Минимальная программа (1123298), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Единица измерения энтропии - Дж/К. Энтропия естьмера неупорядоченности системы: если энтропия растет, то это означает, что система стремится перейти всостояние с большей термодинамической вероятностью, то есть в состояние менее упорядоченное•Сформулируйте второй закон термодинамики.Второй закон термодинамики существует в двух формулировках. Первая формулировка (формулировкаКлаузиуса) звучит следующим образом: невозможен самопроизвольный переход тепла от тел с более низкойтемпературой к телам с более высокой температурой. Вторая формулировка (формулировка Томсона)говорит о том, что невозможно создание вечного двигателя ĪĪ рода, то есть такого циклического процесса, врезультате которого всё поглощенное системой тепло расходовалось бы на совершение работы.
Согласновторому закону термодинамики, энтропия изолированной системы в необратимом процессе возрастает,а в обратимом процессе остается неизменной. Энтропия – это функция состояния системы,дифференциал которой в бесконечно малом обратимом процессе равен отношению бесконечно маломуколичеству тепла, сообщенного системе, к абсолютной температуре последней (ΔS=ΔQ:T ).
Единицаизмерения энтропии - Дж/К. Энтропия есть мера неупорядоченности системы: если энтропия растет, то этоозначает, что система стремится перейти в состояние с большей термодинамической вероятностью, то есть всостояние менее упорядоченное. Из второго закона термодинамики следует вывод: при постояннойтемпературе тепловую энергию невозможно превратить в механическую работу.
Так как тепловая энергияобусловлена хаотическим движением частиц, то сумма векторов скорости этих частиц в любомнаправлении равна нулю. В механическую же работу можно превратить только ту энергию, котораяпредставляет собой однонаправленное движение тел (кинетическую энергию летящего тела, энергиюдвижущихся ионов или электронов в электрическом поле).•Сформулируйте постулат Пригожина.Постулат И.П.
Пригожина состоит в том, что общее изменение энтропии dS открытой системы можетпроисходить независимо либо за счет процессов обмена с внешней средой (deS), либо вследствиевнутренних необратимых процессов (diS): dS=deS+diS.Энтропия может меняться : 1)за счет теплообмена (открытость); 2) например внутрисистема есть самоорганизация••Термодинамические условия осуществления стационарного состояния.-не должнобыть возникновения grad.Различие термодинамического и динамического равновесия.различие термодинамического и динамического равновесия заключается в том, что втермодинамическом постоянные термодинамические величины (давление,температура, объем), а продинамическое равновесие вспоминаем всякие горочки.
динамическое равновесие практически покойничего не меняется, все прнимает одно и то же значение в любой момент времение. стационарноесостояние- в сумме уравновешивание процессов (сколько пришло,столько и ушло)••Динамическое равновесие и стационарное состояние.Что такое термодинамическое сопряжение реакций в биологических системах?Явление, при котором один процесс энергетически обеспечивает протекание второго процесса,называется сопряжением. Процесс, который является источником энергии, называется сопрягающим.Процесс, на который тратиться энергия называется сопряженным.•Понятие обобщенных сил и обобщенных потоков.
Примеры.Название процессаНазвание потокаОбобщенная силаДиффузияПоток незаряженных частицГрадиент концентрации (dc/dx)ЭлектродиффузияПоток ионовГрадиент электрохимическогопотенциала (dμ/dx)Электрический токПоток электроновГрадиент электрическогопотенциала (dφ/dx)Течение жидкостиОбъемный потокГрадиент гидростатическогодавления (dP/dx)•Линейные соотношения и соотношения взаимности Онзагера.Теорию термодинамики линейных необратимых процессов сформулировал Онзагер. Экспериментальнойосновой этой теории являются феноменологические законы, которые устанавливают линейную зависимостьмежду потоками и силами их вызывающими . Допустим, что в системе имеются два потока – поток тепла (Φ1)и диффузионный поток массы (Φ2) и две обобщающие силы – разность температур X1 и разностьконцентраций X2. Согласно Онзагеру, в открытой системе каждый поток зависит от всех присутствующих сил,и наоборот, то естьΦ1 = L11X1 + L12X2Φ2 = L21X1 + L22 X2,где L12 и др.- коэффициенты пропорциональности между потоком 1 и силой 2 и т.д.Эти уравнения называются феноменологическими уравнениями Онзагера.
Они указывают на зависимостьвходных и выходных потоков, как от сопряженных, так и от несопряженных им сил. Как показал Онзагер,вблизи равновесия коэффициенты пропорциональности между потоками равны друг другу (L12 = L21). Иначеговоря, равное действие вызывает равную ответную реакцию. Например, тормозящее действие, котороеоказывает движущийся растворитель на растворенное вещество, равно сопротивлению, котороерастворенное вещество оказывает на растворитель.•Формулировка теоремы Пригожина.Стационарное состояние открытой системы характеризуется теоремой Пригожина: в стационарномсостоянии при фиксированных внешних параметрах скорость продукции энтропии в системе постоянна повремени и минимальна по величине.Если критерием эволюции системы в классической термодинамике является то, что энтропия длянеобратимых процессов в изолированной системе стремится к максимальной величине (критерийКлаузиуса), то в открытой системе производство энтропии стремится к минимуму (критерийПригожина).
Критерий Пригожина (Δψ>0) - критерий устойчивости – при отклонении от устойчивогосостояния Δψ<0. Это является доказательством того, что второй закон термодинамики выполняется в живойприроде.Из теоремы Пригожина следует, что, если система выведена из стационарного состояния, то она будетизменяться до тех пор, пока удельная скорость продукции энтропии не примет наименьшего значения. То естьпока диссипативная функция не достигнет минимума.••Критерии устойчивости стационарных состояний.- Критерии устойчивости.Основной смысл рассуждений при нахождении термодинамических критериевустойчивости стационарных состояний, далеких от равновесия, состоит в том, что приотклонении системы от устойчивого стационарного состояния в ней должнывозникнуть силы, стремящиеся вернуть ее в первоначальное положение.
Инымисловами, если величина избыточной продукции энтропии отрицательна, то неуст.Как связаны энтропия и информация в биологических системах?Связь между энтропией и информацией. Пусть задано макроскопическое состояние некоторой системы,то есть с определенной степенью точности указаны значения таких параметров, как объем, давление,температура, химический состав и т.п. Каждому макросостоянию системы соответствует набормикросостояний.
В микросостоянии точно заданы состояния всех частиц, входящих в систему. Для любоймакросистемы при температуре выше абсолютного нуля число микросостояний W, соответствующихданному макросостоянию, огромно. W называется статистическим весом или термодинамическойвероятностью данного макросостояния. согласно основному постулату статистической физики, все Wмикросостояний, соответствующие одному макросостоянию, имеют одинаковую вероятность. Знатьмикросостояние системы - значит знать о системе все! Величина W непосредственно связана сэнтропией. По формуле Планка-Больцмана S=klnW, где k - постоянная Больцмана (1,38×10-16эрг/град или3,31-24 кал/град). Количество информации, которое надо получить о системе, находящейся в данноммакросостоянии, чтобы однозначно определить ее микросостояние равноМолекулярная биофизика•Что происходит при переходе глобула-белок?В глобуле флуктуации плотности малы по сравнению с самой плотностью а радиус корреляциифлуктуаций плотности много меньше размеров всей макромолекулы.
Как правило, такоеобразовани обладает высокой биохимической активностью.При нагревании глобул происходит денатурация, плотное образование разрушается ибиохимическая активность исчезает. Говорят, что глобула превращается в клубок.Переход клубок - глобула является фазовым переходом типа конденсации.Марина: при переходе глобула-белок может происходить что угодно.
смотря что считать курией,а чтояйцом) просто в рубине считается что глобула круче белка, то етсь глобула не является четвертичнойструктурой белка,а что то выше там. и поэтому денатурация происходит, а в обратном пониманиеобразование связей)•Что называют кооперативными свойствами макромолекул? –свойствокооперироваться и образовывать единую систему.или под кооперативностьюподразумевается то, что атомы жестко связаны между собой ковалентными связями.если один атом начинает двигаться - он влечёт за собой движение остальных, в атомныхдвижениях прослеживается корреляция, кооперативность...Отсюда следуют, например собственные колебания белка вдоль определенного вектора,движение домена, как единого целого и денатурация по типу перехода "все или ничего"•Перечислите типы объемных взаимодействий молекул.Все взаимодействия между атомами независимо от их конкретной физическойприроды при формировании различных макромолекулярных структур и переходов между ними можно разделить на два типа: взаимодействия ближнего порядкамежду атомами соседних звеньев и дальние взаимодействия или объемные эффектымежду атомами, которые хотя и отстоят по цепи далеко друг от друга, но случайносблизились в пространстве в результате изгибания цепи.•Что называется конформационной подвижностью?-свойство принимать разныеконформационные состояния.
(Конформа́ция молекулы— пространственное расположениеатомов в молекуле определенной конфигурации, обусловленное поворотом вокруг одной или несколькиходинарных сигма-связей.•Метод молекулярной динамики.Понятие о гидрофобных взаимодействиях.Внедрение больших молекул в воду должно приводить к разрыву водородных связей, поэтомуэти молекулы выталкиваются (подобно маслу) из воды. Говорят, что они выталкиваются подвлиянием гидрофобных взаимодействий. Главной причиной гидрофобных взаимодействийявляется относительно большая величина водородных связей между молекулами воды.Гидрофобные взаимодействия не являются новым типом взаимодействий между молекулами.Это кооперативное проявление обычных вандерваальсовых взаимодействий и водородных связеймежду молекулами.или так: Согласно термодинамике, материя стремится к состоянию с минимальной энергией, асвязывание понижает химическую энергию.
Молекулы воды поляризованы и способны образовыватьмежду собой водородные связи, чем объясняются многие уникальные свойства воды. В то же время,гидрофобные молекулы не поляризованы и не способны образовывать водородные связи, поэтому водаотталкивает такие молекулы, предпочитая образовывать связи внутри себя. Именно этот эффектопределяет гидрофобное взаимодействие, называемое так не совсем корректно, так как его источникомявляется взаимодействие гидрофильных молекул воды между собой.[2] Так, две несмешивающиеся фазы(гидрофильная и гидрофобная) будут находиться в таком состоянии, где поверхность их контакта будетминимальной. Данный эффект можно наблюдать в явлении разделения фаз, происходящем, например,при расслоении водно-масляной эмульсии.•Энергетические условия стабилизация макромолекул.- минимум энергии Гиббса•Иерархия амплитуд и времен релаксации конформационных движений.•Какова роль воды в динамике белков?•Принципы метода люминесцентных меток и зондов.•Принципы метода ЭПР.•Принципы метода гамма-резонансной спектроскопии.•Принципы метода ЯМР высокого разрешения и импульсных методов ЯМР.•Схема Яблонского.•Принцип Франка-Кондона и законы флуоресценции.Принцип состоит в том, что электронные переходы являются настолькобыстрыми ( порядка 10 в минус 15 секунд) по сравнению с движением ядер вмолекуле (10 в минус 13), что за время электронного перехода относительноерасположение ядер и их кин.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
