45 Иондаушы сәулелердің жұту механизмін түсіндіріңіз

Сәулелендірілген заттың атомдар мен молекулаларды иондарға айналдыратын сәулелерін иондаушы сәулелер деп атайды. Биосубстрат құрамына кіретін элементтердің көбісіне иондану үшін 10-12 эВ энергия жұту қажет. Иондаушы сәулелердің энергиясы осы энергиядан айтарықтай жоғары.

Иондаушы сәулелер 2 топқа бөлінеді: электромагниттік және корпускулярлық иондаушы сәулелер. Электромагниттік сәулелерге жататындар – ренген сәулелері , радиактивті заттардың гамма сәулелері ,өте шапшаң зарядталған бөлшектердің заттан өту кезінде пайда болатын тежелу сәулелері. Рентген сәулелер анод затының ішкі электрон қабатында электрондардың қозуымен байланысты,олардың иондану потенциалы валентті электрондардың потенциалынан көп есе артық. Қозған атомдар қозбаған қалыпты күйге қайтып келген кезде белгілі энергияға ие болатын (250кЭв –қа дейін)фотондар сәулеленіп шығады. Гамма –сәулелер бұл қозған атом ядроларынан шығатын қысқа толқынды электро магниттік сәулелер .

Электромагниттік сәулелер энергиясының алмасуының үш негізгі механизмі бар: фотоэффект,комптон-эффект электрон позитрон жұп құрау.Корпускулярлық иондаушы сәулелерге тыныштық массасына ие болатын сәулелерді жатқызады: альфа бөлшектер, бетта бөлшектер,нейтрондар,протондар,мезондар, ауыр иондар және т.б.Сәулелердің өту қабілетін бағалау үшін иондану қасиетін жоғалтқанша бөлшектің осы заттан өте алатын орташа жолы арқылы анықталады.Бөлшектердің иондаушы және өту қабілеттері олардың зарядтарымен массаларына байланысты және өтетін заттың тығыздығына байланысты және өтетін заттың тығыздығына да тәуелді.

46. Гиподинамия кезінде адамдарды реабилитациялау әдісін ұсыныңыз. Гиподинамия (грек, hypo - төмен, астында, қалыптан төмен; dynamis — күш) бұлшық еттін тонусының, қан айналу жүйесінің,тірек қыймыл аппаратының жұмысының нашарлауы.Гиподинамия көбінесе адамның аз қозғалуынан пайда болады.Гиподинамиядан ас қорыту жүйесі, жүрек бұлшық етінің жұмысы, тыныс алу зақымданады.Гиподинамия адамның еріншектігінінен пайда болатын ауыру. Көбінесе адамдар ауыр физикалық жұмыс жасамағандықтан адам бұлшық еттерінің жұмысы нашарлайды. Гиподинамиямен күресудің басты жолы физикалық жұмыс, адамның биологиялық ырғағының түзелуі. Адам гиподинамия кесірінен қатты толып кетуі және көптеген патологиялық ауруларға ұшырауы мүмкін. Егерде гиподинамияның тек бастамы болса онда адам өзінің күнделікті өмір сүру қалпын өзгертуі тиіс. Яғни кеш тамақтанбай, өзінің бұлшық еттерін шынықтыру қажет. Шынықтыруға адамның бір күнде тек қана 2 км жол жүрсе болғаны. Адамдар уақыты қажеттi дене күш жүктемелерi болмағандықтан көбiне отыруға арналған немесе жатқан қалыбында өткiзедi. Көбiнде барлық жүктеме бiздiң автокөлiкмен шығып үйге кiру жолмен шектеледi. Бұлшық еттер жұмыссыз әлсiзденiп бiртiндеп семедi. Күш және шыдамдылықтарды азаяды, жүйке — рефлекторлық байланыстарды (вегето — тамыр дистониялары дамиды, фасциалдық, жабығу) жүйке жүйесiнiң қызметiнiң бұзылуына әкеліп соқтырады. Қимыл аздықтары артынан уақыт өткенде тiрек-қимыл аппарат өзгерiс жақтан өсiп келе жатады: сүйек массасы азаю жылдам үдейтiн(сүйек ұлпасының селдiреуi дамиды), шеткi буындар (буынның қабынбай зақымдануы), ( остеохондроз ) азап шегедi. Ұзақ гиподинамия жүректiң ишемия ауруы, тамыр гипертониясы ауруларына алып келедi, өкпенің созылмалы обструктивтiсi ауруына және iшектердiң функцияны бұзылысына ас қорытудың бұзылуына шалдықтырады. Гиподинамияның пайда болу себептері: - Кәсiби ерекшелiктерге байланысты бұлшық ет жұмысын шектеу; - Рационалды емес күн тәртiбi; - Ұзақ уақыт бойы организмнің дұрыс функционалдық жұмысын орындамауына байланысты (жарақат, ауру) төсек режимі. Негізгі белгілері (симптом): - Әлсіреу; - Жүрек соғысының және пульстің тез соғуы; - Қан қысымының жоғары болуы; - Қажығыштығу, тiптi ептеген жүктемелерде; - Эмоционалдық тұрақсыздық, күйгелектік. Ағзаға әсері:- Тонустың және бұлшық еттердiң күш беретiн көрсеткiшiнiң төмендетуi; - Сүйек ұлпасынның құрамында және минералды зат алмасуды кальцидiң мөлшер деңгейінiң төмендеуi; - Май iркiлген кейiнге қалдыруларын жоғарылату және артық салмақтың пайда болуы; -Капилляр жүйесiнiң жұмысын бұзады, яғни жұмыс iстейтiн капиллярларды саны, күре тамыр және тамыр бөлiмшелерi қысқарады. Организм ұзақ уақытта қимыл аздығының күйiнде болған сайын оның әр түрлi жүйелерi көбiрек бейнет тартады. Жүйке — рефлекторлық байланыстардың бұзушылықтары артынан ұйқысыздықтар , жабығу пайда болады. Реабилитациялық қызметі – денсаулықты жақсарту және еңбек қабілетін қалпына келтіру мақсатында қолданылатын психологиялық, педагогикалық, әлеуметтік шаралардан тұратын кешенді емдік тәсілдері.

47. Табиғаттағы ашық термодинамикалық жүйелерге мысал келтіріңіз. Ашық термодинамикалық жүйе – затын береді, алады, қуатын береді, алады. Ең биік деңгейде тұрған ашық жүйе. Онтогенезде шекті, филогенезде шексіз. Ашық термодинамикалық жүйелерге барлық тірі организмдер жатады.Қаншама сан алуан түрлі болса да барлық биологиялық жүйелердің барлығы ашық термодинамикалық жүйе болғаннан кейін барлығына тән ортақ белгілері мен қасиеттері бар. . Ашық жүйе мәңгілік емес, өте ұзақ уақыт тұра алмайды, өседі, өледі, өзіне ұқсас жүйені туғызады, эволюция процесіне түседі, модифицерленеді.Ашық жүйе мәңгілік емес, өте ұзақ уақыт тұра алмайды, өседі өледі, өзіне ұқсас жүйені туғызады, эволюция процесіне түседі, модифицерленеді. Тек қана ашық болып, алмасып жатып, осы қасиеттерді орындалады. Біз ашық жүйе принципін ұстануымыз керек. . Ашық жүйелер теориясы 20ғасырдың 30- жылдарында пайда болдыБіз ашық жүйе принципін ұстануымыз керек. Алған затты шығарып отыру принципі орындалу керек. Ашық жүйе: 1) Жүйенің жүмыс қабылеттілігі өз мұқтажына жұмсалуы қажет; 2) Жүйенің жүмысы тепе - теңдікке қарсы бағытталған, өйткені ол сыртқы орта өзгерістерінің нәтижесінде туындап отырады. 3) Сыртқы түрткілер әсер еткенде жүйе олардың күшін өзгертуге бағытталған жұмыс өндіреді. Ашық жүйелер теориясы 20ғасырдың 30- жылдарында пайда болды

48. Табиғаттағы жабық термодинамикалық жүйеге мысалдар келтіріңіз.Жүйе дегеніміз –көп микробөлшек заттар, осы форманы алып жинайды. Бұл жүйе болмайды . осы микробөлшектерді алып, осы жиынтық қоршаған ортадан шектелсе онда бұны жүйе дейміз. термодинамика биожүйеде қуатты процестерді алуын, жиналуын, сақтауын қамтамасыз етеді. Термодинамика унверсалды жүйе. жабық термодинамикалық жүйе ол затын да қуат та бермейді де алмайды да. Жабық жүйе ол дүниеде кездеспейді яғни ол модел түрінде қарастырылады. Бұл мәңгілік жүйе болып есептеледі. Ол шекті. Бұндай жүйе өспейді, өлмейді өзіне ұқсас жүйе туғызбайды, модифицерленбейді, эволюция процесіне түспейді. космос уақыты бой-ша ол өте аз уақыт. Бұл жүе салыстырмалы эталон ретінде болады. Сонымен тұйыцқ термодинам-қ жүйеге Жер, тас, жұмыртқа, дернәсіл, личинка, анабиоз жағдайындағы дән, циста мысал бола алады. Бұлар мәңгі тіршілік етпейді, бірақ ұзақ өмір сүреді.

49. Биологиялық жүйелерге арналған Ом заңының теңдеуін жазып беріңіз. Физиканың өлі дүние үшін қолданылатын электр тогы туралы заңдары, соның ішінде Ом заңын тірі организмдерге бірден көшіре салуға болмайды. Мысалы, металдарға орындалатын Ом заңы биожүйелерге дәл осындай күйде орындалмайды. Өткізгіш арқылы өтетін токтың шамасы кернеуге тура пропорционал J~U немесе J=U/R,U=JR бұл Ом заңы. Басқаша айтқанда өткізгішке берілген кернеу тұрақты болса, онда ток күші де тұрақты болады. Бірақ бұл заң биологиялық тірі организмдерге орындамайды.Мысалы, тірі организмнен ток өтіп жатыр, оған берілетін кернеу өзгермесе де, ток күші өзгереді.Нақтырақ айтсақ ток күші азаяды. Ток күшінің кемуін тірі ткандерде жүретін поляризациямен түсіндіруге болады. Тканьдердің сыйымдылық және диэлектрлік қасиеттерінен ток күші азаяды. Биологиялық жүйелер үшін Ом заңы былайша өрнектеледі: J=U-U(t)/R , U(t) - поляризацияның қозғаушы күші, J- ток күші, U- кернеу, R-кедергі. Биожүйелерге тән диэлектрик болатын себебі пассивті электрикалық қасиеті. L=1\R- өткізгіштік. R=pl/S

50. Десинхроноздың себептерін жоюға бола ма, түсіндіріп беріңіз? Биоырғақтың хроноструктуралық бұзылуы. Десинхроноз – сыртқы және циркадиандық ырғақтылықтардың келісімділік, реттілік қызметінің бұзылуы. Десинхроноздың негізгі себептері:

1. Теледидар, радиохабар тарату және мәдени тұрмыстық жұмыстармен байланысты сергектілікті жасанды жолмен ұзарту арқылы оның уақытша шекарасын кеңейту;

2. Тәуліктік циклдағы босаңсу кезеңінің үлесін төмендетіп, сергектік уақытын ұзарту;

3. Трансмеридиандық ұшып өткендегі сағаттық ендіктердің тез ауысуы;

4. Ырғақтылық фазасы бойынша ұйқы сергектіліктердің уақыт датчиктерінің жергілікті жүйесімен тұрақты келісімді қызметінің бұзылуы, бұл негізінен ауысымдық жұмыстарда, кешкі және түнгі қызметтерде пайда болады;

5. Поляр облыстарында, космосқа ұшуда, оқшауланған камералардағы эксперименттерде және бункерлер мен үңгірлерде байқалатын геофизикалық уақыт датчиктерінің жартылай немесе толықтай істен шығуы;

6. Организмді істен шығаратын, мысалы, ұзақ мерзімді гипокинезия тәрізді түрлі стрессорлардың әсерлері.

Сонымен, адамның үйреншікті қызмет әрекеттерінің бұзылуы әртүрлі процестердің ырғақтылық фазаларының арақатынастарының жылжуына, олардың біртінділік және өзара реттеушіліктерінің бұзылуларына, ішкі десинхроноздың өршуіне әкеп соғады.

51.Тірі жүйелерде қайтымсыз процестерге орын бар ма? тірі жүйелерде тек қайтымсыз процесс орын алады. Классикалық термодинамика қайтымды процестерге толық сипаттама береді, ал қайтымсыз процестер үшін белгілі бір теңсіздіктерді ғана анықтайды және тепе-теңдікке қозғалыстың бағытын көрсетеді. Термодинамикалық теңдеулерге уақыт факторын енгізу оларда нақты термодинамикалық процестердің қайтымсыз дамуын ескеруге қабілетті өлшемнің пайда болуын білдіреді. Күй- қалыптың қандай да бір функцияларының соңғы ұлғаю жағдайынан олардың уақыт бойынша өзгеру жылдамдығына көшуі, сондай-ақ қарастырылып отырған жүйенің қоршаған ортамен қатнасына классикалық термодинамиканы шектеуді тежейді. Егер жүйе оқшауландырылған жүйе болса, онда dS=diS≥0 болады;diS=0 қайтымды процестер жағдайында; diS>0 қайтымсыз процестер жағдайында кездеседі. Стационар күйде қайтымсыз процестер жүреді. Бұл қайтымсыз процестер энтропияның өсуіне әкеліп соқтырады. Осыған қарамастан биологиялық организмнің жалпы энтропиясы өзгеріссіз қалады.

52. Мәңгі ашық термодинамикалық жүйелер болады ма ?Жүйе дегеніміз – бір микроматериалдардың микробөлшектердің жинақталуы. көп микробөлшек заттар, осы форманы алып жинайды. Бұл жүйе болмайды . осы микробөлшектерді алып, осы жиынтық қоршаған ортадан шектелсе онда бұны жүйе дейміз. Ашық термодинамикалық жүйе – қоршаған ортамен затпен де, энергиямен де алмасады. Ашық термодинамикалық жүйелерге барлық тірі организмдер жатады.Қаншама сан алуан түрлі болса да барлық биологиялық жүйелердің барлығы ашық термодинамикалық жүйе болғаннан кейін барлығына тән ортақ белгілері мен қасиеттері бар. Кез-келген тірі организм, яғни биологиялық жүйе қоршаған ортамен зат және энергия алмасады, тыныс алады, қоректенеді, көбейеді, өседі, дамиды және белгілі бір уақытқа жеткенде өледі.Ашық жүйе мәңгілік емес, өте ұзақ уақыт тұра алмайды, өседі өледі, өзіне ұқсас жүйені туғызады, эволюция процесіне түседі, модифицерленеді. Қуатын да затын да береді де алады да. Біз ашық жүйе принципін ұстануымыз керек. Алған затты шығарып отыру принципі орындалу керек. Мысалы: ашық жүйеге барлық тірі организмдер жатады. Классикалық термодинамика оқшауландырылған және тұйық жүйелерді сипаттаумен айналысады. Ашық жүйелер теориясы 20ғасырдың 30- жылдарында пада болды.

53. Қайтымды және қайтымсыз термодинамикалық процестер. Термодинамикалық процестер қайтымды және қайтымсыз болып 2-ге бөлінеді.Қайтымды, қайтымсыз процесстерге ғылыми түсініктемені термодинамика береді.

А

Б

60% жолға кетті

Х

0%

таусылды

100%бензин 0 40% бензин

Егерде А-дан Б-ға, Б-дан А-ға келу үшін қосымша күш жұмсалса, ол қайтымсыз процесс. Қозғалу, машина, адам, күш жұмсалса. Термодинамиканың бұл қайтымсыз процесіне барлық ашық жүйелер кіреді. Айтар болсақ, жәй қарапайым мысал ретінде, ашық жүйелер- олар тірі организмдер. Олар өседі, өнеді, модификацияланады, өзгереді, басқа жүйеге ауыса алады. Табиғат заңдылықтарын пайдалана біледі.

Табиғатта қайтымды процесс болмайды, қуат жасалмаса, жәрдем болмаса, қуат алмаса, ол оқшауланған жүйе, модель өсіп – өнбейтін , ішіндегі қуат өздігінен ауысады. Бір-біріне пайда келтірмейді. Табиғатта кездеспейді. Яғни, бұл процеске оқшауланған жүйені нақты жатқызуымызға болады. Қуат алмайды, қуат бермейді, ешқандай процестер жүрмейді деген сияқты. Тіршілік тек ғарыштан деген ұстаныммен жүру.

Жалпы қайтымды процестер тұйық жүйедегі тепе-теңдік процестер болып табылады. Қайтымды процестер дегеніміз не? Бұл-нәтижесінде қоршаған ортада ешқандай өзгерістер болмайтын процестер. Шындығында, егер процесс тепе- тең түрде өтсе, яғни тепе-тең күйлердің үздіксіз бірізділігі болып табылса, онда бұл бірізділіктің әрбір нүктесінде жүйедеде, қоршаған ортада да ешқандай өзгеріс болмайды. Сондай-ақ бұл процесті кері бағытта да жүзеге асыруға болады,мұның барысында да қоршаған ортада ешбір өзгеріс орын алмайды.

Классикалық термодинамика қайтымды процестерге толық сипаттама береді, ал қайтымсыз процестер үшін белгілі бір теңсіздіктерді ғана анықтайды және тепе-теңдікке қозғалыстың бағытын көрсетеді. Термодинамикалық теңдеулерге уақыт факторын енгізу оларда нақты термодинамикалық процестердің қайтымсыз дамуын ескеруге қабілетті өлшемнің пайда болуын білдіреді. Күй- қалыптың қандай да бір функцияларының соңғы ұлғаю жағдайынан олардың уақыт бойынша өзгеру жылдамдығына көшуі, сондай-ақ қарастырылып отырған жүйенің қоршаған ортамен қатнасына классикалық термодинамиканы шектеуді тежейді.

54. Тірі жүйелерде жұмысты аяқтау үшін байланысқан энергияны пайдалануға бола ма? TdS – байланысты қуат, сапасы болмайды, жұмысқа жұмсалмайды, ретсіздіктен туады, сондықтан жұмысты аяқтау үшін пайдаланылмайды.

dU=dQ+dA бұл термодинамиканың бірінші заңы.

S= экстенсивті энтропия формула

dQ=TdS кинетикалық қуатты басқа формуламен айтуға болады

dU=TdS+dA

dA=dF

dU=TdS+dF , бұдан шығатын нәтиже былай

ішкі қуат= байланыстық қуат +бос қуат

Байланыстық қуат (TdS) жүйедегі жұмысқа жұмсалмайтын қуат.

Бос қуат (dF)жұмысқа жұмсалатын қуат.

Күйіміздің өзгерісі арқылы қуатты сақтауға болады. Тірі жүйеде ішкі қуат сақталады. Күйін өзгерту арқылы қуатты сақтайды.

55.Биожүйелерге арналған термодинамиканың бірінші заңын қалай түсіндіруге болады. Термодинамиканың 1заңы: қуаттың сақталу заңы. дене бір күйден екінші күйге өткенде оның ішкі энергиясының өзгеруі денеге жасалған жұмыс пен дененің қабылдаған жылу мөлшерінің қосындысына тең. du=dA+dQ егер сыртқы күштердің денеге жасаған жұмысын dA¹ дененің сыртқы күштерге қарсы жасаған жұмысымен dA ауыстырсақ, онда ол dA=-dA¹ осыны ескерсек 1ші формула былай жазылады. dU=-dA+dQ осыдан dQ=dU+dA бұл формуланы былай түсіндіруге болады: денеге берілген жылу мөлшері сол дененің ішкі энергиясын өзгертуге және сыртқы күштерге қарсы жұмыс істеуге жұмсалады. Термодинамиканың бірінші заңың энергияның сақталу және айналу заңының жылу құбылысына байланысты айтылған түрі деп қарастырамыз. Бұл заң тірі жүйелерде қолданылуына Гесс заң жауап береді «көптеген сатыдан өткен химиялық реакцияның жылу эффектісі рекацияның жүріп өткен жолына байланысты болмайды, ол тек қана химиялық жүйенің бастапқы күйдегі энергиясы мен соңғы күйдегі энергиясының айырмасына байланысты болады». Гесс заңы тамақтың калориялығын анықтау үшін мал дәрігерлігі мен медицинады тамақты өртейді. Ол құралды калориметриялық бомба д.а. сонда бөлініп шыққан жылуды өлшеп алады. Ал осы тамақты адам жесе онда тамақ организмде биохимиялық реакцияға түсіп жылу бөліп шығарады. Гесс заңы бойынша осы екі жылу біріне бірі тең болуға тиіс. Глюкозаның тотығуы биохимиялық реакцияның мысалы бола алады.

56. Қандай термодинамикалық жүйеде ПӘК-і  бірге тең болады? Табиғатта ПӘК 100%-дан төмен болады, тек оқшауланған жүйеде ғана ПӘК 100%-ға тең болады. 100%=1. Барлық тіршілігіміздегі қуаттың бәрі жұмысқа жұмсалынбайды, ол қайтымсыз. Жұмыс жасайтын кез келген механизм жұмыс жасау үшін бір жақтан энергия алуы керек. Қалыпты жағдайда механизм тек механикалық жұмысты энергия көзінен алып, пайдалануға жібереді. Бірақ, механизмде үйкеліс күштері болғандықтан, жұмыстың жартысы осы кедергіні жоюға кетеді, яғни ол жылуға айналады да жұмыс керексіз болып табылады.

Сонымен, пайдалы қуаттың толық қуатқа қатынасын пайдалы әсер коэффициенті деп атайды, қысқаша ПӘК.

Барлық механизмде энергияны босқа жоғалтпау үшін, механизмдегі керексіз кедергілерді және үйкеліс күштерін азайтуға тырысады. Бұл жағдайда, ПӘК бірге жақын болуы керек.

Биологиялық процесс ПӘК

Гликолиз......36%

Тотыға фосфорлану....55%

Фотосинтез...75%

Бұлшық еттің жиырылуы...40%

Бактериялардың сәуле шығаруы..96% Пайдалы әсер коэффициенті (ПӘК) – жүйенің (механизмнің) энергияны түрлендіру немесе басқа денеге беру тиімділігін сипаттайтын шама. Ол көбінесе грек әрпі η -мен (этта) белгіленіп, мына өрнек арқылы анықталады: η =Wпайд./Wтол, мұндағы Wпайд., Wтол. жүйенің жұмыс істеуі кезінде жұмсаған пайдалы және толық энергиялары. Орнықты режимде жұмыс істейтін механизмдерде сырттан келтірілген энергияның (Wтол.) бір бөлігі (Wпайд.) пайдалы кедергілерді (металл кесу, жүк көтеру, затты бөлшектеу, т.б.) жеңуге, ал қалған бөлігі (Wшығ.) зиянды кедергілерді (үйкеліс, денені қыздыру, гистерезис тұзағы, құйынды токтар) жеңуге жұмсалады. Бұл жағдайда η =Wпайд./Wтол. Немесе η =1–Wшығ./Wтол.арқылы анықталады. Кез келген механизмнің жұмыс істеуі кезінде міндетті түрде энергия шығындары болатындықтан барлық уақытта η <1 болады. Ол ондық бөлшекпен немесе пайызбен (%) өрнектеледі. Мысалы, фотосинтез процесінің Пайдалы әсер коэффициенті 12 – 15% шамасында.