26. Стационарное состояние

Принцип производства энтропии. Организм как открытая система

Выше была описана направленность термодинамических процессов в изолированной системе. Однако реальные процессы и состояния в природе и технике являются неравновесными, а многие системы - открытыми.

Эти процессы и системы рассматриваются в неравновесной термодинамике. Аналогично тому как в равновесной термодинамике особым состоянием является состояние равновесия, так в неравновесной термодинамике особую роль играют стационарные состояния. Несмотря на то что в стационарном состоянии необходимые процессы, протекающие в системе (диффузия, теплопроводность и др.), увеличивают энтропию, энтропия системы не изменяет.

Представим изменением энтропии DS системы в виде суммы двух слагаемых:

DS =DSi + DSl,

где DSi - изменение энтропии, обусловленное необратимыми процессами в системе; DSl - изменение энтропии, вызванное взаимодействием системы с внешними телами (потоки, проходящие через систему). Необратимость процессов приводит к DSi > 0, стационарность состояния - к DSi = 0; следовательно: DSl = DS - DSi < 0. Это означает, что энтропия в продуктах (вещество и энергия), поступающих в систему, меньше энтропии в продуктах, выходящих из системы.

Начальное развитие термодинамики стимулировалось потребностями промышленного производства. На этом этапе (XIX в.) основные достижения заключались в формулировке законов, разработке методов циклов и термодинамических потенциалов применительно к идеализированным процессам.

Биологические объекты являются открытыми термодинамическими системами. Они обмениваются с окружающей средой энергией и веществом. Для организма - стационарной системы - можно записать dS = 0, S = = const, dS i> 0, dSe < 0. Это означает, что большая энтропия должна быть в продуктах выделения, а не в продуктах питания.

При некоторых патологических состояниях энтропия биологической системы может возрастать (dS > 0), это связано с отсутствием стационарности, увеличением неупорядоченности. Формула может быть представлена:

или для стационарного состояния

Из этого видно, что при обычном состоянии организма скорость изменения энтропии за счет внутренних процессов равна скорости изменения отрицательной энтропии за счет обмена веществ и энергией с окружающей средой.

Автор: Подколзина В.А.

<< Назад: Второе начало термодинамики. Энтропия

>> Вперед: Термометрия и калориметрия

Рекомендуем интересные статьи раздела Конспекты лекций, шпаргалки:

▪ Аграрное право. Шпаргалка

▪ Планирование на предприятии. Шпаргалка

▪ Анализ и диагностика финансово-хозяйственной деятельности. Шпаргалка

Смотрите другие статьи раздела Конспекты лекций, шпаргалки.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Экраны влияют на детей неравномерно в разном возрасте 01.08.2026

Планшеты и смартфоны давно стали привычной частью повседневной жизни даже самых маленьких детей. Родители часто используют гаджеты, чтобы успокоить малыша или занять его на время, однако ученые все чаще задаются вопросом, как экранное время сказывается на развитии мозга и будущей способности к обучению. Новое исследование показывает, что значение имеет не только продолжительность просмотра, но и возраст, в котором ребенок проводит время перед экраном. Ученые наблюдали детей от рождения до 8 лет. Оказалось, что больше всего экраны влияют на мозг в два периода - в раннем младенческом возрасте и перед поступлением в школу. У детей, много времени проводивших перед экранами в эти возрастные точки, в 9 лет были несколько хуже успехи в обучении, а в 10,5 лет хуже работала рабочая память - способность удерживать и обрабатывать информацию здесь и сейчас. Исследователи из Франции и Сингапура проанализировали данные 502 детей и выделили два ключевых этапа. У младенцев мозг развивается очень ...>>

Умные жилеты, спасающие от жары 01.08.2026

Летняя жара в больших городах все чаще становится серьезным испытанием для людей, работающих на открытом воздухе. Мусорщики, строители и другие специалисты вынуждены проводить часы под палящим солнцем, рискуя перегревом. Китайские инженеры предложили практичное решение - специальные охлаждающие жилеты, которые помогают снизить ощущаемую температуру примерно на 10 градусов. Пока мир страдает от сильной жары, китайские инженеры разработали "умные" жилеты с климат-контролем. Жилеты с кондиционированием почти не отличаются от обычной рабочей одежды. Главное отличие - в системе охлаждения. В городе Нанкин в жилет вмонтированы два вентилятора, работающих от портативных аккумуляторов. Одного заряда хватает на 3-4 часа непрерывной работы. В Чанчжоу решили разместить в карманах охлаждающие элементы с материалом, который при нагревании переходит из твердого состояния в жидкое, активно поглощая тепло. Это поддерживает комфортную температуру в течение 2,5-4 часов. Такие жилеты выглядят почти ...>>

Летающие ветротурбины 3 МВт вышли в серию 31.07.2026

Традиционные ветряные электростанции зависят от силы и стабильности ветра у поверхности земли, где воздушные потоки часто бывают слабыми и порывистыми. На больших высотах ветер обычно сильнее и постояннее, поэтому инженеры уже давно рассматривают возможность подъема турбин в воздух. Китайская компания сделала важный шаг в этом направлении, перейдя от испытаний к мелкосерийному производству. Компания Beijing Linyi Yunchuan Energy Technology запустила мелкосерийное производство летающей ветротурбины S2000, а в провинции Чжэцзян возводят отдельный завод по производству материалов для оболочки аппарата. У компании уже есть предварительные договоренности с прибрежными городами и горными регионами, которые рассматривают возможность использования этой технологии для удовлетворения собственных энергетических потребностей. Прототип, который полгода назад только что поднялся в небо над Сычуанем, теперь превращается в целую отрасль. Идея S2000 проста: вместо того чтобы устанавливать ветряну ...>>

Случайная новость из Архива У трудоголиков более упитанные дети 07.08.2019 Долгий рабочий день родителей повышает у их детей риск появления лишнего веса и ожирения в дошкольном возрасте - к такому выводу пришли ученые Научного центра социальных исследований в Берлине. Исследователи изучили данные 2,4 тыс. детей в возрасте до 6 лет, взятые из SOEP (регулярно проводимого в Германии социально-экономического исследования). Дошкольный возраст имеет решающее значение в формировании веса детей, - отмечает издание. - Исследование показало, что дети матерей, работающих 35 часов в неделю и более, подвержены повышенному риску появления лишнего веса и ожирения - в сравнении с детьми, чьи мамы не работают. Риск также повышается, когда долго работают отцы (55 часов в неделю и более). В этом случае даже более короткое рабочей время матерей (24-34 часа в неделю) негативно сказывается на весе детей. Исследователи предполагают, что "вместе с увеличением рабочего времени падает качество питания и уровень физической активности детей дошкольного возраста". Возможной причиной такой взаимосвязи могут быть и нарушенный ритм сна детей, родители которых долго задерживаются на работе, передает издание. Негативное воздействие долгой работы родителей на вес детей было зафиксировано в основном в семьях со средним и высоким достатком. В семьях с низким достатком такой взаимосвязи обнаружено не было. "Вероятно, родители с низким доходом меньше информированы о том, какое влияние оказывают питание и движение на лишний вес и ожирение у детей. Поэтому у них изменение рабочих часов, возможно, не сильно влияет на качество питания и физическую активность, - предполагает автор исследования Джиангхонг Ли. - Возможно также, что в семьях с низким достатком негативные последствия нехватки времени компенсируются преимуществами более высокого заработка, получаемого благодаря увеличению рабочих часов. Посещение детского сада сокращает вероятность появления у детей лишнего веса и ожирения независимо от социальных условий их жизни, так как там дети в достаточной мере занимаются физической активностью.

Другие интересные новости:

▪ Нанокремний в борьбе с инфекциями

▪ Эпоха активного солнца

▪ На Юпитере найдена вода

▪ Портативная камера с поддержкой SD карт памяти

▪ Двойной операционный усилитель EL1510

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Молниезащита. Подборка статей

▪ статья Пойти под оконья, бродить под оконьем. Крылатое выражение

▪ статья В каком ресторане Полковник Сандерс съел худшую курицу в своей жизни? Подробный ответ

▪ статья Инженер-энергетик. Должностная инструкция

▪ статья Сыр. Простые рецепты и советы

▪ статья Сумма карт. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026