6) Типы систем.

-изолированная- система, не обменивающаяся с окружающей средой ни веществом, ни энергией.(термос)

Открытая система – система, обменивающаяся с окружающей средой веществом и энергией.( живые организмы)

Закрытая система – система, обменивающаяся с окружающей средой только энергией.(вещество в ампуле)

7) Процессы

Изобарический — термодинамический процесс, происходящий в системе при постоянном давлении и постоянном объеме идеального газа

Изотермический -  происходящий в физической системе при постоянной температуре.

Изохорический- происходит при постоянном объёме.

8)стандартное состояние - состояние системы, выбираемое как состояние отсчета при оценке термодинамических величин.

Необходимо для последующего сравнения полученных величин с их значениями в стандартном сост.

5.3. Первое начало термодинамики. Энтальпия. Стандартная энтальпия образования вещества, стандартная энтальпия сгорания вещества. Стандартная энтальпия реакции. Закон Гесса. Применение первого начала термодинамики к биосистемам.

1)Первое начало говорит о возможности протекания процесса.

Теплота Q, подведенная к системе, идет на изменение внутренней энергии системы ΔU и совершение системой работы A.

Q = ΔU + A

2) Стандартная энтальпия реакции равна разнице между суммой стандартных энтальпий образования продуктов реакции и суммой стандартных энтальпий образования исходных веществ с учетом стехиометрических коэффициентов.

ΔH^ор-ции.= Σ n ΔH^о_{298,обр.прод}.- Σ n ΔH^о_{298,обр.исх}.

Стандартная энтальпия реакции равна разнице между суммой стандартных энтальпий сгорания исходных веществ реакции и суммой стандартных энтальпий сгорания продуктов с учетом стехиометрических коэффициентов.

ΔH^о_р-ции.= Σ n ΔH^о _{сгор.исх}.- Σ n ΔH^о_{сгор.прод.}

3) Был установлен опытным путем в 1840

закон Гесса- тепловой эффект процесса не зависит от пути процесса (промежуточных стадий), а определяется только начальным и конечным состояниями системы, т.е. состоянием исходных веществ и продуктов реакции.

Существуют 2 следствия(см пункт 2) )

4) применение. Закон Гесса устанавливает связь между тепловой химической энергией заключенной в пище. Из закона следует, что хотя окисление продуктов в организме проходит через ряд промежуточных стадий, количество энергии выделяемое при этом такое же, какое можно получить при непосредст. Сжигании этих веществ до конечных продуктов.

5.4. Второе начало термодинамики. Обратимые и необратимые в термодинамическом смысле процессы. Энтропия. Энергия Гиббса. Прогнозирование направления самопроизвольно протекающих процессов в изолированной и закрытой системах; роль энтальпийного и энтропийного факторов.

1)Второе начало термодинамики

Второй закон термодинамики указывает направление процесса.

- теплота сама собой не может переходить от тела с меньшей температурой к телу с большей температурой,

- невозможен периодический процесс, единственным результатом которого было бы превращение теплоты в работу вследствие охлаждения одного тела

- в изолированных системах самопроизвольно протекают только процессы, не сопровождающиеся уменьшением энтропии

2) Обратимые процессы – те, которые при данных внешних условиях могут самопроизвольно протекать как в прямом, так и в обратном направлении.

Необратимые процессы- протекают только в одном направлении и завершаются полным превращением исходных веществ в конечные продукты.

3) энтропия. Все самопроизвольные процессы протекают в направлении, при котором система переходит из более упорядоченного состояния в менее упорядоченное.

Мерой неупорядоченности или вероятности системы служит энтропия S

S=lnW(R/N_A)

W – термодинамическая вероятность системы,

R – универсальная газовая постоянная (8,314 Дж/моль•К),

Na – число Авогадро (6,02 · 10²³ моль^-1)

R / Na = kБ = 1,38 ∙ 10^-23Дж/К (постоянная Больцмана)

4)энергия гиббса-термодинамическая функция состояния, учитывающая влияние

энтальпийного и энтропийного факторов на состояние системы при изобарно-изотермических условиях.( ΔG = Δ H – ТΔS)

ΔG^ор-ции.= Σ υ ΔG^о_{298, прод}.- Σ υ ΔG^о_{298, исх}

ΔG < 0 процесс идет самопроизвольно,

ΔG = O система находится в равновесии,

ΔG > 0 самопроизвольный процесс невозможен.

5.5. Термодинамические условия равновесия. Стандартная энергия Гиббса образования вещества, стандартная энергия Гиббса биологического окисления вещества. Стандартная энер­гия Гиббса реакции. Примеры экзергонических и эндергонических процессов, протекающих в организме. Принцип энергетического сопряжения.

1. Термодинамическое равновесие — состояние системы, при котором остаются неизменными по времени макроскопические величины этой системы в условиях изолированности от окружающей среды. Условие изолированности означает, что процессы установления равновесия протекают гораздо быстрее, чем происходят изменения внешних условий, и осуществляется обмен системы с окружением веществом и энергией.

2. ΔG^ор-ции.= Σ υ ΔG^о_{298, прод}.- Σ υ ΔG^о_{298, исх}

Стандартная энергия гиббса образования вещества определяет по таблице. энергия Гиббса окисления металлов равна энергии Гиббса образования оксидов

3) Экзергонические-биохимические реакции, сопровождающиеся уменьшением энергии Гиббса (Δ G < 0), (катаболизм-процесс расщепления органических молекул до конечных продуктов)

Эндергоническими -сопровождающиеся увеличением энергии Гиббса (Δ G > 0)

Энергия, необходимая для протекания эндергонической реакции, поступает за счет экзергонической.(анаболизм- иосинтетические процессы, в которых простые строительные блоки соединяются в сложные макромолекулы, необходимые для организма)

глюкоза + H3PO4 → глюкозо-6-фосфат + H2O; Δ G =13,1 кДж/моль

АТФ + H2O → АДФ + H3PO4; Δ G = -29,2 кДж/моль

глюкоза + АТФ→ глюкозо-6-фосфат + АДФ; Δ G = -16,1 кДж/моль

H3PO4 → интермедиат