126ЖМ Назарқұл Еркебұлан
Тікелей калориметрия әдісі бойынша энергия шығынын зерттеу үшін кез-келген мүмкін
тәсілмен дене энергияны сақтау заңына сәйкес жылуды түрлендіретін және сыртқы ізге
шығаратын осы энергияны тікелей өлшеу қажет. Мұндай зерттеу орыс ғалымы Шатерников
жасаған арнайы камераларда мүмкін. Олар күндізгі уақытта адамның немесе жануардың
тіршілігін қамтамасыз ету үшін және осы уақыт ішінде денеден бөлінетін барлық жылуды
өлшеу үшін барлық жағдайларды жасайды. Бұл ұзақ және қымбат процедура, сондықтан ол
кейбір ғылыми зертханаларда қолданылғанымен, клиникада қолданылмайды.
Энергия шығынын өлшеудің жанама әдістері қалады. 1 г
белоктар мен көмірсулардың
тотығуы нәтижесінде 4,1 ккал жылу бөлінетіні, ал 1 г май тотыққанда 9,3 ккал болатыны
белгілі. Белгілі бір уақыт ішінде тамақпен бірге алынған белоктардың, майлардың және
көмірсулардың мөлшерін біле отырып, осы уақыт аралығында денеге қанша энергия
түскенін есептеуге болатын еді (демек, сақтау заңына сәйкес ол бөлінді) энергия). Дене
тұтынатын энергияның жалпы көлемін есепке алудың бұл әдісі тағамдық рацион әдісі деп
аталады. Ол ешқандай жабдықты қажет етпейді, тек жеген тамақтың мөлшері жазылады
және кестеге сәйкес оның калория мөлшері есептеледі.
Тірі жүйелердің термодинамикасы. Тірі жүйелердің күйі кез-келген уақытта (динамикалық
күй) жүйенің элементтерінің үнемі жойылып, қайта құрылып отыруымен сипатталады. Бұл
процесс биологиялық жаңару деп аталады. Тірі жүйелердегі элементтердің жаңаруы үнемі
сырттан заттар мен энергияның келуін, сонымен қатар жылу мен ыдырау өнімдерін сыртқы
ортаға шығаруды қажет етеді. Демек тірі жүйелер ашық жүйелер болуы керек.
Осыған
байланысты оларда химиялық және физикалық теңгерімсіздік түзіліп, сақталады. Дәл осы
тепе-теңдікте тірі жүйенің жұмыс қабілеттілігі оның құрылымының жоғары тәртіптілігін
сақтауға (демек, өмірді сақтауға) және әр түрлі өмірлік функцияларды жүзеге асыруға
бағытталған. Сонымен қатар, тіршілік жүйесі ашықтық қасиетінің арқасында
стационарлыққа жетеді, т.а. оның тепе-тең емес күйінің тұрақтылығы. Тепе-тең емес күйде
тұрған оқшауланған жүйеде жүйені тепе-теңдік күйге келтіруге бейім қайтымсыз процестер
жүреді. Жүйенің тіршіліктің осындай күйге көшуі ол үшін өлімді білдіреді.
Келесі термодинамиканың заңдарына көшсек...
Термодинамиканың бірінші заңы: жүйенің энергиясының өзгеруі жүйеге түскен жылу
мөлшеріне тең, оған DE = Q + A жүйесінде орындалатын сыртқы күштердің жұмысы
қосылады.
Термодинамиканың екінші заңы оқшауланған термодинамикалық жүйеде энтропия
ешқашан төмендей алмайтынын айтады. Ол қайтымды процестерде
нөлге тең және тек
қайтымсыз процестерде жоғарылауы мүмкін, яғни DS ³ 0.
Қорытындылай келе...
Энергия алмасу кез-келген тірі организмге тән. Адам ағзасында үнемі және үздіксіз заттар
мен энергия алмасу жүреді. Сонымен қоректік заттарға бай тағамдар сіңіріліп, химиялық
жолмен айналады, ал оларды қолданудың соңғы өнімі (аз энергия) организмнен
шығарылады. Бөлінген энергия организм жасушаларының тіршілік әрекетін ұстап тұруға
және оның жұмысын қамтамасыз етуге жұмсалады. Ал, калория дегеніміз - энергия
алмасуының өлшем бірлігі.
Тірі жүйелер өздерінің өмір сүруі үшін энергияны үнемі толықтыруға және жұмсауға тиіс.
Экожүйелердегі энергетикалық процестер термодинамиканың бірінші және екінші
заңдарына бағынады. Оларға сәйкес энергия пайда болмайды және жоғалып кетпейді, тек
бір түрден екінші түрге өтеді (термодинамиканың бірінші заңы - энергияның сақталу заңы).
Бұл жағдайда энергияның бір бөлігі жылу түрінде бөлінеді. Энергияның қайтымсыз