24 Вопрос

Живой организм осуществляет передачу энергии во внешнюю среду в соответствии с физическими законами, однако в отличие от неживых систем регулирует их интенсивность несколькими механизмами. Явления переноса энергии продолжаются до установления равновесия в системе.

1.Теплопроводность – передача энергии при контакте двух систем (организм и воздух) за счет тепловых колебаний и соударений молекул друг с другом. Процесс теплопроводности необратим и идет только в одном направлении – от теплого к холодному.

Закон Фурье: количество теплоты, переносимое системой через поверхность площадью S, расположенную перпендикулярно потоку, пропорционально величине градиента температуры и времени переноса Δτ с учетом свойств вещества, определяемых коэффициентом теплопроводности .

2. Конвекция – это передача тепла движущимся потоком вещества (воздуха в легких, крови к поверхности тела, воздуха в вентилируемых помещениях). При естественной конвекции это происходит вследствие различия плотностей: нагретые массы среды, как более легкие, поднимаются вверх, холодные опускаются вниз на их место.

4. Равновесное тепловое (инфракрасное) излучение. Теплообмен с помощью излучения заключается в том, что частицы данного тела, находящиеся в интенсивном молекулярном движении, излучают электромагнитные волны, которые уносят часть энергии частиц; при этом тело охлаждается.

5. Люминесценция – свечение тел, превышающее их равновесное тепловое излучение.

В природе наблюдается излучение некоторых тел и химических реакций, которое по спектру и интенсивности резко превышает то, что они должны излучать согласно своей температуре. Так, светлячок, бактерии в море и гнилых пнях, кальмары ярко светят желто-зеленым светом, в соответствии со спектром которого они должны иметь температуру 4000-5000 ⁰С. Подобное «холодное» свечение получило название «люминесценция», а применительно к живым организмам – «биолюминесценция».

25 Вопрос

Второе начало термодинамики — физический принцип, накладывающий ограничение на направление процессов передачи тепла между телами.

Второе начало термодинамики запрещает так называемые вечные двигатели второго рода, показывая, что коэффициент полезного действия не может равняться единице, поскольку для кругового процесса температура холодильника не может равняться абсолютному нулю.

Второе начало термодинамики является постулатом, не доказываемым в рамках термодинамики. Оно было создано на основе обобщения опытных фактов и получило многочисленные экспериментальные подтверждения.

Исходя из этих положений, Пригожин предложил такую формулировку второго начала термодинамики для открытых систем (в том числе, для живых организмов):

в открытой системе изменение внутренней энергии за счёт процессов внутри системы всегда отрицательно, а изменение энтропии за счёт процессов внутри системы всегда положительно.

26 Вопрос

Электрический заряд – это физическая величина, характеризующая свойство частиц или тел вступать в электромагнитные силовые взаимодействия.

Электрический заряд обычно обозначается буквами q или Q

Совокупность всех известных экспериментальных фактов позволяет сделать следующие выводы:

Существует два рода электрических зарядов, условно названных положительными и отрицательными.

Заряды могут передаваться (например, при непосредственном контакте) от одного тела к другому. В отличие от массы тела электрический заряд не является неотъемлемой характеристикой данного тела. Одно и то же тело в разных условиях может иметь разный заряд.

Одноименные заряды отталкиваются, разноименные – притягиваются. В этом также проявляется принципиальное отличие электромагнитных сил от гравитационных. Гравитационные силы всегда являются силами притяжения.

Одним из фундаментальных законов природы является экспериментально установленный закон сохранения электрического заряда.

Зако́н Куло́на — это закон, описывающий силы взаимодействия между точечными электрическими зарядами. Закон Кулона: сила взаимодействия двух точечных зарядов в вакууме прямо пропорциональна произведению их величин, обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними и направлена вдоль прямой, соединяющей эти заряды: