29. Организм как открытая система. Понятие продукции и притока энтропии в открытых системах.

Общее изменение энтропии в открытой системе, обменивающейся с внешней средой энергией и веществом, можно представить в виде :

dS = Q_e/T + Qi/T = deS + diS (1), где deS - изменение энтропии за счет обмена с внешней средой, diS - продукция энтропии в самой системе вследствие необратимых процессов. В соответствии с уравнением (1), возможны следующие три ситуации : 1) - deS = diS, тогда общее изменение энтропии в организме равно нулю. 2) - deS  diS, то dS  0. 3) - deS  diS, то dS 0. Таким образом, энтропия в организме может оставаться постоянной величиной, может увеличиваться и может даже уменьшаться, если поток отрицательной энтропии из среды в организм больше потока энтропии, образующейся в организме. Теорема Пригожина: в стационарном состоянии скорость возрастания энтропии, обусловленная протеканием необратимых процессов, имеет положительное и минимальное из всех возможных значение.

Деформация кровеносного сосуда как результат действия давления изнутри на упругий сосуд определяется уравнением Ламе :

37.  = pr/h , где  - механическое напряжение, p - давление, r - радиус внутренней части сосуда, h - толщина сосуда. Уравнение Ньютона.

При течении реальной жидкости (которой является и кровь) отдельные ее слои воздействуют друг на друга с силами, касательными к слоям. Это явление называется внутренним трением или вязкостью ().

Сила внутреннего трения (F_тр) пропорциональна площади S взаимодействующих слоев и тем больше, чем больше скорость их относительного движения. Так как разделение на слои условно, то принято выражать силу в зависимости от изменения скорости, отнесенного к длине в направлении, перпендикулярном скорости, т.е. dv/dx

F_тр =  S dv/dx - Это уравнение Ньютона.

Ньютоновскими называют жидкости, вязкость которых зависит только от ее природы и температуры и не зависит от градиента скорости. Такие жидкости подчиняются уравнению Ньютона, поэтому их называют Ньютоновскими.

Неньютоновскими называют жидкости, вязкость которых зависит не только от ее природы и температуры, но и от градиента скорости. Гемодинамикой называют область биомеханики, в которой исследуется движение крови по сосудистой системе. Объемной скоростью Q называют величину, численно равную объему жидкости, протекающему в единицу времени через данное сечение трубы : Q = V/ t [м³ / с]. Линейная скорость представляет путь, проходимый частицами в единицу времени: V = l / t [м / с]. Линейная скорость и объемная связаны простым соотношением: Q = VS. Гидравлическое сопротивление сосудов X = 8 l  /(R⁴), где l - длина сосуда, R - его радиус,  - коэффициент вязкости, Характер течения жидкости по сосудам зависит от свойств жидкости, скорости ее течения, размеров сосуда и определяется числом Рейнольдса:

Re = _жvD/,

Где _{ж –} плотность жидкости, D – диаметр сосуда,  - вязкость жидкости. Когда значение Re меньше критического Re  2300, имеет место ламинарное течение жидкости, если число Рейнольдса больше некоторого критического (Re Re_кр), то движение жидкости турбулентное. кинематической вязкостью (), равный отношению вязкости к плотности жидкости: = /_ж.