А. Формы работы

Различают следующие формы энергии: механическую, электрическую, химическую и энергию излучения. При этом работа и энергия — взаимосвязанные величины. Обе величины, энергия и работа, измеряются в джоулях (1 Дж = 1 Н×м). Устаревшая единица — калория (кал, 1 кал = 4,187 Дж). Свободная энергия определяется как та часть энергии системы, которая может производить работу.

Система в состоянии производить работу, когда она переходит из начального состояния в конечное с уменьшением энергии (химического потенциала). Это абстрактное положение наиболее наглядно демонстрируется на примере совершения механической работы (1): благодаря силе земного притяжения энергия предмета (потенциальная механическая энергия), в данном случае энергия воды, тем выше, чем дальше этот предмет удалён от центра Земли. Перепад высот между высокой и низкой точками определяется как разность потенциалов (ΔP). Поток воды самопроизвольно устремляется вниз, по градиенту потенциала, и при этом совершает работу, например вращает колесо водяной мельницы. Совершаемая работа может рассматриваться как функция двух величин: фактора интенсивности или разности потенциалов, то есть «движущей силы» процесса (в приведённом примере высоты водопада), и фактора ёмкости, то есть массы вещества (в данном случае массы падающей воды). В случае совершения электрической работы (2) фактор интенсивности — электрическое напряжение, т. е. разность электрических потенциалов источника тока и «земли», а фактор ёмкости — величина заряда.

Превращение энергии в биохимических реакциях следует тем же закономерностям.

Определённые вещества или группы веществ обладают высоким химическим потенциалом. При биохимических реакциях образуются конечные продукты с низким химическим потенциалом. Разность химических потенциалов («движущая сила» биохимической реакции) соответствует изменению свободной энергии (ΔG). Фактором ёмкости в данном случае является количество вещества (в молях).


Основы биохимии. Физическая химия / Энергетика

Статьи раздела «Энергетика»:

Следущая статья   |   — Вернуться в раздел


Металлы, которые всегда с тобой / Металлы, находящиеся в незначительных количествах внутри живого организма, называют микроэлементами. Это не случайные примеси, а важнейшие составляющие биологически активных веществ: они обеспечивают нормальный ход биохимических процессов, стимулируют обмен веществ, активно участвуют в кроветворенииМеталлы, которые всегда с тобой
Металлы, находящиеся в незначительных количествах внутри живого организма, ...
Ультразвук. Физико-химическое и биологическое действие / Монография посвящена одной из актуальнейших проблем современной биофизики — биофизике и биофизической химии ультразвуковых волн. В ней обобщён большой экспериментальный материал, накопленный за последние годы в этой новой области знания. В книге рассматриваются преимущественно наиболее важные процесУльтразвук. Физико-химическое и биологическое действие
Монография посвящена одной из актуальнейших проблем современной биофизики — ...
Оплодотворение / Книга представляет собой сводку новейших данных по морфологии и физиологии оплодотворения, где рассматриваются структура яйца и его оболочки, изменения, наступающие при оплодотворении, дыхание и обмен яйца, активность ферментов, вопрос о полиспермии и оплодотворении смесью спермы. Предназначена для Оплодотворение
Книга представляет собой сводку новейших данных по морфологии и физиологии ...
Откровенная наука. Беседы с корифеями биохимии и медицинской химии / Книга И. Харгиттаи состоит из 36 бесед с выдающимися учёными XX века, работавшими в области биохимии, медицинской химии и смежных дисциплин, многие из которых были удостоены Нобелевской премии. Среди них: один из создателей модели пространственной структуры ДНК («двойной спирали») Джеймс Уотсон; одиОткровенная наука. Беседы с корифеями биохимии и медицинской химии
Книга И. Харгиттаи состоит из 36 бесед с выдающимися учёными XX века, работавшими в ...