1.Тепловое излучение: физическая природа, законы Кирчгоффа, Больцмана, Вина, Планка. Теплоотдача: её вид. Расчёт количества энергии, излучаемой оргпнизмом человека за сутки.

Теплово́е излуче́ние — электромагнитное излучение с непрерывным спектром, испускаемое нагретыми телами за счёт их тепловой энергии.

Примером теплового излучения является свет от лампы накаливания.

Отношение излучательной и поглощательной способностей тел описывается законом излучения Кирхгофа. Из закона Кирхгофа следует, что нагретые тела при определенной температуре излучают преимущественно те длины волн, которые они при этой температуре сильнее поглощают, и наоборот.

закон Кирхгофа:

Отношение излучательной способности тела к его поглощатсльной способности не зависит от природы тела и для всех тел является одной и той же (универсальной) функцией от длины волны и температуры

Мощность теплового излучения объекта, удовлетворяющего критериям абсолютно чёрного тела, описывается законом Стефана — Больцмана.

Закон Стефана—Больцмана

Для получения интегральной (полной) светимости Ет абсолютно черного тела при температуре Т необходимо просуммировать (проинтегрировать) спектральные плотности по всем длинам волн. Полная (по всему спектру) излучательная способность абсолютно черного тела зависит только от его температуры:

(Ет)черн=

Полная излучательная способность абсолютно черного тела пропорциональна четвертой степени его температуры.

Закон смещения Вина:

Длина волны, на которую приходится максимум спектральной плотности энергетической светимости абсолютно черного тела, обратно пропорциональна его абсолютной температуре.

=

где: b - коэффициент пропорциональности, равный 2898 мкм*К.

лм- длина волны, на которую приходится максимум интенсивности

излучения.

В 1900 г. Планк, отказавшись от классических представлений о

непрерывности световых волн, высказал принципиально новую гипотезу о

том, что свет излучается и распространяется прерывно (дискретно)

порциями (квантами).

Используя законы статистической физики, Планк вывел функцию распределения энергии равновесного излучения абсолютно черного тела в единичном интервале длин волн, названной формулой Планка:

Формула Планка согласуется с опытными данными и, кроме того, из нее путем соответствующих преобразований можно получить формулы законов Стефана— Больцмана и Вина.

Идея Планка о прерывистости света была первым этапом создания новой физической теории — квантовой механики.

Расчёт количества энергии, излучаемой организмом человека за сутки:

С помощью измерителя температуры производится измерение температуры на кисти, лбу и передней поверхности грудной клетки.

На основании полученных данных находится среднее значение температуры, которая переводится в шкалу абсолютных температур.

Используя уравнение Стефана-Больцмана, рассчитывается количество тепловой энергии, излучаемой с единицы поверхности в единицу времени с указанных участков кожи поверхности тела.

По линейной формуле Дюбуа находится площадь поверхности кожных покровов испытуемого субъекта.

Зная величину площади поверхности тела и среднюю излучательную способность организма (диапазон нормальных значений: 1040 -1200 к.кал/сутки), рассчитывается энергия излучения со всей поверхности тела за сутки

Данные заносятся в протокол.

2. Клеточная мембрана: определение, функции мембран. Жидкостно-кристаллитическая модель. Количественные пропорции мембранных белков, липидов, углеводов. Латеральная диффузия белков, липидов. Искусственные мембраны. Липосомы.

Клеточная мембрана- Это ультратонкая плёнка на поверхности клетки или клеточной органеллы, состоящая из бимолекулярного слоя липидов с встроенными белками и полисахаридами.

Существуют три основные функции биологических мембран:

барьерная — обеспечивает селективный, регулируемый, пассив­ный и активный транспорт веществ;

матричная — обеспечивает определенное взаимное расположе­ние и ориентацию мембранных ферментов относительно суб­стратов с целью реализации их оптимального взаимодействия;

механическая — обеспечивает прочность и автономность клетки

и внутриклеточных структур.

С учетом этого биологические мембраны опосредуют:

синтез АТФ на внутренних мембранах митохондрий и фото­синтез в мембранах хлоропластов;

генерацию и проведение биопотенциалов;

рецепторную (механическая, акустическая, обонятельная, зри­тельная, химическая, терморецепция — мембранные процес­сы) и многие другие функции.

В состав плазматической мембраны входят липиды, белки и углеводы. Соотношение между липидами и белками может значительно варьировать в различных клетках.

Липиды мембраны бывают трех видов: глицерофосфолипиды, сфингофосфолипиды и стероиды (холестерол).

Согласно современной жидкостно-мозаичной модели мембраны (модель Сингера и Николсона), липидный бислой является основой мембраны. Молекулы фосфолипидов расположены в нём так, что их длинные оси параллельны и ориентированы перпендикулярно к поверхности мембраны. Мембрана сохраняется в жидком состоянии благодаря температуре клетки и химическому составу жирных кислот.

Белки мембраны подразделены на два вида. Молекулы первого типа являются гидрофильными. Эти белки, называемые периферическими, соединены с поверхностью мембраны сравнительно слабыми электростатическими силами. Белки второго вида имеют как гидрофильные, так и гидрофобные группы. Их молекулы более или менее погружены в мембрану, и удерживаются в ней более прочными гидрофобными силами. Некоторые белки пронизывают мембрану от ёё внутренней до внешней поверхностей - интегральные белки

Латеральная диффузия - это хао­тическое тепловое перемещение молекул липидов и белков в плоскос­ти мембраны. При латеральной диффузии рядом расположенные молекулы липидов скачком меняются местами и вследствие таких последовательных перескоков из одного места в другое молекула перемещается вдоль поверхности мембраны.