Если любой вид энергии можно трансформировать в эквивалентное количество тепла, то в случае обратного превращения полная трансформация невозможна

Обмен веществ и энергии. Терморегуляция.

Обмен энергии и терморегуляция

В основе процессов обмена энергии лежат законы термодинамики – взаимных превращений различных видов энергии при переходах ее от одних тел к другим в форме теплоты или работы.С точки зрения термодинамики живые организмы относятся к открытым стационарным неравновесным системам. Это означает, что:

· Во-первых, они обмениваются с окружающей средой веществом и энергией;

· Во-вторых, способны в течение определенного времени удерживать свои основные параметры, но вместе с тем под влиянием внешней среды переходить из одного стационарного состояния в другое в пределах колебаний жизненно важных констант, допустимых для сохранения жизни;

· В-третьих, в организме создаются условия для неравновесного распределения вещества и энергии между живыми системами и окружающей средой.

Законы термодинамики

Первый закон термодинамики – закон сохранения и превращения энергии (Ломоносов М.В., 1748)

Энергия не исчезает и не творится вновь, а только переходит из одной формы в другую: механическая работа, кинетическая энергия и теплота могут превращаться друг в друга.

В 1783 г. А. Лавуазье и П. Лапас показали, что первый закон термодинамики приложим к живым организмам.

Второй закон термодинамики (Больцман, 1880) гласит:

Если любой вид энергии можно трансформировать в эквивалентное количество тепла, то в случае обратного превращения полная трансформация невозможна.

Единицы измерения энергетического обмена. Энергетические затраты учитывают по количеству тепла, выделяемого организмом в единицу времени. Единицей измерения энергии в Международной системе единиц (СИ) является джоуль (Дж) или килоджоуль (кДж). В физиологических и медицинских исследованиях для определения количества энергии, выделенной организмом, используют внесистемные единицы – калорию (кал) или килокалорию (ккал); 1 кал = 4,19 кДж. Калория – количество энергии (тепла), необходимое для повышения температуры 1г воды на 1°С.

Энергетическая ценность питательных веществ. Сложные органические молекулы, окисляясь в присутствии кислорода (аэробное окисление) до двуокиси углерода и воды, выделяют заключенную в их химических связях энергию. При сжигании 1 г белка выделяется 4,0 ккал тепла; 1 г углеводов – 4,0 ккал; 1 г жиров – 9,0 ккал. Это – физический энергетический эквивалент указанных веществ.