8. Термодинамикалық жүйе ұғымына анықтама бер.

Термодинамика – энергияның бір түрден екінші түрге ауысуы туралы ілім, ол термодинамика заңдарына негізделген. Термодинамика табиғаттың қандай екеніне немесе оның механизміне жауап бермейді. Ол процестердің тек энергетикалық жағын зерттейді.

Тірі организм мен барлық тіршілік процестері бір бірімен тығыз байланысты, өйткені организм мен қоршаған орта энергетикалық балансы өзгеріп отырады.

Термодинамикалық жүйе - бір-бірімен және сырткы ортамен энергия және зат алмаса алатын макроскопиялык денелер мен өрістердің жиынтығы. Кез келген объектілердің жиынтығы термодинамикалық жүйе деп аталады. Жүйелердің мысалдары ұяшық ретінде бола алады: жүрек, дене, биосфера және т.б.

9. Термодинамикалық жүйенің қандай түрлерін білесіз, оларға мысал келтіріңіз.

Кез келген объектілердің жиынтығы термодинамикалық жүйе деп аталады. Жүйелердің мысалдары ұяшық ретінде бола алады, жүрек, дене, биосфера және т.б.

Қоршаған ортамен өзара байланысты термодинамикалық жүйелердің үш түрі бар:

оқшауланған жүйелер - сыртқы ортамен қарым-қатынаста болмайды, энергия да зат та алмаспайды. Нақты әлемде мұндай жүйелер жоқ, бірақ оқшауланған жүйесінің тұжырымдамасы негізгі термодинамикалық принциптерін түсіну үшін пайдаланылады.

жабық жүйелер қоршаған ортамен энергияны алмасады. Мұндай жүйенің мысалы, жабық термос.

ашық жүйелер қоршаған ортамен энергия мен зат алмасады. Барлық тірі ағзалар - ашық термодинамикалық жүйелер болып табылады.

1. Егер жүйе энергия мен де затпен де алмаспаса ол мәңгі сақталып қалады. Бірақ бұл жүйе дамымайды, өспейді, өзгермейді, эволюцияланбайды. Оқшауланған жүйе жоқ болса да, теорияда болады.

2. Жабық жүйе ұзақ уақыт бойы биоинформацияны сақтай алады. Оларға вирустарды, спораларды, шартты түрде космостық кемені де жатқызуға болады.

10. Оқшауланған термодинамикалық жүйеге мысал келтіріңіз.

Термодинамикалық жүйе деп қоршаған ортадан бөлініп алынған денені немесе денелер тобын айтады. Жүйенің өзін коршаған ортамен қатынасы энергияның механикалық, жылулық немесе басқа да түрлерімен және затпен алмаскан мезеттерде жүзеге асады. Егер осы айтылғандардың бірде-бірі жүзеге аспаса, онда мұндай системаны оқшауланған жүйе дейді. Ал жүйе мен оны қоршаған орта арасындағы қатынас энергия түрлері арқылы жүзеге асып, онда зат қатынаспаса (алмаспаса), жабық, кейде тұйықталған жүйе деп атайды. Системадан шығатын зат та, энергия түрлері де оны қоршаған ортамен алмасса және бұл құбылыс кері бағытта да жүретін болса, оларды ашық жүйе дейді.

Мысалы, оқшауланған системаларда жылудың да, жұмыстың да өзгерісі болмайтындықтан, термодинамиканың бірінші заңы былай өрнектеледі:

dU = 0 (U = соnst)

яғни оқшауланған системалардағы ішкі энергия тұрақты шама.

Ашық системалар үшін, ішкі энергияның экстенсивтік шама және оның система массасына байланысты екенін ескерген жөн. Олай болса, термодинамиканың бірінші заңы ашық системалар үшін:

U = Q - A + Em және dU =  Q -  A + d Em

мұндағы Em системадағы масса өзгерісіне байланысты энергия.