Notiuni de termodinamica biologica Flashcards

1
Q

Ce este termodinamica?

A

Este o ramura a fizicii care studiaza transformarile reciproce ale diverselor forme de energie in sisteme macroscopice bine definite, sisteme termodinamice

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
2
Q

Sistemele termodinamice

A

Sunt constituite dintr-un numar foarte mare de atomi si molecule, care interactioneaza in special prin forte cu raza mica de actiune, de exemplu fortele interatomice si intermoleculare de natura electrostatica

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
3
Q

Cum se defineste un sistem termodinamic

A

Trebuie precizate limitele de separare intre sistemul respectiv si mediul exterior sistemului

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
4
Q

Clasificarea sistemelor termodinamice

A
  • deschise- schima cu exteriorul atat energie, cat si substanta
  • inchise-schimba numai energie
  • izolate- nu au nici un fel de schimb cu exteriorul, de care sunt separate prin pereti adiabatici
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
5
Q

Ce este un perete adiabatic?

A

Reprez un element ideal care separa doua sisteme si permite celor doua sisteme sa evolueze independent

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
6
Q

Starea termodinamica

A

Este descrisa de parametii de stare, care sunt marimi macroscopice masurabile asociate sistemului si care depind de starea sistemului , dar nu si de modul in care sistemul a ajuns in acea stare. Pot fi intensivi sau extensivi

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
7
Q

Parametrii extensivi

A

Depind de dimensiunile sistemului si de cantitatea de substanta (V, m, niu)

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
8
Q

Parametrii intensivi

A

Au valori care nu depind de dimensiunile sistemului (p, rho, t)

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
9
Q

Principiul zero al termodinamicii

A

Doua sisteme aflate fiecare in echilibru termic, cu un al treilea sistem sunt in ehcilibru termic intre ele

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
10
Q

De cine este legata temperatura unui sistem?

A

Este direct legata de energia moleculelor sistemului

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
11
Q

Schimbul de caldura

A

Transferul de energie datorat exclusiv diferentei de temperatura dintre cele doua sisteme.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
12
Q

Forme de lucru mecanic

A
  • de comprimare/dilatare
  • de deplasre in camp electric sau magnetic
  • de crestere a suprafetei libere mpotriva foretelor de tensiune superficiale
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
13
Q

Formula lucru mecanic

A

dL=p*dV

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
14
Q

Transformare termodinamica

A

Atunci cand parametrii de stare ai sistemului variza in timp, aceasta reprez o schimbare a starii termodinamice, are loc un proces termodinamic

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
15
Q

Starea de echilibru termodinamic

A

Cand toate modificarile parametrilor de stare inceteaza

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
16
Q

Conditii pentru starea de echilibru termodinamic

A
  • echilibru termic
  • echilibru mecanic
  • echilibru electrochimic
  • echilibru radiativ
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
17
Q

Tipuri de procese termodinamice

A
  • de echilibru sau cvasistatice
  • de neechilibru
  • procese reversibile
  • procese ireversibile
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
18
Q

Procese reversibile

A

-toate procesele mecanice fara frecare

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
19
Q

Procese ireversibil

A
  • Toate procesele insotite de frecare

- toate procesele de neechilibru

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
20
Q

Orice proces reversibil este…, dar nu si invers

A

Cvasistatic

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
21
Q

Cand se realizeaza o stare de echilibru termodinamic

A
  • cand parametrii de stare sunt constanti in timp

- parametrii intensivi sunt constanti in spatiu

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
22
Q

Stare stationara de neechilibru

A

Daca parametrii de stare sunt constanti in timp dar exista fluxuri de masa sau energie

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
23
Q

Proprietatile starilor de echilibru termodinamic

A
  • parametrii de stare sunt constanti in timp
  • parametrii intensivi sunt constanti in spatiu(omogenizare)
  • dezordinea este maxima(entropia este maxima)
  • schimburile de energie si substanta inceteaza
  • producerea de entropie inceteaza
24
Q

Proprietatile starilor stationare de neechilibru

A
  • parametrii locali sunt constanti in timp
  • parametrii intensivi nu sunt constanti in spatiu
  • schimburile de substanta si energie nu innceteaza
  • producerea de entropie este minima , fara a fi egala cu zero
25
Principiul 1 al termodinamicii
Lege generala a conservarii energiei si postuleaza ca energia unui sistem izolat se conserva dU=Q-L
26
Conventie principiu 1
Q>0 daca sistemul primeste caldura din ext | L>0 daca sistemul cedeaza energie mediului prin efectuarea de lucru mecanic(volumul sistemului creste)
27
Energia interna
Energia totala a unui sistem. Egala cu suma energiilor cinetice (miscari translatie, rotatie, vibratie) si energiilor potentiale, precum si a energiilor intramoleculare(leg chimice) si intraatomice. Energia interna nu include energia cinetica si potentiala a sistemului, luat ca intreg, in raport cu exteriorul.
28
Ce fel de proprietate este energia interna?
Proprietate extensiva
29
Transformare lucru mecanic in caldura si invers
Lucrul mecanic se poate transforma integral in caldura, dar caldura se poate transforma doar partial in lucru mecanic.
30
Principiul 2 al termodinamicii
Identifica procesele in care energia interna se conserva in mod spontan
31
Entropia
Masura a dezordinii moleculare, permite sa se aprecieze daca o stare poate fi atinsa din alta in mod spontan sau nu. Este o functie de stare.
32
Formula entropie
dS=dQrev/T
33
Care este starea de echilbru pentru un sistem izolat
Starea de entropie maxima
34
Entropia totala a unui sistem
-ramane constanta in procesele reversibile -creste in procesele ireversibile NU SCADE NICIODATA
35
Starea de entropie minima
Acea stare macroscopica care cu care este asociata o singura stare microscopica, W=1 si S=0. Aceatsta trebuie sa fie o stare de ordine totala, deci de cristal idel. S va avea o valoare foarte mica. Intr-un sistem total dezordonat S va avea o valoare maxima
36
Entropia cand un sistem primeste caldura
In acest caz entropia creste deoarece agitatia termica se intensifica, in sens invers, aceasta scade daca sistemul cedeaza caldura
37
Entropia intr-un sistem neizolat
Variza atat datorita proceselor care au loc in interiorul sistemului, cat si datorita schimburilor de caldura cu exteriorul.
38
Ce fel de sisteme sunt organismele vii
Deschise
39
Potentiale termodinamice
Combinatii liniare ale unor functii termodinamice de stare, cum ar fi U sau S Acestea sunt:-Entalpia -Energia libera -Entalpia libera
40
Entalpia
Pentru procesele care au loc in atmosfera libera, conditii izobare. Se foloseste in locul energie interne in acest caz H=U+pV Q=dH dH=caldura de reactie
41
Variatia entalpiei in procese izobare
dH>0sistemul primeste caldura (reactii endoterme) | dH<0 sistemul cedeaza caldura(reactii exoterme)
42
Energia libera
F=U-TS Din energia interna a unui sistem in conditii izoterme, numai o parte poate fi convenita in lucru mecanic In procesele reversibile TdS=Q, deci sistemul efectueaza lucru mecanic maxim posibil In procesele ireversibile, lucru mecanic mai mic
43
Energia libera in sist izolate
unde dU=0si L=0, avem dF<=0 si dS>=0
44
In ce sens decurg toate procesele care au loc in sisteme izolate
In sensul cresterii entropiei si al scaderii energiei libere | La echilibru termodinamic, entropia atinge un maxim, iar energia libera un minim
45
Entalpia libera(energie libera Gibbs)
G=U-TS+pV=H-TS=F+pV | In conditii izobare si izoterme
46
Sensl proceselor izoterme si izobare
Este cea pentru care entalpia libera a sistemului scade(dG<0) La echilibru dG=0, iar entalpia libera este minima
47
Fluxul termodinamic
Reprez variatia in unitatea de timp a cantitatilor de substanta, caldura, electricitate
48
Tipuri de fluxuri
-influxuri- daca deplasarea se face spre interiorul sistemului -efluxuri- daca deplasarea se face spre exteriorul sistemului Ca urmarea existentei unui gradient al unui parameru intensiv de stare, iar sensul fluxurilor este orientat astfel incat sa conduca la anularea gradientului respectiv
49
Sistemele biologice
Sunt sisteme termodinamice deschise, iar procesele biologice sunt procese termodinamice ireversibilie
50
Starea de echilibru termodinamic
- inceteaza toate procesele din sistem(toate fluxurile sunt nule) - inceteaza producerea de entropie - valoarea de entropie devine si ramane maxima
51
Starea stationara
Daca sistemul nu este izolat cair constrangerile externe sunt permanente si invariabile, starea de echilibru nu mai poate fi atinsa. Apare starea stationara de neechilibru, starea de echilibru dinamic. Toate marimile caracteristice nu mai variaza , ci raman constante in timp
52
Ce face un sistem aflat in stare stationara de neechilibru?
Elimina in exterior toata entropia care se produce prin procesele spontane interne, entropia sa ramanand astfel constanta.
53
Prin ce se realizeaza starea stationara
Mecanisme homeostatice.
54
Procese cuplante
Procese prin care creste entropia(procese entropice)
55
Procese cuplate
Procese prin care entropia scade(antientropice)
56
Entropia organismului viu
Entropia lui scade pe seama cresterii entropiei mediului. Organismele vii preiau din mediu molecule complexe cu entropia scazuta si elimina in exterior molecule simple ce rezulta din arderea acestora