Термодинамика және биология

Термодинамикалық тепе-теңдіктің мәнін түсіну үшін біз әлемді басқаша көруді үйренуіміз керек және бірнеше сөздердің жаңа мағыналарын білуіміз керек. Алдымен біз тікелей қабылдайтын макроскопиялық әлем мен ғылыми бақылаулар мен қорытындылар негізінде түсінуге болатын субмикроскопиялық, молекулалық әлем арасындағы айырмашылықты айқындап алуымыз керек - бұл биологиялық жүйелер контекстінде ерекше маңызды болып табылатын осы молекулалық әлем. Макроскопиялық және молекулалық әлемдер мүлдем басқаша әрекет етеді. Бұл тармақты көрсету үшін біз қарастырғымыз келетін, бірақ биологиялық жүйе сияқты күрделі емес негізгі мінез-құлықтарды көрсететін қарапайым модельді қолданамыз.

Жүйенің энергиясы дегеніміз сол  жүйенің белгілі бір жұмыс жасауға қабілеттілігі. Қандай да болмасын термодинамикалық күйде болатын кез келген  термодинамикалық  жүйенің толық энергиясы болады.

W    – толық энергия

Толық энергия  мынадай құраушы бөліктерден тұрады:

1.Жүйенің механикалық қозғалысынан кинетикалық энергиясынан Wмех 

2.Сыртқы күш өрісіндегі(гравитациялық, электромагниттік) жүйенің потенциялық энергиясы   Wn

3.Ішкі энергия U

W = Wмех    +  W n + U

Дені сау ересек адамның дене температурасы +36,5°С+36,9°С. Бір тәуліктің ішінде де дене температурасының сәл де болса ауытқуы байқалады. Мысалы, түнге қарағанда күндіз сәл жоғарылау болады. Бұл ағзадағы зат алмасудың өзгеруіне тікелей байланысты. Адам дене температурасының мұндай аз ғана ауытқуын сезе бермейді. Дене температурасының +43°С көтерілуі немесе +25°С төмендеуі қазаға ұшыратады. Ағзаның өз дене температурасын бірқалыпты сақтауға бағытталған физиологиялық үдерістерін жылуды реттеу дейді. Дене температурасының тұрақтылығы ағзада пайда болған жылумен, сыртқа бөлінетін жылудың мөлшеріне байланысты. Ағза жылуды тері арқылы шығарады. Адамның бір тәулікте бөлетін жалпы жылуы шамамен 13 500 Дж болса, оның 80%-ы тері арқылы сыртқа бөлінеді.

Зат алмасу дегеніміз – организмде жүріп жататын барлық химиялық процестердің жиынтығы.Организмдегі зат алмасу тіршіліктің негізгі белгісі болып табылады. Тірі организм зат алмасудың нәтижесінде пайда болып жарыққа шығады, тіршілік етеді, өсіп жетіледі және өледі. Зат алмасу физиологиялық – ас қорыту, сіңіру, бөліп шығару, физикалық-химиялық-сорбция, диффузия, биопотенциалдар, биохимиялық-заттардың синтезделуі, ыдырауы, өздігінен- өзі құралуы сияқты т.б әртүрлі кейде қарама-қарсы процестерді айтамыз.