intTypePromotion=3

Bài giảng lý sinh: Nhiệt sinh học

Chia sẻ: Bui Van Lam | Ngày: | Loại File: PPT | Số trang:457

0
146
lượt xem
32
download

Bài giảng lý sinh: Nhiệt sinh học

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Hệ nhiệt động cô lập: Không trao đổi vật chất và năng lượng với bên ngoài (nước trong một phích kín, cách nhiệt tốt) + Hệ nhiệt động kín (hệ đóng): Trao đổi năng lượng, không trao đổi vật chất (nước trong phích kín nhưng cách nhiệt kém). + Hệ nhiệt động mở: Trao đổi vật chất và năng lượng (nước trong phích hở, cơ thể sống của sinh vật,...

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Bài giảng lý sinh: Nhiệt sinh học

  1. CHƯƠNG I: NHIỆT SINH HỌC CH §1. Một số khái niệm: 1.1. Hệ nhiệt động: ­ Khái niệm:  Tập hợp các vật thể, phân tử, nguyên tử,…        giới hạn trong một không gian nhất định.  ­  Ví dụ:        Một thể tích nước trong bình, một khối khí   trong    xy lanh, một cơ thể sinh vật, một tế  bào sống,...
  2.  BÀI GIẢNG LÝ SINH
  3. ­ Phân loại:   3 loại + Hệ nhiệt động cô lập: Không trao đổi vật chất và  năng lượng với bên ngoài (nước trong một phích  kín, cách nhiệt tốt) +  Hệ  nhiệt  động  kín  (hệ  đóng):  Trao  đổi  năng  lượng, không trao  đổi vật chất (nước trong phích  kín nhưng cách nhiệt kém). +  Hệ  nhiệt  động  mở:  Trao  đổi  vật  chất  và  năng  lượng  (nước  trong  phích  hở,  cơ  thể  sống  của  sinh vật,...
  4. 1.2. Thái niệm:ố trạđại lượng  đặc trưng   1.2. Thông s  Các  ng thái      ­ Kh cho trạng thái của một hệ nhiệt động  ­ Ví dụ :       + Hệ nhiệt động vật lý (như hệ khí,…):            N, V, P, T, U, S ,…       + Hệ nhiệt động là tế bào sống:                   Nồng  độ  chất,  nồng  độ  ion,  độ pH,           áp suất thẩm thấu,…
  5.              Khi hệ thay  đổi trạng thái thì các thông           số  của  hệ  cũng  thay  đổi  (theo  những  quy     luật nhất định ­ quy luật nhiệt động) ­ Trạng thái cân bằng:   Các thông số trạng thái không thay đổi theo     thời gian          Đạo hàm các thông số trạng    thái của hệ theo thời gian = 0      ­ Quá trình cân bằng:     Quá trình biến đổi của hệ gồm một chuỗi             liên tiếp các trạng thái cân bằng
  6.   Ví dụ:   + Nén (dãn) vô cùng chậm khí trong một xy lanh  có pit tông :             Sự mất  cân bằng n (hay P) của lớp khí sát  mặt  pít  tông  với  các  vùng  khác  trong hệ luôn  kịp  được  san  bằng  bởi  sự  chuyển  động  hỗn  loạn của các phân tử                    hệ luôn  ở các  trạng thái cân bằng về n (hay P)       +  Truyền  nhiệt  diễn  ra  vô  cùng  chậm  của  vật  nóng cho vật lạnh:  Chuyển  động  nhiệt  hỗn  loạn  của  các  phân  tử trong vật kịp san bằng chênh lệch nhiệt độ         trong suốt quá trình truyền nhiệt      vật luôn  ở  các trạng thái cân bằng nhiệt độ.
  7. ­ Quá trình thuận nghịch:  + Quá trình biến đổi của hệ từ trạng thái này  sang trạng thái khác, có thể thực hiện quá trình  ngược lại  +  Quá  trình  ngược:  Hệ  trải  qua  tất  cả  các  trạng thái trung gian như quá trình thuận. +  Quá  trình  thuận  nghịch  chỉ  có  thể  là  tập  hợp  của  các  trạng  thái  cân  bằng                là quá  trình cân bằng.
  8. ­ Quá trình bất thuận nghịch:  +  Quá trình biến  đổi, quá trình ngược lại       không thể tự xảy ra  +  Xảy  ra  quá  trình  ngược,  làm  môi  trường      xung quanh có thay đổi  + Hệ không trải qua các trạng thái trung gian     như quá trình thuận.  Ví  dụ:  Quá  trình  truyền  nhiệt,  quá  trình  biến đổi công thành nhiệt,….          + Các quá trình xảy ra trong tự nhiên thường           là bất thuân nghịch.
  9. ­   Cảm giác của con người:  1.3. Nhiệt độ và đột môi trường là nóng,  1.3. Nhi t vật hay m o nhiệt độ Mộ ấm  hay  lạnh,  mát,…(Mang  tính  chủ  quan,  phụ  thuộc  vào  trạng  thái  tâm,  sinh  lý  của  người  quan sát).  ­      Đánh  giá  một  cách  khách  quan  mức  độ  nóng, lạnh,…của đối tượng quan sát ?  Dùng nhiệt độ.
  10. ­ Nguyên tắc đo nhiệt độ:  Dựa trên sự thay đổi theo nhiệt độ của một tính chất  nào đó của vật chất: Độ dài, thể tích, điện trở,… ­ Dụng cụ đo nhiệt độ:   gọi là nhiệt kế ­ Nhiệt kế thường dùng:   + Nhiệt kế thủy ngân:   Sự thay đổi V thủy ngân theo t0 + Nhiệt kế điện trở:      Sự thay đổi R của kim loại theo t0 + Nhiệt kế nhiệt  điện:  Sự thay  đổi theo t0  của hiệu  điện                                 th ế tiếp xúc giữa hai kim loại),…
  11. ­ Tùy theo quy  ước lấy các  điểm chuẩn khác nhau  mà có các thang nhiệt  độ (nhiệt giai) khác nhau:  Reomur (0R), Fahreinheit (0F),.                              1000C      373,160K         800R                    2120F                                    00C       273,160K          00R                      320F
  12.               n0C = (0,8. n)0R =(1,8n + 32)0F  ­ Chú ý:  + Thang nhiệt độ Kelvin dựa trên cơ sở nhiệt  độ  chỉ  là  đại  lượng  phản  ánh  mức  độ  chuyển  động,  phản  ánh  động  năng  trung  bình  của  các  phân tử trong hệ nhiệt động mà không phụ thuộc  các vật chất cụ thể dùng trong các hệ đó.  +  Liên hệ số  đo nhiệt  độ của thang nhiệt  độ  Kelvin (T) và thang nhiệt độ Celsius (t):                         T0 = t 0C + 273,160  
  13. ­ Khái niệm:  1.4. Gradien (grad)đại  lượng  vật  lý  là  đại      1.4. Gradien (grad) +  Gradien  của  một  lượng có trị số bằng  độ biến thiên của  đại  lượng đó trên một đơn vị dài:                          gradU =        + Dạng véc tơ:        dU với    là véc tơ đơn vị theo chiều U tăng. dx dU n grad U = dx n
  14. ­ Ví dụ:  dC +  Gradien của nồng độ:   gradC = dx +  Gradien của điện thế:   gradV =   dV ­   Trong tế bào sống luôn tồn tại nhiều  dx loại  gradien,  nó  là  một  đặc  trưng  cho    tế  bào  sống: 
  15. + Gradien nồng độ:   Hình  thành  do  sự  phân  bố  không  đồng  đều  của các chất hữu cơ và vô cơ giữa các phần của  tế bào hoặc trong và ngoài tế bào + Gradien thẩm thấu Do  chênh  lệch  áp  suất  thẩm  thấu,  đặc  biệt  là  áp  suất  thẩm  thấu  keo  giữa  bên  trong  và  ngoài tế bào.
  16. + Gradien màng  Do phân bố không  đồng  đều các chất  có  phân tử lượng khác nhau  ở hai phía  màng tế  bào  Nguyên nhân: Màng tế  bào có tính bán  thấm,  cho  các  phân  tử  nhỏ  đi  qua  dễ  dàng,  nhưng  các  phân  tử  có  phân  tử  lượng  lớn  thì  rất  khó thấm vào hoặc giải phóng ra khỏi tế bào.
  17. + Gradien độ hòa tan  Xuất  hiện  ở  hai  pha  không  trộn  lẫn,  do sự hòa  tan  các  chất  của  hai  pha  khác  nhau  (như  pha  lipit và protein trong tế bào,…)  + Gradien điện thế   Xuất  hiện  do  sự  chênh  lệch  về  điện  thế  ở  hai  phía  màng  tế  bào,  khi  có  phân  bố  không  đều  các ion như Na+, K+,…
  18. + Gradien điện hóa:   Tổng gradien nồng độ và gradien điện  thế,  xuất hiện khi có sự phân bố không  đều các  hạt mang điện ở trong và  ngoài tế bào.    ­  Nói chung, khi tế bào chết thì gradien   mất  đi. 
  19. §2. Nguyên lý I nhiệt động họượng: ệ sinh vật §2. Nguy i năng, công, nhiệt l c với h 2.1. Nộ     2.1.1. Nội năng (U): ­ Khái niệm:                       + Toàn bộ năng lượng chứa trong hệ.      +  Năng  lượng  chuyển  động  nhiệt,  năng  lượng dao  động của các phân tử, nguyên tử, năng lượng  chuyển động của các electrron, năng lượng hạt nhân,…       +  Năng  lượng  tương  tác  của  hệ  với  bên  ngoài và  động năng chuyển động của cả hệ không được  tính vào nội năng. ­ Đơn vị đo nội năng là jun (J)
  20. ◦  Đặc điểm: Mỗi trạng thái của hệ tương ứng có một nội    năng  xác  định,  khi  hệ  thay  đổi  trạng  thái  thì  nội  năng thay đổi         Nội năng là hàm trạng thái của hệ  ­    Hệ  thực  hiện  một  quá  trình  kín  và  trở  về    trạng  thái ban đầu:   ΔU = 0 ­    Hệ từ trạng thái 1 biến đổi sang trạng thái 2                                       ΔU =  U2 ∫ dU = U − U1 2 U1

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

Đồng bộ tài khoản