V I. МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА И ТЕРМОДИНАМИКА.

Основные законы и формулы

Наименование величины или физический закон

Формулы

Уравнение Менделеева - Клапейрона Средняя кинетическая энергия движения молекул идеального газа <w>:

число степени свободы молекулы;

постоянная Больцмана Средняя квадратичная скорость молекулы газа Внутренняя энергия газа Молярная теплоёмкость при постоянном объёме

постоянном давлении

Количество теплоты, необходимой для нагревания тела с удельной теплоёмкостью

от температуры

до температуры

Теплота парообразования (

удельная теплота парообразования ) Работа по переносу вещества при диффузии между поверхностями с концентрациями вещества

Осмотическая работа (

осмотические давления ) Изменение энтропии в изотермическом процессе

;

Вопросы для самоконтроля

1. Какие физические процессы изучают в разделе «Термодинамика»? В чём отличие термодинамического метода исследования тепловых процессов от метода исследования молекулярной физики?

2. Что называют термодинамическим процессом? Какие процессы, называют обратимыми и какие необратимыми?

3. Дайте определения работы, количества теплоты, внутренней энергии.

4. Сформулируйте первое начало термодинамики. Приведите иллюстрирующие его примеры.

5. Чему равна работа, совершаемая газом при изохорическом, изобарическом и изотермическом процессах?

6. В чём сущность второго начала термодинамики?

7. Дайте определение энтропии. В каких процессах энтропия остается постоянной и в каких она возрастает?

8. Какие превращения энергии происходят в живом организме?

9. Сформулируйте закон Гесса и приведите примеры его применения в биологии.

10. От чего зависит теплопродукция живого организма? Как изменяется удельная теплопродукция с изменением массы животных?

11. Каковы физические механизмы терморегуляции животного организма?

12. Что называют термодинамическим потоком? С какими термодинамическими потоками приходится встречаться в живом организме?

13. Какое состояние термодинамической системы называют стационарным.

14. Почему живые организмы называют открытыми термодинамическими системами? Из чего складывается полное изменение энтропии в биологических системах?

15. Запишите уравнение Пригожина и объясните его биологический смысл.

Примеры решения задач

ЗАДАЧА № 1

Какое количество эфира, находящего при температуре кипения, должно испариться, чтобы энтропия увеличилась на Температура кипения эфира удельная теплота парообразования эфира равна

Решение

Изменение энтропия определяется по формуле:

Поскольку в данной задаче происходит испарение при постоянной температура, то Следовательно,

Ответ: масса испарившегося эфира

ЗАДАЧА № 2

Потенциал действия в гигантском аксоне кальмара обусловлен переносом натрия из внеклеточной среды в аксоплазму. Считая что этот процесс происходит за счёт простой диффузии, вычислить работу диффузионных сил. Концентрации ионов натрия во внеклеточной среде и в аксоплазме соответственно равны и Температура тела кальмара

Решение

Работу диффузионных сил вычислим по формуле:

Подставим числовые значения:

Ответ: работа диффузионных сил равна

Контрольные задачи

101.В боксе с температурой было пролито хлороформа. Какое количество теплоты потрачено на испарение хлороформа, если его начальная температура была Удельная теплоемкость хлороформа удельная теплота парообразования Температура кипения хлороформа

102.Онкотическое давление крови человека равно а лимфы Под действием разности онотических давлений вода поступает из лимфы в кровь. Вычислить работу перемещения воды при температуре

103.Лечение хронического синовита у одной коровы проводили и путем наложения озокеритовой аппликации массой , а у другой - аппликации из горячей глины массой Температура озокерита и глины соответственно и Удельные теплоемкости озокерита и глины соответственно и Температура тела коров 38°С. Во сколько раз теплота, переданная телу коровы озокеритом, больше, чем глиной?

104.Вычислите изменение энтропии, создаваемое в сутки лошадью и курицей. Сравните эти величины. Какая из них больше, во сколько раз? Вычислите изменение энтропии в сутки, приходящееся на тела животного. Какая из этих величин окажется больше? Масса курицы и лошади соответственно и

105.В хирургии для местного обезболивания небольших участков тела применяют этиловый эфир. Какое количество теплоты расходует тело на испарение эфира, если на него налито эфира при Удельная теплоемкость эфира , удельная теплота парообразования температура кипения эфира температура тела

106.Концентрация ионов хлора внутри мышечного волокна лягушки равна а во внеклеточной среде она равна Какая работа совершается силами диффузии при переносе через клеточные мембраны ионов хлора? Температура тела лягушки

107. При диффузии калия из аксонов кальмара во внеклеточную среду совершается работа Определить концентрацию ионов калия в аксоне, если во внешней среде она равна Температура тела кальмара

108. Впочках из крови в мочу переходит воды при температуре Вычислить, во сколько раз осмотическое давление вторичной мочи больше, чем в плазме крови, если осмотическая работа, совершаемая почками, равна

109. Какое количество теплоты затрачивает человек на парообразование, если за сутки он выделяет пота? Каково полное количество теплоты, выделяемое человеком за сутки, если его масса и теплопродукция взрослого человека Удельная теплота парообразования пота

110. Для лечения мастита на вымя накладывают парафиновую аппликацию при температуре Удельная теплоемкость парафина Вычислить необходимую массу парафина, если для проведения

процедуры необходимо передать вымени теплоты. Температура вымени

111. Определить массу воздуха поступающего в лёгкие теленка при одном вдохе, если объем забрасываемого при этом в легкие воздуха ., давление атмосферы и температура лёгких теленка молекулярная масса воздуха

112. Масса выдыхаемого углекислого газа коровы за 1 час составляет в среднем Найти его объем при атмосферном давлении и температуре легких коровы

113. Найти среднюю квадратичную скорость молекулы углекислого газа вдыхаемого коровой. Температуру тела коровы принять равной

114. В сосуде объемом находится кислорода под давлением .Найти:

1.Среднюю квадратичную скорость молекулы газа.

2. Число молекул, находящихся в сосуде.

3. Плотность газа.

115. Температура крови у лошади в норме При заболевании средняя квадратичная скорость молекул, входящих в состав крови, увеличилась на . Какова стала температура крови у лошади?

116.В баллоне с поршнем находится кислорода. Определить:

1.Какое количество теплоты получит кислород?

2.Как изменится его внутренняя энергия?

3.Какую работу совершит газ, если он нагревается при постоянном давлении от до

117.При вдохе в легкие овцы попадает воздуха. На сколько изменится внутренняя энергия воздуха, если его температура была а температура внутри легких Атмосферное давление молекулярная масса воздуха .

118.Какое количество теплоты затрачивается на нагревание воздуха поступающего в легкие коровы за если за вдох в легкие поступает воздуха при Молекулярная масса воздуха

1. вы

119.Вычислить работу. совершаемую коровой за один вдох, считая плевральное давление за время вдоха постоянным и равным Жизненный объем легких у коровы Какова мощность дыхательного процесса, если частота дыхания в минуту? Молекулярная масса воздуха

120.Какое количество теплоты затрачивает человек на испарение пота, если за сутки он выделяет пота? Какое полное количество теплоты выделяется за сутки человеком, если масса его тела, а удельная теплопродукция тела

Дата добавления: 2021-12-10; просмотров: 52; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 2 3 4 567 8 9 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!