4. Живые организмы как отрытая термодинамическая система. Стационарное состояние биологических систем. Принцип минимума производства энтропии. Теорема Пригожина.

Стационарное состояние– состояние, при котором параметры системы при взаимодействии с окружающей средой не меняются с течением времени.

Живые организмы – открытые ТД системы, далеки от равновесного и не находящиеся в стационарном состоянии.

Несмотря на то, что в стационарном состоянии необратимые процессы, протекающие в системе увеличивают энтропию, энтропия не изменяется и чтобы понять это противоречие:

Изменение энтропии:

∆S = ∆S_i+∆S_e

∆S_i – изменение обусловленное необратимыми процессами в системе

∆S_e– вызвано взаимодействием системы с внешними телами

Необратимость процессов приводит к ∆S_i>0

Стационарность состояния к ∆S=0, следовательно, ∆S_e=∆S-∆S_i<0 или ∆S_e=-∆S_i

В изолированной системе не могут протекать такие процессы, которые приводят к уменьшению энтропии системы ( еще одна формулировка второго начала тд)

Согласно принципу Пригожина в системе при стационарном состоянии внутренние необратимые процессы протекают так, что ежесекундный прирост S минимален это означает что система не может выйти из стационарного состояния за счет внутреннего необратимого процесса.При изменении внешних условий система переходит из одного стационарного состояния в другое, т. е. адаптируется к внешним условиям.

Принцип минимума производства энтропии – в стационарном состоянии системы скорость возникновения энтропии вследствие необратимых процессов имеет минимальное значение при данных внешних условиях, препятствующих достижению системой равновесного состояния (∆S_i/∆t>0 минимальна)

5. Электрическое поле. Напряженность и потенциал электрического поля.

Электрическое поле – особый вид материи, образующийся вокруг заряженных частиц. Силовые линии напряженности эл. поля – линии, касательные к которым в каждой точке совпадают с вектором Е. По их направлению можно судить где – и +

Для однородного эл. поля линии параллельны вектору Е.

Силоваяхар-ка – вектор напряженности

∆А = F*∆l*_cosα = E_q∆l_cosα= E₁q∆l

Напряженность эл. поля -  векторная физическая величина, характеризующая электрическое поле в данной точке и численно равная отношению силы действующей на неподвижныйпробный заряд, помещенный в данную точку поля, к величине этого заряда 

.

Потенциал эл. поля - скалярная энергетическая характеристика электростатического поля, характеризующаяпотенциальную энергию поля, которой обладает единичный заряд, помещённый в данную точку поля. 

Э лектростатический потенциал равен отношению потенциальной энергии взаимодействия заряда с полем к величине этого заряда:

6. Магнитное поле. Индукция магнитного поля. Напряженность магнитного поля

Магнитное поле – особый вид материи, оказывающий воздействие на движение электрических зарядов и образованный движением эл. зарядами.

Силовые характеристики – индукция, магнитный поток.

Энергетические характеристики – напряженность H

М агни́тнаяинду́кция   — векторная величина, являющаяся силовой характеристикой магнитного поля (его действия на заряженные частицы) в данной точке пространства. Определяет, с какой силой   магнитное поле действует на заряд  , движущийся со скоростью  .

Н апряжённость магнитного поля (стандартное обозначение Н) — векторная физическая величина, равная разности вектора магнитной индукции B и вектора намагниченности M.

гдеμ – магнитная постоянная