21. Термодинамикалық жүйелер және олардың түрлері.

Термодинамика (грек. θέρμη - "жылу", δύναμις - "күш") - физика ғылымындағы жылудың жұмыс және басқа энергиятүрлерімен арадағы қарым-қатынасын зерттейтін тармағы. Термодинамика — тәжірибелерден жинақталған нәтижелерге сүйенетін феноменологиялық ғылым. Ол көптеген құрамдас бөліктерден тұратын макроскопиялық жүйелер - термодинамикалық жүйелерді зерттейді. Мұндай жүйелерде жүретін процестер макроскопиялық шамалар, мысалға қысым немесе температура арқылы сипатталады және олар молекулярлық деңгейде қолдануға келмейді.

Термодинамика заңдылықтары жалпы сипатта қолданылады және заттардың атомдық деңгейдегі құрылымына тәуелді емес. Сондықтан термодинамика ғылым мен техниканың энергетика, қозғалтқыштар, фазалық ауысу, химиялық реакциялар, секілді көптеген салаларында қолданылады.Термодинамиканың физика мен химияның бірқатар салаларында, химиялық технология, аэроғарыштық технология, машина жасау, жасушалық биология, биомедициналық инженерия секілді алуан түрлі салаларда алатын орны ерекше.

Термодинамиканың бірінші бастамасы — термодинамикалық жүйелер үшін керек энергияның сақталу заңы; бұл заң бойынша жүйеге берілетін жылу оның ішкі энергиясынөзгертуге және жүйенің сыртқы күштерге қарсы жұмысына жұмсалады.^[1]

Дене күйінің барлық энергиясы - микроскопиялық қозғалысының толық түріндегі сыртқы кинетикалық энергиясы Е_к және салмақ күші өрісі, электрлі немесе магнит өрісі жағдайындағы потенциалды энергия Е_n, сонымен қатар, дене бөлшектерінің құрамдық әрекеттері мен қозғалу энергиясын жасаушы ішкі энергия U қосындыларынан тұрады.

Термодинамиканың екінші бастамасы) — статистикалық нысандардың (мысалы, атом, молекулалардың) үлкен санынан тұратын жүйелердің өз бетінше ықтималдығы аздау күйден ықтималдығы молырақ күйге ауысу процесін сипаттайтын табиғаттың түбегейлі заңы.

Термодинамиканың үшінші бастамасы — абсолюттік нөлге жуық температура маңында, реакцияның жылу эффектісі мен максимал жұмысты сипаттайтын қисық сызықтар өзара бірігіп кетеді, ал олардың ортақ жанамасы температуа осіне параллель болады дейтін, химиялық реакцияларға тән эксперименттік нәтижелерді қорытындылаудан туатын постулат

{\displaystyle ~E={E_{k}}+{E_{n}}+{U}}

22. Заттың иондаушы сәулелерді жұту механизмдері.

Иондаушы сәулелердің биологиялық жүйелерге әсері аса жоғары және күрделі, өйткені олар түскен тірі ортада иондау процесі жүріп, активтілігі жоғары еркін радикалдар түзіледі. Бұл радикалдар тірі жүйеге тән химиялық, биохимиялық реакциялардың ретін, жүру тәртібін бұзып, ағзаға тән емес функционалдық өзгерістер кіргізіп, соңында морфологиялық өзгерістерге душар етеді. Егер доза үлкен болса, тіршілік иесі өліп кетуі мумкін.

Радиацияның биологиялық жүйелереге әсері толық анықталмаса да көптеген зерттеулердің нәтижесінде мына жағдайлар анықталған. Біріншіден, иондаушы сәулелер жұтылғанда жұтылған ортада иондар пайда болады. Екіншіден, химиялық, биохимиялық реакциялар кезінде еркін радикалдар бөлініп, ол ради­калдар ортада бірсыпыра өзгерістер әкеледі. Үшіншіден, ортадағы өзгерістер клетка, ұлпа, мүшелерінің функцияларын /атқаратын қызмет/ және өзгерген ұлпада, клеткада құрылым (құрылыс) өзгерістерін туғызады. Биологиялық жүйелер өте күрделі болғандықтан иондаушы сәуленің әсер механизмін түсіну үшін, осы үш жағдайды бір уақытта, бір тұрғыдан байланыстыра қарастыру керек.

Иондаушы сәулелердің биологиялық әсерін екі кезеңге бөлуге болады:

1) Иондаушы сәулелердің биохимиялық реакцияларға клеткалар, ұлпаларға, мүшелерге тікелей әсері.

2)Әсерлерден жүйке клеткаларында, гуморальдық клеткаларда әртүрлі ығысу өзгерістер шақыруы.

Радиацияның бірінші ретті әсер механизмін түсіндіру үшін бірсыпыра гипотезалар, теориялар ұсынылған;

1)Иондаушы сәулелердің биологиялық жүйелерге тікелей және бөгде әсері.

2)Құрылым — зат алмасу теориясы.

Радиацияның тікелей әсерінен молекулаларда, атомдарда иондану болады, осының әсерінен иондаушы сәуле түскен орта зақымдалады. Биологиялық жүйелердегі ең көп зат су болғандықтан, радиацияның әсерінен ағзадағы су радиолизданып жоғары активті заттар түзіледі. Мысалы:

Н ^• + ОН => Н₂О

Н ^• + Н ^• => Н₂

OH + OH => H₂O + О

ОН + ОН => Н₂О₂ немесе Н + О₂ => НО₂

НО₂ + НО₂=>Н₂О₂ + 20

НО₂ + Н => Ң₂О₂ т.с.с.

Еркін радикалдардың ортамен өзара әсері тотығу реакциясы бойынша жүреді де – қосымша бөгде әсер туғызады. Иондаушы сәулелердің тікелей немесе бөгде әсерінің арасындағы айырмашылық, мына екі құбылыспен түсіндіріледі: