89661

СТАЦИОНАРНОЕ СОСТОЯНИЕ

Доклад

Биология и генетика

Стационарным называют такое состояние открытой системы, при котором основные макроскопические параметры системы остаются постоянными. Необходимы различные стационарные состояния от равновесного состояния.

Русский

2015-05-13

52.46 KB

1 чел.

СТАЦИОНАРНОЕ СОСТОЯНИЕ

Стационарным называют такое состояние открытой системы, при котором основные макроскопические параметры системы остаются постоянными. Необходимы различные стационарные состояния от равновесного состояния.

ОТЛИЧИТЕЛЬНЫЕ ПРИЗНАКИ СТАЦИОНАРНОГО И РАВНОВЕСНОГО СОСТОЯНИЯ

Равновесное

Стационарное

1. и работоспособность системы минимальные.

1. и работоспособность системы постоянны, но не минимальны.

2. Энтропия в системе максимальна.

  1.  Энтропия в системе постоянна, за счет  равенства продукции и потока энтропии.

   

3. Отсутствие градиентов в системе.

3. Наличие постоянных градиентов в системе.

В состоянии равновесия в системе прекращаются все процессы, кроме теплового движения молекул, при этом выравниваются все градиенты.

В стационарном состоянии идут химические реакции, диффузия, перенос ионов и другие процессы, но они так стабилизированы, что состояние системы в целом не изменяется. В стационарном состоянии существуют градиенты между отдельными частями системы, но они сохраняют постоянные значения. Это возможно только при условии, что система из окружающей среды получает вещество и , а отдает продукты реакции и выделяющееся тепло. Термодинамическим условием стационарного состояния является равенство между продукцией энтропии, произведенной организмом, и потоком энтропии, то есть:

, тогда полное изменение энтропии равно 0 .

Термодинамика открытых систем позволяет вскрыть еще одну причину целесообразности стационарного состояния для биологической системы, которая сформулирована в теореме Пригожина:

«В стационарном состоянии продукция энтропии имеет постоянное и минимальное из всех возможных значений, то есть»:

 

Теорема Пригожина показывает, что в стационарном состоянии диссипация происходит с меньшей скоростью, чем в любых других состояниях, стало быть, в стационарном состоянии системы расходуется наиболее экономно и поэтому требуется минимальная компенсация ее затрат, то есть, КПД системы в стационарном состоянии максимален.

Необходимо отметить, что теорема Пригожина справедлива только для таких состояний, которые мало отличаются от стационарных. В этом случае, скорости всех процессов выражаются линейными уравнениями (уравнения 1 порядка).

Теорема Пригожина дает термодинамические критерии эволюции линейным системам, которые формулируются следующим образом:

«Открытая линейная система, если она не находится в стационарном состоянии, будет изменяться до тех пор, пока скорость продукции энтропии в ней не приобретет минимальное значение из всех возможных, то есть, пока величина диссипативная функции не примет минимальное значение.»

Таким образом, второе начало термодинамики для живых организмов можно представить в следующем виде:

I. ,

II.  

III.

 

I, II, III - второе начало термодинамики для живых организмов.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

25695. НЕРВНАЯ СИСТЕМА. Развитие. Нервы. Узлы. Оболочки 34 KB
  Оболочки. Клетки этой оболочки отличаются овальной формой ядер. На поперечном срезе нерва видны сечения осевых цилиндров нервных волокон и одевающие их глиальные оболочки. Соединительнотканные оболочки нерва содержат кровеносные и лимфатические сосуды и нервные окончания.
25696. Взаимодействия клеток в иммунном ответе 53.5 KB
  Узнавание рецептором Тхклетки комплекса АГ молекула МНС II класса на поверхности Влимфоцита приводит к секреции Тхклеткой интерлейкинов ИЛ2 ИЛ4 ИЛ5 ИЛ6 гаммаИФН гаммаинтерферона под действием которых Вклетка размножается и дифференцируется с образованием плазматических клеток и Вклеток памяти. Так ИЛ4 инициирует активацию Вклетки ИЛ5 стимулирует пролиферацию активированных Вклеток ИЛ6 вызывает созревание активированных Вклеток и превращение их в плазматические клетки секретирующие антитела. Они регулируют...
25698. Селезенка 49 KB
  На 12й неделе развития селезенки впервые появляются Влимфоциты с иммуноглобулиновыми рецепторами. Толщина капсулы неодинакова в различных участках селезенки. Наиболее толстая капсула в воротах селезенки через которые проходят кровеносные и лимфатические сосуды. Внутрь от капсулы отходят перекладины трабекулы селезенки которые в глубоких частях органа анастомозируют между собой.
25699. Семявыносящие пути 43 KB
  Этот проток многократно извиваясь формирует тело придатка и в нижней хвостовой части его переходит в прямой семявыносящий проток поднимающийся к выходу из мошонки а затем достигающий предстательной железы где впадает в мочеиспускательный канал. Добавочные железы мужской половой системы: семенные пузырьки предстательная железа бульбоуретральные железы. В первой половине пренатального эмбриогенеза человека из разрастающихся эпителиальных тяжей развиваются преимущественно альвеолярнотрубчатые простатические железы а со второй половины...
25700. Сердечная мышечная ткань 30 KB
  Рабочие сократительные кардиомиоциты образуют свои цепочки. Рабочие кардиомиоциты способны передавать управляющие сигналы друг другу. Синусные пейсмекерные кардиомиоциты способны автоматически в определенном ритме сменять состояние сокращения на состояние расслабления. Синусные пейсмекерные кардиомиоциты передают управляющие сигналы переходным кардиомиоцитам а последние проводящим.
25701. СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТАЯ СИСТЕМА 40 KB
  Часть мезенхимных клеток по периферии островков теряет связь с клетками расположенными в центральной части уплощается и превращается в эндотелиальные клетки первичных кровеносных сосудов. Дальнейшее развитие стенки сосудов происходит после начала циркуляции крови под влиянием тех гемодинамических условий кровяное давление скорость кровотока которые создаются в различных частях тела что обусловливает появление специфических особенностей строения стенки внутриорганных и внеорганных сосудов. В ходе перестроек первичных сосудов в...