Электропроводимость электролитов

Уравнение Бернулли

Уравнение Бернулли формулируется следующим образом: При стационарном течении идеальной жидкости полное давление, равное сумме статического, динамического и гидростатического давлений, одинаково во всех поперечных сечениях трубки тока.(дополнить!!!)
14. .Модели кровообращения (механическая, электрическая).
В качестве механической модели можно рассматривать замкнутую систему из множества разветвленных горизонтальных трубок с эластичными стенками, движение жидкости в которых происходит под действием ритмически работающего поршня насоса.
Электрической моделью сердца может быть представленная на рисунке электрическая схема. Генератор электрического напряжения (ГЕН) служит аналогом мышечного источника энергии сердца. Диод (Д) — выпрямитель — аналог аортального клапана. Конденсатор (С) накапливает заряд, а затем разряжается на сопротивление R(x). Роль конденсатора играет аорта, aR(x) периферическая сосудистая система, ее гидравлическое сопротивление X, L характеризует инерционные свойства электрической цепи, что является аналогом массы ударного объема крови.

РАБОТА И МОЩНОСТЬ СЕРДЦА, ЭНЕРГИЯ МАССЫ ДВИЖУЩЕЙСЯ КРОВИ
Работа, совершаемая сердцем, затрачивается на преодоление сил давления и сообщение крови кинетической энергии.
Цикл работы сердца
Здоровое сердце ритмично и без перерывов сжимается и разжимается. В одном цикле работы сердца различают три фазы:
Наполненные кровью предсердия сокращаются. При этом кровь через открытые клапаны нагнетается в желудочки сердца (они в это время остаются в состоянии расслабления). Сокращение предсердий начинается с места впадения в него вен, поэтому устья их сжаты и попасть назад в вены кровь не может.
Происходит сокращение желудочков с одновременным расслаблением предсердий. Трёхстворчатые и двустворчатые клапаны, отделяющие предсердия от желудочков, поднимаются, захлопываются и препятствуют возврату крови в предсердия, а аортальный и лёгочный клапаны открываются. Сокращение желудочков нагнетает кровь в аорту и лёгочную артерию.
Пауза (диастола) короткий период отдыха этого органа. Во время паузы из вен кровь попадает в предсердия и частично стекает в желудочки. Когда начнётся новый цикл, оставшаяся в предсердиях кровь будет вытолкнута в желудочки — цикл повторится.
Один цикл работы сердца длится около 0,85 сек., из которых на время сокращения предсердий приходится только 0,11 сек., на время сокращения желудочков 0,32 сек., и самый длинный — период отдыха, продолжающийся 0,4 сек. Сердце взрослого человека, находящегося в покое, работает в системе около 70 циклов в минуту.
Автоматизм сердца
Автоматизм — способность сердца возбуждаться под влиянием импульсов, возникающих в кардиомиоцитах без внешних раздражителей. В физиологических условиях наивысшим автоматизмом в сердце обладает САУ, поэтому его называют автоматическим центром первого порядка.
Регуляция работы сердца
Работа сердца регулируется при помощи миогенных, нервных и гуморальных механизмов.
Нервная система регулирует частоту и силу сердечных сокращений: (симпатическая нервная система обуславливает усиление сокращений, парасимпатическая — ослабляет).
15. Термодинамическая система – тело или группа тел, находящихся во взаимодействии, мысленно или реально обособленные от окружающей среды. Гомогенная система – система, внутри которой нет поверхностей, разделяющих отличающиеся по свойствам части системы (фазы).
Гетерогенная система – система, внутри которой присутствуют поверхности, разделяющие отличающиеся по свойствам части системы.
Фаза – совокупность гомогенных частей гетерогенной системы, одинаковых по физическим и химическим свойствам, отделённая от других частей системы видимыми поверхностями раздела.
Изолированная система – система, которая не обменивается с окружающей средой ни веществом, ни энергией.
Закрытая система – система, которая обменивается с окружающей средой энергией, но не обменивается веществом.
Открытая система – система, которая обменивается с окружающей средой и веществом, и энергией. Совокупность всех физических и химических свойств системы характеризует её термодинамическое состояние. Все величины, характеризующие какое-либо макроскопическое свойство рассматриваемой системы – параметры состояния.
Обратимый процесс – процесс, допускающий возможность возвращения системы в исходное состояние без того, чтобы в окружающей среде остались какие-либо изменения.
Равновесный процесс – процесс, при котором система проходит через непрерывный ряд равновесных состояний.
Энергия – мера способности системы совершать работу; общая качественная мера движения и взаимодействия материи. Энергия является неотъемлемым свойством материи. Различают потенциальную энергию, обусловленную положением тела в поле некоторых сил, и кинетическую энергию, обусловленную изменением положения тела в пространстве.
Внутренняя энергия системы – сумма кинетической и потенциальной энергии всех частиц, составляющих систему. Можно также определить внутреннюю энергию системы как её полную энергию за вычетом кинетической и потенциальной энергии системы как целого.
16. 1-е начало термодинамики:количество теплоты, переданное системе, идет на изменение внутренней энергии системы и совершение системой работы. Его также называют законом сохранения энергии: энергия в изолированной системе не возникает и не исчезает,а лишь переходит из одной формы в другую в строго эквивалентных количествах.Его следствием является невозможность создания вечного двигателя 1-го рода- машины, которая бесконечно долго совершает внешнюю работу без подвода энергии из вне. В зависимости от протекания все процессы в такой системе можно разделить на:
1. изохорические процессы- протекают при постоянном объеме ( V=const), следовательно Q= U
2.Изобарические процессы-протекают при постоянном давлении(p=const), следовательно Q= U + p V
3.Изотермические процессы – протекают при постоянной температуре (T= const).
Величина U+pV получила название –энтальпии(H)-функция состояния системы, приращение которой равно теплоте, полученной в изобарном процессе. В термодинамической системе выделяющуюся теплоту химической реакции (экзотермический процесс), следует рассматривать как уменьшение энтальпии системы (),а поглощение системой энергии (эндотермический процесс)- как ее увеличение ().
Следствием из первого начала термодинамики является закон, сформулированный русским химиком Гессом(1840). Закон Гесса: тепловой эффект реакции не зависит от пути ее протекания и определяется начальным и конечным состоянием системы.
17. Второй закон термодинамики сформулировн на основании обобщения опытных данных и определяет направление протекание процесса: теплота не может самопроизвольно переходить от тела с меньшей температурой к телу с большей температурой(формулировка Клаузиса) или невозможен вечный двигатель второго рода- такой периодический процесс, единственный результатом которого было бы превращение теплоты в работу вследствие охлаждения тела (формулировка Томсона).
Энтропия(S) – термодинамическая функция состояния, которая служит мерой неупорядоченности расположения частиц системы. Любой самопроизвольный процесс в изолированной системе может протекать лишь в том случае, когда он характеризуется увеличением энтропии. (в равновесии энтропия постоянна). S 0
C учетом понятия энтропии 2-е начало термодинамики можно сформулировать так: энтропия изолированной системы возрастает в необратимых реакциях и остается неизменной в обратимых термодинамических процессах: S
Это означает, что при необратимых процессах часть внутренней энергии системы рассеивается в виде тепла и не может быть использована на совершение работы. Энтропия служит своеобразной мерой «качества энергии»: чем больше изменение энтропии в процессе преобразования данной энергии в работу,тем ниже КПД.Для оценки возможности самопроизвольного протекания той или иной химической реакции необходимо учитывать два фактора: энтальпийный, связанный с уменьшением энтальпии системы, и энтропийный,обусловленный увеличением беспорядка в системе вследствие росттта ее энтропии. Разность этих термодинамических факторов явввляееется функцией состояния системы, называемой свободной энергией Гиббса(G,Дж): G= H-T S
18. Для биологии и медицины особый интерес представляют открытые неравновесные системы,находящиеся в стационарном состоянии(взрослый организм). Для таких систем характерно постоянство энтропии S=0,хотя в системе протекают необратимые процессы(теплоотдача), которые сопровождаются увеличением энтропии. Баланс энтропии живой системы необходимо рассматривать в виде: S= S_i + S_e. В организме постоянно разрушаются сложные молекулы, что должно приводить к уменьшнию его упорядоченности, однако благодаря поступлению свободной энергии извне организм непрерывно восстанавливает нарушаемый порядок. Восстанавливаются не те же молекулы биополимеров,а создаются новые, идентичные разрушенным. Характерный для жизни порядок может поддерживаться только за счет непрерывной компенсации внутренней продукции энтропии внешним потоком отрицательной энтропии. Используя его биологическая система способна обновляться и этим тормозить переход в состояние термодинамического равновесия. Для Стационарных состояний сформулирован принцип минимума производства энтропии(И.Пригожин): в стационарном состоянии системы скорость энтропии вследствие необратимых процессов имеет минимальное значение при данных внешних условиях min
Таким образом, поддержание гомеостаза требует от живых организмов минимального потребления энергии.
19.Комплекс механизмов, направленных на поддержание постоянной температуры тела, называется терморегуляцией. Она обеспечивает постоянную высокую интенсивность обменных реакций у гомойтермных организмов. В теплокровном организме различают внутреннюю зону-ядро, коорая характеризуется стабильной температурой и наружную зону-оболочку. Постоянство температуры тела возможно только при равенстве теплопродукции и теплоотдачив организме,что достигается механизмом терморегуляции. Удельная теплоемкость вещества показывает, какое количество теплоты необходимо, чтобы изменить температуру единицы массы данного вещества на 1°С.
Единица удельной теплоемкости в системе СИ:
[c] = 1Дж/кг·градусС.
Удельную теплоемкость данного вещества можно приближенно считать постоянной величиной.
У разных веществ удельная теплоемкость имеет разные значения.
Если одинаковым по массе телам из разных веществ передать одно и то же количество теплоты, то они нагреются до разной температуры. Вещество с меньшей теплоемкостью нагреется сильнее,
а вещество с большей теплоемкостью - слабее.
20.Электрическое поле есть разновидность материи, посредством которой осуществляется силовое воздействие на электрические заряды, находящиеся в этом поле.
Силовой характеристикой электрического поля является напряженность, равная отношению силы, действующей в данной точке поля на точечный заряд, к этому заряду: = /q. Напряженность- вектор,направление которого совпадает с направлением силы, действующей в данной точке поля на положительный точечный заряд.
Работа сил электростатического поля(электрического поля неподвижных зарядов) не зависит от траектории, по которой перемещаются заряды в этом поле.Поля, обладающие такими свойствами, называются потенциальными. ЭКВИПОТЕНЦИАЛЬНАЯ ПОВЕРХНОСТЬ, поверхность, во всех точках которой потенциал электрического поля имеет одинаковое значение j= const. На плоскости эти поверхности представляют собой эквипотенциальные линии поля. Используются для графического изображения распределения потенциала.
Эквипотенциальные поверхности замкнуты и не пересекаются. Изображение эквипотенциальных поверхностей осуществляют таким образом, чтобы разности потенциалов между соседними эквипотенциальными поверхностями были одинаковы. В этом случае в тех участках, где линии эквипотенциальных поверхностей расположены гуще, больше напряженность поля.
21. Воздействие переменными (импульсными) токами
Действие переменного тока на организм зависит от его частоты. При низких, звуковых и ультразвуковых частотах ток, вызывает раздражающее действие на биологические ткани. Оцениваются эти действия:порогом ощутимого тока и порогом неотпускающеготока.Это обусловлено смещением ионов растворов электролитов, их разделением, изменением их концентрации в разных частях клетки и межклеточного пространства. Воздействие переменным магнитным полем.
В проводящих телах, находящихся в переменном магнитном поле, вследствие эл/м индукции возникают вихревые токи. Они могут использоваться для прогревания биологических тканей и органов. Такой метод называется индуктотермия. При ней количество теплоты, выделяющееся в тканях, пропорционально квадратам частоты и индукции переменного магнитного поля и обратно пропорционально удельному сопротивлению. Поэтому сильнее будут нагреваться ткани, богатые сосудами(мышцы). Чаще применяют местное воздействие, используя спирали или плоские свернутые кабели Воздействие переменным электрическим полем.

Действие переменного (гармонического) тока на организм при низких, звуковых и ультразвуковых частотах оценивается следующими пороговыми значениями: порогом ощутимого тока и порогом неотпускающего тока.
Порогом ощутимого тока называют наименьшую силу тока, раздражающее действие которого ощущает человек. Если увеличивать силу тока от порога ощутимого его значения, то можно вызвать такое сгибание сустава, при котором человек не сможет самостоятельно разжать руку и освободиться от проводника - источника напряжения. Минимальную силу этого тока называют порогом не отпускающего тока. Токи меньшей силы являются отпускающими. Порог неотпускающего тока - важный параметр, его превышение может быть губительным для человека 65 воздействие электромагнитными волнами

Слабые электромагнитные поля (ЭМП) мощностью сотые и даже тысячные доли Ватт высокой частоты для человека опасны тем, что интенсивность таких полей совпадает с интенсивностью излучений организма человека при обычном функционировании всех систем и органов в его теле. В результате этого взаимодействия собственное поле человека искажается, провоцируя развитие различных заболеваний, преимущественно в наиболее ослабленных звеньях организма.

Наиболее негативное свойство электромагнитных сигналов в том, что они имеют свойство накапливаться со временем в организме.
22. Гальванизация – применение с лечебно-профилактическими целями постоянного непрерывного электрического тока невысокого напряжения (30-80 В) и небольшой силы (до 50 м А), называемого гальваническим.
Гальванический ток - постоянный электрический ток невысокого напряжения и небольшой силы.
Применение постоянного тока с лечебной целью для гальванизации в настоящее время постепенно сужается, уступая место электрофорезу — введению лекарственных веществ и организм через кожу или слизистые оболочки.
Лекарственный электрофорез - метод сочетанного воздействия на организм постоянного тока и вводимых с его помощью лекарственных веществ.
Механизмы лечебных эффектов
Лекарственные вещества в растворе диссоциируют на ионы и заряженные гидрофильные комплексы.
На количество введенного вещества и глубину его проникновения влияют следующие параметры:- сила тока;- концентрация препарата;- длительность процедуры;- физиологическое состояние кожи.

Электропроводимость электролитов

Биологические жидкости являются электролитами, электропроводимость которых имеет сходство с электропроводимостью металлов: в обеих средах в отличие от газов носители тока существуют независимо от электрического поля. электропроводимость биологических тканей и жидкостей для постоянного тока
Биологические ткани и органы являются довольно разнородными образованиями с различными электрическими сопротивлениями, которые могут изменяться при действии электрического тока. Это обусловливает трудности измерения электрического сопротивления живых биологических систем.
Электропроводимость отдельных участков организма, находящихся между электродами, наложенными непосредственно на поверхность тела, существенно зависит от сопротивления кожи и подкожных слоев. Внутри организма ток распространяется в основном по кровеносным и лимфатическим сосудам, мышцам, оболочкам нервных стволов. Сопротивление кожи в свою очередь определяется ее состоянием: толщиной, возрастом, влажностью и т. п.
Электропроводимость тканей и органов зависит от их функционального состояния и, следовательно, может быть использована как диагностический показатель.
Под влиянием электрического поля ионы движутся с разной скоростью и скапливаются около клеточных мембран,образуя встречное электрическое поле,называемое поляризационным. Таким образом, первичное действие постоянного тока связано с движением ионов,их разделением, и изменением их концентрации в разных элементах тканей.

23. Переменный ток
Переме́нный ток (англ. alternatingcurrent) — электрический ток, который с течением времени изменяется по величине и направлению или, в частном случае, изменяется по величине, сохраняя своё направление в электрической цепи неизменным^[1].
Величина переменного тока, соответствующая данному моменту времени, называется мгновенным значением переменного тока.
Максимальное мгновенное значение переменного тока, которое он достигает в процессе своего изменения,называется амплитудой тока .