truyen cho mot ddn vi kho'i ltidng vat chat do de no tang them 1° C.

28

Nhiet dung rieng thay doi theo nhiet do, nhUng tai nhiet do phong thi sti phu thuoc nay co the bo qua.

Nhiet dung cua mot vat nao do la tich so cua khoi ltidng va nhiet dung rieng

cua no Ddn vi do nhiet dung la cal/do.

Nhiet dung rieng trung binh cua cd the ngtidi la 0,8 cal/g.do ttic la gan bang nhiet dung rieng cua ntidc Dieu nay phu hdp vdi dti kien la ntidc chiem tdi 70% trong ltidng cua cd the Tuy nhien, nhiet dung rieng cua cac md va cd quan cua cd the rat khac nhau, gia tri cang gan nhiet dung rieng cua ntidc khi ty le ntidc trong

md cang ldn Thi du nhiet dung rieng cua mau la 0,93 cal/g.do, con cua xtidng dac khoang 0,3 - 0,4 cal/g.do

Cac dung cu dung de do nhiet ltidng goi la nhiet ltidng ke Nhiet ltidng ke ntidc la nhiet ltidng ke ddn gian nhat.

2.2.2 Cong - Lien he giua cong va nhiet lutong

2.2.2.1 Cong

Trong cd hoc, ttidng tac cua vat dtidc do bang ltic ttidng tac gitia chung Cong

cd hoc A dac trting cho ttidng tac ve phtidng dien nang ltidng.

Tac dung len vat mot ltic F trong khoang thdi gian dt, vat dich chuyen quang dtidng ds (hinh 2.1), cong thtic hien

dtidc la:

dA = F.ds

trong do a la goc tao gitia hai vec td: ltic

F va quang dtidng dich chuyen ds

C5 mot chuyen dong cd htidng cu the cua vat ma gap ltic can (chang han ltic

ma sat), vat phai sinh cong chong lai sti can trd do Nhti vay cong la mot dai ltidng dac trting cho mtic do trao doi nang ltidng cua he trong chuyen dong cd htidng Xet he la mot khoi khi'd ben trong mot binh dtidc nen gian bang pittong bdi ltic ben ngoai (Hinh 2.2) Do ltic song song vdi chieu dich chuyen cua pittong, ta

dA = F ngoai dx

Khi he bi nen he nhan nang ltidng: dA>0

Khi he gian he mat nang ltidng: dA<0

Tai moi thdi diem, khi ap suat khoi khi p

can bSng (bang ve do ldn nhting ngtidc chieu)

vdi ap suat nen d ben ngoai ta cd:

dA = Fngliai dx = -pS dx = -pdV

Hinh 2 2

29

Gia thiet rin g khi nhiet do T khong doi,

he chuyen tif trang thai co the tich Vj sang

trang thai co the tich V2 thi:

Hinh 2.3 dien ta mot qua trinh dang nhiet

(T khong doi) cong dtidc tinh bang phan dien

tich ke soc cheo.

Hinh 2.3

2.2 2.2 Lien he giCra nhiet luong va cong

Nhti vtia xet 6 tren, ta thay cong va nhiet ltidng deu la cac dai ltidng dac trting cho mtic do trao doi nang ltidng gitia cac he (la phan nang ltidng dtidc truyen) Vay sti truyen nang ltidng noi chung dtidc thtic hien dtidi hai hinh thtic khac nhau Do la sti truyen nhiet ltidng va sti thtic hien cong cd hoc Sti truyen nhiet ltidng la hinh thtic truyen nang ltidng xay ra trtic tiep gitia cac phan tu chuyen dong hdn loan cau tao nen cac vat dang ttidng tac; con sti thtic hien cong

la hinh thtic truyen nang ltidng gitia cac vat vi md ttidng tac vdi nhau va bao gid cung gin lien vdi sti chuyen rdi dinh htidng cua vat vi md xet toan bo (hay mot phan cua vat).

Cong va nhiet ltidng cd moi lien he chat che vdi nhau va cd the chuyen hoa lan nhau: cong cd the bien thanh nhiet ltidng va ngtidc lai Vi du:

- Trong chuyen dong cua mot vat gap ltic ma sat can, vat phai sinh cong

chong lai sti can do, hien ttidng nhiet thong thtidng keo theo la cd sti nong len cua

vat chuyen dong hoac cua vat can Nhti vay cd mot sti lien he mat thiet gitia nhiet ltidng va cong Dieu nay cd nghia la cong cd the lam vat tang nhiet do, hay noi khac di, cong cd the bien thanh nhiet ltidng.

- Khi dot nong mot vat, vat nhan nhiet ltidng, nhiet do cua vat tang dong thdi he gian nd nghia la mot phan nhiet da bien thanh cong.

Ve mat dinh ltidng, khoang gitia the ky 19, bang thtic nghiem Joule da thiet lap dtidc sti ttidng dtidng gitia nhiet va cong:

30

nay sang trang thai khac theo nhiing con dtidng khac nhau thi cong va nhiet trong nhiing qua trinh bien doi do mdi co nhiing gia tri khac nhau Vay cong va nhiet khong phai la nhiing ham trang thai ma la ham cua qua trinh.

2.2.3 Noi n&ng

Noi nang cua he la nang litCng diC trie toan phan cua tat cd cac dang chuyen dong va tiidng tac cua tat cd cac phan tii nam trong he.

Noi nang dtidc ky hieu la U.

Nang ltidng chuyen dong nhiet, nang ltidng dao dong cua cac phan tii, nguyen tii, nang ltidng cua dien tii quy dao, nang ltidng hat nhan, la cac thanh phan khac nhau cua noi nang Dong nang cua chuyen dong tap the cua he, the nang ttidng tac cua he vdi moi trtidng xung quanh khong dtidc ke la thanh phan cua noi nang.

Moi he deu cd noi nang U xac dinh, ta chtia the xac dinh tri so" tuyet doi U nhting hoan toan xac dinh ltidng thay doi cua no la dU Noi nang cua he chi phu thuoc vao trang thai cua he nen no la ham trang thai Neu he thay doi qua cac trang thai khac nhau roi lai tret ve trang thai ban dau (he thtic hien chu trinh)

2.2.4 Nguyen ly thurnhat nhiet dong life hoc

- Phat bieu nguyen ly

Gia sut cd mot he nao do nhan nhiet ltidng 5Q, neu nhti he khong thtic hien cong doi vdi moi trtidng ngoai thi phan nhiet nay hoan toan dung lam tang noi nang U cua he vat them mot ltidng dU Ta cd:

Do la bieu thtic toan hoc cua nguyen ly thti nhat nhiet dong ltic hoc Trong do:

dU de chi bien thien noi nang U la mot ham cua trang thai.

5Q la nhiet ltidng ma he nhan dtidc va la ham cua qua trinh.

5A la cong ma he sinh ra va la ham cua qua trinh.

31

“Nhiet liidng truyen cho he dung lam tang noi nang cua he va bien ra cong thiic hien bdi liic cua he dat len moi triidng ngoai".

- He qua cua nguyen ly

+ Tti bieu thtic (2.7) ta thay 5Q = 0 thi 5A = - dU, nghia la neu khong cung cap nhiet ltidng cho he he muon sinh cong 6A thi buoc phai giam noi nang mot ltidng dU.

Cung trong trtidng hdp 5Q = 0 (khong nhan nang ltidng tti ngoai), lai cd dU =

0 (gia sii khi ay he thtic hien mot chu trinh) thi buoc phai cd 5A = 0, dieu do nghia

la he khong the sinh cong, noi khac di la khong the ton tai nhting dong cd \inh ctiu loai mot, la nhting dong cd khong can cung cap nang ltidng 5Q cung sinh cong 8A ma noi nang lai khong thay doi.

Khi he cd lap ttic la he khong trao doi ca cong va nhiet vdi moi trtidng ben ngoai §Q = 5A = 0, thi theo nguyen ly thti nhat nhiet dong ltic hoc ta cd:

cLU = U2 - U ,= 0 hay U2 = U,

Nghia la: noi nang cua mot he cd lap dtidc bao toan.

+ Dinh luat Hess: "Nang

ltidng sinh ra bdi qua trinh hoa

hoc phtic tap khong phu thuoc

vao cac giai doan trung gian

ma chi phu thuoc vao cac trang

thai ban dau va cuoi cting cua

A,, A2, A:s, la cac chat d

trang thai ban d&u.

B,, B2, B3, la cac san

pham d trang thai cuoi cung.

C „ C2, ; N 1% N2, ; M „

M2, la cac san pham d trang thai trung gian.

Dinh luat Hess dtidc ting dung rong rai trong y hoc de xac dinh kha nang sinh nhiet cua thtic an cho cd the Kha nang sinh nhiet nav, theo dinh luat Hess, cung bin g nhiet ltidng sinh ra trong qua trinh oxv hoa thtic an trong cd the.

Nguyen ly thti nhat nhiet dong ltic hoc dtidc rut ra tti thtic nghiem, no khong cho biet dang nang ltidng nay cd the bien doi hoan toan thanh dang nang ltidng khac hay khong ma chi cho biet sti ttidng dtidng ve ltidng gitia chung ma thdi Nguyen ly nay dtidc ap dung cho the gidi vat chat noi chung bao gom ca he sinh vat.

De co the sii dung nguyen ly nay trong cd the song, ta can tim hieu cac dang cong va nhiet ltidng ttidng ting.

2.3.1 Cac dang cong trong cothe

Cd bon dang cong cd ban trong cd the song: cong hoa hoc, cong cd hoc, cong tham thau, cong dien.

Cong hoa hoc la cong sinh ra khi to’ng hdp cac chat cd trong ltidng phan tti cao tti cac chat cd trong ltidng phan tii thap va khi thtic hien cac phan ting hoa hoc xac dinh Viec to’ng hdp cac chat cd trong ltidng phan tti cao (protid, acid nucleic, da dtidng ) thtidng doi hoi tieu phi nang ltidng va vi vay qua trinh nay dtidc xem la qua trinh thtic hien cong.

Cong cd hoc la cong sinh ra khi dich chuyen cac bo phan cua cd the, cac cd quan trong cd the hay toan bo cd the nhd cac ltic cd hoc Cong cd hoc dtidc thtic hien bdi cd khi chung co lai.

Cong tham thau la cong van chuyen cac chat khac nhau qua mang hay qua

he da mang tti vung cd nong do thap sang vting cd nong do cao hdn Sti van chuyen nay thtic hien dtidc nhd mot cd che dac biet dtidc goi la van chuyen tich ctic chorig lai ltic khuech tan va doi hoi phai tieu phi nang ltidng.

Cong dien la cong van chuyen cac hat mang dien (cac ion) trong dien trtidng, tao nen hieu dien the va cac dong dien Trong cd the cong dien dtidc thtic hien khi sinh ra dien the sinh vat va dan truyen kich thich trong te bao.

2.3 Ap dung nguyen ly thur nhat nhiet dong life hoc cho he thong song

Hinh 2.5: Sd do sir dung ATP trong cd the song Doi vdi cd the, nguon nang ltidng de cd the thtic hien tat ca cac dang cong ke tren la nang ltidng hoa hoc cua thtic an (protid, glucid, lipid) toa ra khi bi oxy hoa Doi vdi thtic vat nguon nang ltiOng ttidng ting la nang ltidng mat trdi dti trti trong qua trinh quang hdp Nang ltidng nay cung dtidc dong vat sti dung khi an thtic vat Tuy nhien, nhting dang nang ltidng do khong dtidc sti dung trtic tiep de" thtic

33

hien tat ca cac dang cong trong cd the Dau tien, nang ltidng cua mat trdi vk thtic

an dtidc chuyen hoa thanh lien ket giau nang ltidng cua nhting chat nao do

chu yeu 1 k adenosin tnphosphat (ATP) Sau do ATP phan huy trong nhting to

chtic ttidng ting cua te bao va giai phong tai day nguon n&ng^ ltidng cin thiet de sinh cong Tren hinh 2.5 chi ra sd do sti dung ATP trong cd the song.

Nhti v&y, tat ca cac qua trinh sinh cong trong te bao chi xay ra khi sti dung nang ltidng ATP va do vay ngtidi ta goi no la nhien lieu van nang cua te bao C&n chu y ring, nang ltidng cua lien ket giau nang ltidng ATP dtidc giai phong ra khong phai khi dtit lien ket gitia hai phan tii photpho ma la khi chuyen nhora

H P 0 3 tdi phan tii ntidc:

ATP + H20 -+ ADP + H3PO4 + (7,0 - 8,5) Kcal

2.3.2 Hai loai nhiet li/ong cua cothe

Ta x6t tiep vai tro cua Qj va Q2 trong sd do tren Sti song luon g in lien vdi qua trinh trao doi nhiet Hien nay ngtidi ta quy tide chia nhiet ltidng sinh ra trong

cd the d thdi diem cho trtidc ra hai loai: nhiet ltidng sd cap Q! (hay nhiet ltidng cd ban) va nhiet ltidng thti cap Q2 (hay nhiet ltidng tich ctic).

Nhiet liidng sd cap xuat hien do ket qua phan tan nang liidng nhiet tat nhien trong qua trinh trao doi vat chat vi nhiing phan iing hod sinh xay ra khong thuan nghich Khi thtic hien mot cong co dang bat ky, khong phai tat ca cac nang ltidng

dtidc giai phong trong qua trinh deu dtidc sti dung de sinh cong htiu l'ch ma mot phan cua no luon tan xa bat thuan nghich dtidi dang nhiet Do vay, viec tao ra nhiet ltidng sd cap la ket qua tat yeu cua mot nhan dinh cho rang tat ca cac qua trinh trong cd the xay ra vdi hieu suat nho hdn 100% Nhti the khong phai tat ca nang ltidng hap thu tti thtic an va mat trdi deu dung de tong hdp ATP, mot phin nang ltidng ay da tan xa dtidi dang nhiet Va dieu nay dung vdi moi qua trinh sinh cong khac Vi vay trong sd do chuyen hoa nang ltidng trong cd the, song song vdi bat ky qua trinh sinh cong nao cung co qua trinh tao nen mot nhiet ltidng sd cap

Q, nao do Nhiet ltidng nay phat ra ngay lap ttic sau khi cd the hap thu oxy va thtic an Hien nhien rang, viec tao nen nhiet ltidng sd cap ty le vdi ctidng do qua trinh trao doi chat va ty le nghich vdi hieu suat cua chung.

G in 50% nang ltidng xuat hien trong qua trinh oxy hoa thtic an dtidc dti trti trong cac lien ket giau nang ltidng (ATP) Khi cac lien ket nay dtit, chung giai phong nang ltidng de thtic hien mot cong nao day, roi cuoi cung cung bien thanh

nhiet Nhiet liidng tod ra khi diit cac lien ket giau nang liidng dii trii san trong cd

the va de dieu hoa cac hoat dong chu dong cia cd the diidc quy lidc la nhiet liidng thii cap.

0 nhting dieu kien binh thudng, trong cd the co sti can bang gitia cac loai nhiet ltidng nay, ttic la sti giam nhiet ltidng sd cap dan tdi tang nhiet ltidng thti cap va ngtidc lai Ty le gitia hai loai nhiet ltidng nay co the thay doi va do nhting nguyen nhan:

\ di cac qua trinh hoat dong song binh thtidng cua cd the, ltidng nang ltidng dti titi \ ao cac lien ket giau nang ltidng chiem khoang 50% Vdi cac qua trinh

34

benh ly thi phan nang liidng do cd the toa ra d dang nhiet liidng sd cap se chiem ph^n ldn vi khi a'y ctidng do tao cac lien ket giau nang ltidng giam xuong.

Ty le tren luon phu thuoc vao ty le ctidng do toa nhiet va ctidng do sinh nhiet Khi tang sti toa nhiet thi xay ra tang sinh nhiet, dieu do dan tdi bao toan gia tri khong doi cua nhiet do cd the Trong rat nhieu trUdng hdp thi nguon goc cua viec tang ctidng sinh nhiet la sti dung nhiet liidng loai hai thong qua viec tang ctidng phan iing dong ltic cua cd the, chang han phan iing men Khi ay nang liidng

du trti cua he se giam di Thi du dong vat mau nong khi gap moi trUdng lanh hdn nhiet do cd the, nhiet thtidng xuyen toa ra moi trUdng Nhiet liidng nay, nhu tren

da noi, la nhiet liidng loai hai, sinh ra do co cd (men) Cung co the nhiet liidng toa

ra lay mot phan b viec tang ctidng sinh nhiet cua cd the khong can phan iing men,

thi du ngtidi ta quan sat thay nhieu dong vat trong qua trinh ngu dong da duy tri nhiet do cd the bang cach tieu dan liidng md dti truf trong cd the.

2.3.3 Si/can b&ng nang lirong cua coth§’

Tinh chat sinh nhiet la tinh chat tong quat nhat cua vat chat song, no cung

dac trUng cho te bao dang co chuyen hoa cd ban Moi chtic nang sinh ly deu keo theo sti sinh nhiet Doi vdi dong vat va con ngtidi, nguon goc cua nhiet liidng la thtic an Thtic an dtidc cd the sti dung thong qua qua trinh dong hoa de cai tao cac

to chtic, tao thanh chat du trti vat chat va nang liidng trong cd the, chong lai sti mat nhiet vao moi trUdng xung quanh, dung de sinh cong trong cac qua trinh hoat dong cd hoc cua cd the co sinh cong.

Nhieu thi nghiem tren dong vat va ngtidi chting to rang khi khong sinh cong

d moi trUdng ngoai, nhiet liidng tong cong do cd the sinh ra gan bang nhiet liidng

sinh ra do dot cac vat chat htiu cd nam trong thanh phan thtic an cho tdi khi thanh C 0 2va H20.

Neu ta goi AQ la nhiet liidng sinh ra do qua trinh dong hoa thtic an, AE la

phan nang liidng mat vao moi trUdng xung quanh, AA la cong ma cd the thtic hien

de chong lai ltic cua moi trUdng ngoai, AM la nang liidng du trti dudi dang hoa

nang thi nguyen ly thti nhat cua nhiet dong ltic hoc ap dung cho he thong song dtidc viet diidi dang:

Day cung phUdng trinh cd ban cua can bang nhiet doi vdi cd the ngtidi.

Dtidi day la mot ket qua do ve can bang nhiet mot ngtidi sau mot ngay dem.

- Thtic an dtia vao cd the:

35

Nang ltidng toa ra xung quanh

Nhiet ltidng toa qua khi thai

Phan va ntidc tieu

Nhiet ltidng boc hdi qua ho hap

Nhiet ltidng boc hdi qua da

Cac dang khac:

Cong Hien nhien la khi ta cung cap nang ltidng cho cd the thong qua an uong la chu yeu ma khong du thi cd the gay yeu, khong du stic khoe de lao dong, luon cam thay ret lanh Neu an uong cung cap nang ltidng cho cd the thtia thai co the din den beo phi khong c&n thiet Viec dieu chinh an-uong rat quan trong nhat la doi vdi tre em Can tranh cho tre em benh coi xtidng suy dinh dtidng do thieu an, nhting cung can tranh cho an qua nhieu dan tdi beo phi, qua trong ltidng so v6i ltia tuoi.

2.3.4 Qua trinh bien doi nang luong 6 he tim mach

Tim hoat dong thtidng xuyen nhti mot cai bdm lien tuc de tao dtidc ap suat day mau vao mach Do cac van d tim va d mach ma mau trong he tu&n hoan chuyen dong theo mot chieu xac dinh.

Cong suat cd hoc cua tim vao khoang 1,3-1,4W Gia tri nay rat nho so vdi gia tri chuyen hoa cd ban cua toan cd the la 100W Thtic ra tim khong phai chi thuc hien cong cd hoc Cd tim cung nhti cac cd khac cua cd the con luon luon lam viec

de giti mot do cang nhat dinh ta goi la trtidng ltic Giong nhti ltic ta chong tay len thanh ghe, tuy ta khong di chuyen nghia la cd khong thtic hien mot cong cd hoc nhting do cang doi hoi hoat dong tich ctic cua cd va cuoi cung ta cung moi tay Ngtidi ta tinh dtidc cong suat tong cong cua cd vao khoang 13W nghia la 13% chuyen hoa cd ban toan cd the Cong cd hoc cua tim tao ra ap suat day mau phan con lai tao ra do cang cua cd ttic la trtidng ltic cd.

Cung nhti cac cd khac, hoat dong cua cac cd tim doi hoi cung cap nang ltidng Trong cd the, nang ltidng nay lay tti cac lien ket hoa hoc giau nang ltidng ATP ATP dtidc san xuat tti sti phan ly cac dtidng ddn glucose va oxy hoa phospholipid Dac diem cua cd tim khac v6i cac cd khac la no sti dung nang ltidng chu yeu tti oxy hoa phospholipid chti khong phai tti phan ly dtidng ddn glucose Ta biet rang oxy hoa mot phan tti lipid cung cap nhieu nang ltidng hdn

la oxy hoa mot phan tti glucose Tuy nhien trong nhting trtidng hdp ma ltidng ATP trong cd tim bi giam nhieu thi qua trinh phan ly glucose tang len Do vay xuat hien nhting san pham mdi co hai nhti acid lactic Sti suy giam chuyen hoa phospholipid va khi oxy cung cap cho cd tim co the gay nen tinh trang thieu ATP

d do va lam yeu hoat dong cua tim Cung phai nhan manh them rang hieu suat sti dung nang ltidng de bien doi thanh cong cd hoc d cd tim co khi len den 20%- 30' o (luc lao dong nang) Do la mot hieu suat rat ldn neu so vdi cac mav moc

- Nang ltidng toa ra :

36

nhan tao (hieu suat may hdi nUdc chi 3,5% va may no la 7,5%) Phan nang ltidng con lai dtidc bien thanh dang nhiet nang.

Mau dtidc tim day vao mach, co nang ltidng xac dinh the hien bdi toe do chay

va ap suat mau Thanh mach mau dtidc cau tao bdi nhieu ldp, co kha nang dan hoi ldn Khi mau bi day den mot doan nao do cua mach, thanh mach gian ra, mot phan dong nang cua mau bien thanh the nang gian cua thanh mach Mach bi gian cang rong thi the nang dti trti cang ldn O thdi ky tam trtidng, ap suat dong chay giam xuong, mach co lai va the nang d thanh mach se cung cap nang ltidng cho dong chay Dieu nay tao mot he qua ldn la tuy tim co bop cd nhip nhting mau chay lien tuc va dieu hoa.

Kem theo sti lan truyen ap suat doc theo thanh mach la song mach ma ta cd the quan sat hoac sd thay Toe do song mach d dong mach chu la 4 - 5 m/s Toe do lan truyen cua song mach khong lien quan den toe do chay cua mau trong long mach O ngtidi ldn tuoi, do cac thay doi ve thanh ph§n va cau tao cua thanh mach, tinh dan hoi bi giam di do do toe do lan truyen cua song mach tang len.

Mau la chat long thtic nen khi chay se xuat hien ltic ma sat d trong long chat long va ma sat vdi thanh mach lam can trd chuyen dong cua mau Nang ltidng dti trti trong mau se dtidc tieu ton dan de thang ltic ma sat nay nen ap suat mau va toe do chay giam dan Di nhien klch thtidc hinh hoc, sti phan nhanh anh htidng rat ldn den sti thay doi ap suat va toe do chay cua mau.

2.4 Nguyen ly thur hai nhiet dong lire hoc

2.4.1 Mot vai thong so nhiet dong quan trong

Trong cac thong so" nhiet dong lien quan den nguyen ly thti hai, ta thay co: gradien, entropi, nang ltidng tti do.

2.4.1.1 Gradien

Gia sti f la ham vo htidng cua cac toa do khong gian x, y, z, ngtidi ta dinh nghia:

Gradien cua f ky hieu la gradflh mot vectd ma ba thanh phan tren ba true

toa do la cac dao ham rieng cua f lan ltidt theo x, y, z.

Hoac d dang tich vo htidng: d f = gradf.dl

Trong do dl la vectd cd cac thanh ph&n dx, dy, dz

Neu f la ham mot bien (bien x), thi:

gradf = — (2.9)

dx

Nhu vay gradien f la dai liidng vectd cho ta biet mtic do thay doi cua dai

liidng f trong khong gian (do ldn va hiidng).

Khi so sanh te bao song vdi he khong song thi diem khac nhau dau tien de dang nhan thay la d te bao so'ng cd rat nhieu gradien Thi du: gradien tham thau

cd trong moi te bao song va dong vai tro quan trong trong hoat dong song cua te bao thtic vat; gradien nong do gay bdi sti phan phoi khong deu cac vat chat khac nhau gitia moi trtidng trong va ngoai te bao; sti phan pho'i khong dong deu cac ion lam xuat hien gradien dien 6 mang te bao Nhti vay sti co mat cua cac gradien tao

ra kha nang cd ban thuc hien cong 6 cac te bao 6ohg Thi du sti phat sinh xung dong than kinh lien he mat thiet vdi sti phan phoi khong dong deu cac ion va gradien dien; sti trtidng bao lien quan vdi gradien th&m thau v.v 0 cac te bao chet khong con cac gradien noi tren ntia.

- Neu ca 6 phan tu d phan A thi ta chi cd duy nhat 1 cach phan phoi nhti hinh 2.6 a.

- Neu 5 phan tti d phan A, 1 phan tti d phan B thi cd 6 cach phan phoi khac nhau (hinh 2.6 b) Vdi so" phan tti d phdn A khac nhau, ta cd bang 2.1.

Xac suat nhiet dong cho ta thay so" cach co the thtic hien phan phoi cac phan tti Dai ltidng nay luon luon ldn hdn hoac bang ddn vi; no khac vdi xac suat toan hoc d cho xac suat toan hoc nam trong khoang tti 0 den 1 va cho biet kha nang xay

ra mot cach phan phoi nao do.

Qua bang 2.1 ta thay: ban dau so" phan tti d phan A la 6 thi sau do da so" kha nang quan sat dtidc la phan A cd 4, 3 hoac 2 phan tti Noi khac di la he chuyen tti trang thai cd xac suat xuat hien nho sang trang thai cd xac suat xuat hien ldn hoac

he chuyen tti trang thai cd it cach phan phoi sang trang thai cd nhieu cach phan phoi (xac suat nhiet dong W ldn) Vi InW la ham dong bien vdi W nen cd the dung InW de xac dinh chieu htidng dien bien cua cac qua trinh tti nhien.

Bang 2.1

So phan tuf d phan So cach phan phoi (xac suat

nhiet dong W) Xac suat toan hoc p

S goi la entropi cua he Trong do k la hfing so" Boltzmann.

C) thi du tren, chieu htidng cua qua trinh la tien tdi trang thai cd xac suat nhiet dong W 16n hay la cd entropi S ldn; chieu htidng nay cd tinh cach mot chieu khi ta de he tti dien bien Noi cach khac, trang thai cd entropi S ldn la trang thai

d S = Y ^ - rr (2.12)

i=l I Tti dinh nghia entropi ta cd cac nhan xet:

- Entropi la ham trang thai, nghia la ham chi phu thuoc trang thai dau va trang thai cuoi ma khong phu thuoc vao qua trinh thay doi trang thai.

- Entropi la dai ltidng cd the cong dtidc ttidng tti nhti noi nang Entropi cua mot he phtic tap b in g tong entropi cua tting ph&n rieng.

- Entropi dtidc xac dinh sai khac nhau mot hang so' cong:

- Gia sti he co lap gom hai phan nhiet do T, va T2 (Tj <T2) Hai ph&n nay trao nhau nhiet ltidng:

Nang ltidng tti dd khong phai la mot dang dac biet cua nang ltidng, day chi

la quy tide goi ten phan noi nang cua he dtidc dung de thtic hien cong nao day, noi khac di no dac trting cho kha nang sinh cong cua he.

Trong bieu thtic (2.14) phan TS goi la nang ltidng lien ket khong cd kha nang bien thanh cong.

2.4.1.4 Trang thai can b&ng

— Trang thai can bang nhiet dong cua he la trang thai ma cac thong so dac

trting cho he cd gia tri xac dinh va khong doi khi khong cd nhting nguyen nhan ben ngoai lam thay doi chting.

Khi he nhiet dong d trang thai can bang di nhien la khong xay ra hien ttidng truyen nhiet, phan ting hoa hoc

- Trang thai can bang cua mot he co lap:

Xet bieu thtic: U = F + TS

Ta thay: vi S cua he co lap chi giti nguyen hoac tang nen phan nang ltidng lien ket TS cung giti nguyen hoac tang, no la phan noi nang khong cd kha nang bien thanh cong Khi he tien tdi trang thai can b&ng, S dat ctic dai nghia la TS dat ctic dai (nang ltidng lien ket dat ctic dai), vi U cd gia tri khong doi (he co lap) nen nang ltidng tti do F dat ctic tieu.

Do dd trang thdi can bang nhiet dong cua he co lap dtfdc dac trting bang

entropi dat ctfc dai hay nang liCdng ti( do dat ctic tieu.

2.4.2 Qua trinh khong thuan nghjch

2.4.2.1 Qua trinh thuan nghjch

Mot he gom ntidc va hdi ntidc bad hoa khi cd cung nhiet do T se can b&ng vi doi vdi moi thti cd the tich V xac dinh Neu nhiet do T thay doi, ta thay the tich V cua moi thti thay doi theo, ta noi he d trang thai khong can bang.

Mot qua trinh bien doi tti trang thai nay sang trang thai khac dtidc goi la thuan nghich khi no cd the tien hanh theo chieu ngtidc lai va trong qua trinh ngtidc dd, he trai qua cac trang thai trung gian nhti trong qua trinh thuan.

Qua trinh thuan nghich chi cd the la tap hdp cac trang thai can bang nen no

la mot qua trinh can bang.

Do qua trinh ngtidc trai qua cac trang thai trung gian nhti qua trinh thuan nen he nhan cong trong qua trinh thuan bao nhieu thi cung cung cap cho moi trtidng ngoai bay nhieu trong qua trinh ngtidc Noi khac di, vdi qua trinh thuan nghich thi sau bien doi nghich de ve trang thai ban dau, moi trtidng xung quanh khong bi bien doi.

Thi du: dao dong khong ma sat cua con lac toan hoc: con lac chuyen dong tti trai qua phai roi tti phai qua trai, khong ma sat nen moi trtidng khong nong len, dong thdi cong thtic hien do trong ltic cung bang khong; do vay moi trtidng xung quanh khong bi bien doi.

41

2.4.2.2 Qua trinh khong thuan nghich

— Trong thtic te ddi song hang ngay ta thay hang loat cac qua trinh ma ta

chi quan sat thay no tien trien theo mot chieu, khong quan sat thay qua trinh xay

ra ngtidc lai: ngtidi ldn len roi chet, qua trting rOi bi vd nat, ntidc hoa khuech tan

ra moi trtidng xung quanh, tii con ldn song co the san xuat ra lap stidn, tti mu cao

su lay tu1 cay cao su song co the lam thanh lop xe do la cac qua trinh khong thuan nghich.

> Qua trinh khong thuan nghich la qua trinh khi ta tien hanh theo chieu ngtidc lai, he khong trai qua cac trang thai trung gian nhu trong qua trinh thuan Cac trang thai ma he trai qua trong qua trinh khong thuan nghich la cac trang thai khong can bang, do do khi trang thai da bien doi thi no khong trd ve trang thai cu.

Trong qua trinh khong thuan nghich, cong va nhiet liidng ma he nhan vao khong bang cong va nhiet liidng do he cung cap cho ben ngoai, do do doi vdi qua trinh khong thuan nghich, sau khi tien hanh theo chieu thuan va theo chieu ngUdc de trd ve trang thai ban dau thi moi trtidng xung quanh bi bien doi.

- Thi du ve cac qua trinh khong thuan nghich.

Thi du 1: Gia sti co mot he nhiet dong la mot binh co lap vdi moi trtidng

xung quanh, gom hai phan A va B chtia cung mot loai khi vdi mat do nA>nB Nhiet do cua binh d moi diem nhti nhau Ta bo vach ngan, cac phan tti d hai phan khuech tan lan sang nhau cho tdi khi mat do dong deu theo toan bo the tich binh Trang thai cua he ton tai ngay sau khi bo vach ngan la trang thai khong can bang nhiet dong, la trang thai khong the duy tri mai mai theo thdi gian Trong qua trinh tti chuyen ve trang thai mdi (phan phoi deu cac phan tti theo toan bo the tich), mot khoi ltidng khi di tti phan A sang phan B He da thtic hien mot cong nao do Co the chting minh rang cong A thtic hien dtidc tinh theo cong thtic:

n

A = RT\n— (2 15)

nB

Trong do R la hang so khi li ttidng; T la nhiet do tuyet doi cua he.

Ta thay khi nA* nB thi A * 0 (he co kha nang sinh cong), con khi nA = nB thi A=0 (he mat kha nang sinh cong) Trang thai on dinh dtidc thiet lap sau khi he san bang mat do la trang thai can bang nhiet dong.

Tti thi du nay ta nhan thay: de tti nhien, he tien trien theo mot chieu xac dinh lam gradien mat do suy giam tdi trang thai it kha nang sinh cong Sti tien trien cua he theo chieu ngtidc lai rat kho xay ra.

Thi du 2 Cho hai vat co nhiet do T khac nhau tiep xuc nhau va co lap vdi

moi trtidng ngoai Ta thay nhiet do d vat co nhiet do cao se ha xuong , con nhiet do

d \at co nhiet do thap tang len Ta khong quan sat thay dieu ngtidc lai Qua trinh truyen nhiet nhti vay la qua trinh mot chieu, xay ra theo xu htidng truyen nang ltidng tti ndi co nhiet do cao tdi ndi co nhiet do thap.

AO