BÁO CÁO MÔN HỌC VẬT LÝ – LÝ SINH

* Phát biểu nguyên lý 1:Đột biến thiên năng lượng toàn phần ∆W của hệ trong một quá trình biến đổi có giá trị bằng tổng cộng A và nhiệt lượng Q mà hệ nhận được trong quá trình biến đổi

BÁO CÁO MÔN HỌC

VẬT LÝ – LÝ SINH

CÂU HỎI

Trình bày nguyên lý 1 nhiệt động học các hệ quả, ứng

dụng trong cơ thể sống

* Nguyên lý thứ nhất động học:

Theo định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng ta có: “ năng lượng không tự nhiên sinh

ra và cũng không tự nhiên mắt đi

mà nó chỉ biến đổi từ dạng này sang dạng khác” Năng lượng của hệ bao gồm động năng, thế năng và nội năng của hệ 

Trong đó:

- Động năng (Wd) là phần năng lượng

ứng với chuyển động có hướng của cả thế hệ.

- Thế năng (Wt) ứng với phần năng

lượng tương tác của hệ trong trường lực.

Ta có công thức: W = Wd + Wt + U

- Nội năng (U) là năng lượng bên trong của hệ bao gồm động năng

và thế năng của các phân tử, nguyên tử, điện tử trong nguyên

tử và cả phần năng lượng trong hạt nhân của nguyên tử Nội năng là một hàm trạng thái tại các trạng thái khác thì có những giá trị khác.

* Phát biểu nguyên lý 1:

Đột biến thiên năng lượng toàn phần

∆W của hệ trong một quá trình biến đổi có giá trị bằng tổng cộng A và nhiệt lượng Q mà

hệ nhận được trong quá trình biến đổi đó.

* Hệ quả:

Nếu ký hiệu A, Q là công mà hệ nhận được thì ký hiệu A’, Q’ là công và nhiệt mà hệ sinh ra.

A’ = - A; Q’ = - Q

dẫn đến: ∆U = A + Q

suy ra: Q = ∆U + A’

•  

Vậy nhiệt truyền cho hệ trong một quá trình có giá trị bằng độ biến thiên nội năng của hệ và công

do hệ sinh ra trong quá trình đó.

Nghĩa là nếu không cung cấp nhiệt cho

hệ, mà hệ muốn sinh công giảm thì nội năng của hệ phải giảm.

Áp dụng nguyên lý thứ nhất cho hệ thống sống.

* Phân biệt nguyên tắc hoạt động của cơ thể sống với máy nhiệt.

Máy nhiệt là động cơ dùng nhiên liệu đốt như dầu Diedel, xăng để sinh công như máy nổ ôtô, xe máy, máy bơm nước,….Trong cơ học, hiệu suất sử dụng năng lượng hoặc một cái máy nhiệt, được tính theo công thức

n: hiệu suất của máy nhiệt (%)

T1: Nhiệt độ kelvin ở trạng thái cuối (k)

T2: Nhiệt độ kelvin ở trạng thái đầu

(k)

* Công thức chuyển đổi giữ nhiệt kelvin và nhiệt độ bách phân (oC):

T(k) = t(oC) + 273

Giả sử hiệu suất năng lượng của một máy nhiệt đạt trung bình là 33% ? nhiệt độ ban đầu của cơ thể người là 37oC, theo công thức tính ra:

T1 = 37 + 273 = 310k

Thay n = 33% ≈ 1/3 và T1 = 310k vào công thức sẽ được:

=> T1 = 465k

=> t1 = 465 – 273 = 192oC

Kết quả trên cho thấy cơ thể sống hoạt động không giống như một máy nhiệt đối với cơ thể sống, protein bị

sinh vật nhân chuẩn nào có thể sống được Điều đó khẳng định cơ thể sống hoạt động không giống như một máy nhiệt mà hoạt động theo nguyên

lý cùa các quá trình sinh học.

Hoạt động sinh công của cơ thể khác với các máy nhiệt thông thường, nó được sinh ra do sự thay đổi của hệ thống sống nhớ các hóa trình sinh hóa trong cơ thể tính chất sinh nhiệt là tính chất tổng quát của hệ thống sống, nó đặc trưng cho các tế bào đang có chuyển hóa cơ bản

Những chức năng sinh lý bất kỳ cũng kéo theo sự sinh nhiệt Nguồn gốc nhiệt lượng cung cấp cho người là thức ăn, thức ăn do cơ thể sử dụng thông qua quá trình đồng hóa để cải tạo các tổ chức tạo thành chất dự trữ vật chất, năng lượng trong cơ thể, phát sinh nhiệt để duy trì nhiệt độ của

cơ thể chống lại sự mất nhiệt và môi trường xung quanh và dùng để sinh công trong các hoạt động sống.

Đây là phương trình cơ bản của quá trình căn bằng nhiệt đối với cơ thể người Người ta thấy rằng năng lượng

do thức ăn cung cấp bằng năng lượng tỏa ra Nhiệt lượng được sinh ra ở cơ thể được chia làm 2 loại: nhiệt lượng sơ cấp và nhiệt lượng thứ cấp Nhiệt lượng

sơ cấp xuốt hiện do kết quả phản tán năng lượng nhiệt trong quá trình trao đổi vật chất bởi những phản ứng hóa sinh ( xảy ra không thuận nghịch) nhiệt lượng này tỏa ra sau khi cơ thể hấp thụ thức ăn và oxy.

Nhiệt lượng thứ cấp xuất hiện trong quá trình oxy hóa thức ăn được dữ trữ trong các liên kết giàu năng lượng (ATP) Khi các liên kết này dứt, chúng giải phóng năng lượng để thực hiện một công nào

đó và cuối cùng biến thành nhiệt lượng tỏa ra khi đứt các liên kết giàu năng lượng dữ trữ trong cơ thể để điều hòa các hoạt động chủ động của cơ thể được quy ước là nhiệt thứ cấp đối với cơ thể sống bình thường: lượng năng lượng dữ trữ vào cơ thể khoảng 50% khi bệnh lý thì lượng năng lượng này giảm xuống

Phần năng lượng do cơ thể tỏa ra ở dạng nhiệt lượng sơ cấp sẽ chiếm phần lớn

Tỷ lệ trên phụ thuộc vào tỷ lệ cường độ sinh nhiệt Đối với động vật máu nóng khi nhiệt độ môi trường thấp hơn thân nhiệt thì nhiệt tỏa ra môi trường, để cân bằng nhiệt của cơ thể thì phải sinh nhiệt thì tỏa ra môi trường, để cân bằng nhiệt của cơ thể thì phải sinh nhiệt, nhiệt lượng này là nhiệt lượng loại hai sinh ra

do co cơ hoặc do tiêu dần năng lượng

dữ trữ của cơ thể (tiêu mở như động vật ngủ đông).

CHÂN THÀNH CẢM ƠN