Termodinamica Biologică - Introducere

Choose a study mode

Play Quiz
Study Flashcards
Spaced Repetition
Chat to Lesson

Podcast

Play an AI-generated podcast conversation about this lesson
Download our mobile app to listen on the go
Get App

Questions and Answers

Care dintre următoarele afirmații este adevărată despre starea de echilibru termodinamic?

  • Concentrația substanței este uniformă în sistem. (correct)
  • Sistemul este în continuă schimbare.
  • Entropia sistemului este la valoarea minimă.
  • Fluxul de substanță este constant în sistem.

Ce se întâmplă cu entropia unui sistem în starea staționară de neechilibru?

  • Scade constant.
  • Variază periodic.
  • Crește constant.
  • Rămâne constantă. (correct)

Care dintre următoarele afirmații este adevărată despre starea staționară?

  • Sistemul este izolat.
  • Entropia sistemului atinge valoarea maximă.
  • Este o stare de echilibru.
  • Toți parametrii sistemului sunt constanți în timp. (correct)

Ce se întâmplă cu entropia unui sistem deschis alimentat permanent cu substanță?

<p>Nu poate atinge valoarea maximă. (C)</p> Signup and view all the answers

Care este diferența dintre procesele cuplante și procesele cuplate?

<p>Procesele cuplante cresc entropia, iar procesele cuplate o scad. (D)</p> Signup and view all the answers

Ce relație există între rata de variație a entropiei prin schimburi cu exteriorul și rata de producere a entropiei interne într-un sistem aflat în stare staționară?

<p>Rata externă este mai mică decât cea internă. (B)</p> Signup and view all the answers

Ce este homeostazia?

<p>Un mecanism care menține constanți parametrii mediului intern al unui organism. (C)</p> Signup and view all the answers

Care dintre următoarele afirmații este adevărată despre procesele cuplate?

<p>Sunt procese ireversibile. (B)</p> Signup and view all the answers

Conform principiilor I și II ale termodinamicii, ce se întâmplă cu entropia unui sistem izolat în timp?

<p>Entropia crește în timp. (B)</p> Signup and view all the answers

Care dintre următoarele relații este corecta pentru entalpia liberă Gibbs (G)?

<p>G = U – TS + pV (A)</p> Signup and view all the answers

În ce condiții este utilizată entalpia liberă Gibbs pentru a studia procesele biologice și biochimice?

<p>La temperatură și presiune constante. (C)</p> Signup and view all the answers

Ce reprezintă scăderea entalpiei libere Gibbs (∆G < 0) într-un proces izobar și izoterm?

<p>Cantitatea maximă de lucru mecanic util care poate fi obținută. (B)</p> Signup and view all the answers

Ce se întâmplă cu entalpia liberă Gibbs (G) la echilibru termodinamic?

<p>Entalpia liberă Gibbs rămâne constantă la echilibru. (D)</p> Signup and view all the answers

Care dintre următoarele proprietăţi caracterizează o stare de echilibru termodinamic?

<p>Parametrii intensivi sunt constanţi în spaţiu. (C)</p> Signup and view all the answers

Ce este un flux termodinamic?

<p>Variația unei mărimi extensive în unitatea de timp. (A)</p> Signup and view all the answers

Care dintre următoarele afirmaţii descrie corect principiul I al termodinamicii?

<p>Energia unui sistem izolat se conservă. (D)</p> Signup and view all the answers

Ce tip de flux termodinamic apare atunci când particulele încărcate electric se mișcă?

<p>Flux de electricitate. (D)</p> Signup and view all the answers

Care dintre următoarele afirmații referitoare la principiul I al termodinamicii în contextul organismelor vii este adevărată?

<p>Organismele vii sunt sisteme deschise și energia este conservată în sistemul format din organism și mediul înconjurător. (D)</p> Signup and view all the answers

Care este sursa primară de energie pentru organismele vii?

<p>Radiația solară (B)</p> Signup and view all the answers

Care dintre următoarele este un exemplu de flux termodinamic?

<p>Transferul de căldură. (A)</p> Signup and view all the answers

Care dintre următoarele relaţii matematice descrie corect principiul I al termodinamicii?

<p>∆U = Q – L (A)</p> Signup and view all the answers

Ce organite celulare sunt implicate în captarea energiei solare de către plante?

<p>Cloroplaste (B)</p> Signup and view all the answers

Ce se întâmplă cu energia internă (U) a unui sistem când acesta primeşte căldură din exterior?

<p>Energia internă creşte. (C)</p> Signup and view all the answers

În ce organite celulare are loc scindarea moleculei de ATP pentru eliberarea energiei?

<p>Mitocondrii (B)</p> Signup and view all the answers

Care este condiţia pentru ca lucrul mecanic (L) să fie considerat pozitiv?

<p>Sistemul cedează energie mediului prin efectuarea de lucru mecanic. (D)</p> Signup and view all the answers

Un sistem termodinamic se află într-o stare staționară de neechilibru. Care dintre următoarele afirmații este adevărată?

<p>Parametrii locali sunt constanți în timp. (A)</p> Signup and view all the answers

Care dintre următoarele procese celulare necesită energie eliberată din scindarea moleculei de ATP?

<p>Transportul activ (B)</p> Signup and view all the answers

Ce este entropia?

<p>Măsura dezordinii într-un sistem (A)</p> Signup and view all the answers

Principiul I al termodinamicii explică de ce este imposibil să se construiască un perpetuum mobile de speța I. Care este definiția unui perpetuum mobile de speța I?

<p>O mașină care efectuează lucru mecanic fără a consuma combustibil sau altă formă de energie. (B)</p> Signup and view all the answers

Care dintre următoarele afirmații despre stările de echilibru termodinamic sunt adevărate? (Selectați toate răspunsurile corecte.)

<p>Sistemul este omogen. (A), Schimburile de energie și substanță între sistem și mediul înconjurător încetează. (C), Producerea de entropie este minimă. (D)</p> Signup and view all the answers

Ce se întâmplă când există un gradient de concentrație al unei substanțe între două compartimente separate de o membrană permeabilă?

<p>Se va produce un flux de particule de la concentrația mai mare la cea mai mică, până când concentrația se egalizează. (B)</p> Signup and view all the answers

Care dintre următorii parametri termodinamici este un parametru intensiv?

<p>Temperatura (B)</p> Signup and view all the answers

Ce se întâmplă cu două sisteme termodinamice cu temperaturi diferite, puse în contact?

<p>Se va produce un schimb de energie sub formă de căldură până la egalizarea temperaturilor (C)</p> Signup and view all the answers

Care dintre următoarele afirmații este adevărată în legătură cu principiul zero al termodinamicii?

<p>Două sisteme aflate în echilibru termic cu un al treilea sistem sunt în echilibru termic între ele. (D)</p> Signup and view all the answers

Care dintre următoarele este o formă de lucru mecanic?

<p>Comprimarea/dilatarea unui sistem (C)</p> Signup and view all the answers

Care este formula pentru calculul lucrului mecanic efectuat de un sistem la presiune constantă?

<p>dL = p dV (D)</p> Signup and view all the answers

Care dintre următoarele reprezintă o transformare termodinamică?

<p>Schimbarea parametrilor de stare ai unui sistem în timp (C)</p> Signup and view all the answers

Ce se înțelege prin 'proces termodinamic'?

<p>O schimbare a stării termodinamice a unui sistem (A)</p> Signup and view all the answers

În ce condiții este valabilă formula dL = p dV pentru calculul lucrului mecanic?

<p>Când sistemul se află într-o transformare infinitezimală (B)</p> Signup and view all the answers

Care dintre următoarele condiții trebuie îndeplinite simultan pentru ca un sistem să se afle în stare de echilibru termodinamic?

<p>Toate cele patru condiții: echilibru termic, echilibru mecanic, echilibru electrochimic și echilibru radiativ. (C)</p> Signup and view all the answers

Ce caracterizează un proces termodinamic de echilibru sau cvasistatic?

<p>Sistemul se află în orice moment într-o stare de echilibru, parametrii termodinamici variind infinit de lent. (C)</p> Signup and view all the answers

Care dintre următoarele afirmații este adevărată despre procesele termodinamice ireversibile?

<p>Procesele ireversibile sunt întotdeauna asociate cu frecare sau vâscozitate. (D)</p> Signup and view all the answers

Ce caracterizează o stare staționară de neechilibru?

<p>Parametrii de stare sunt constanți în timp dar există fluxuri de masă sau energie. (D)</p> Signup and view all the answers

Care dintre următoarele afirmații este adevărată despre relația dintre procesele reversibile și cvasistatice?

<p>Toate procesele reversibile sunt cvasistatice, dar nu toate procesele cvasistatice sunt reversibile. (C)</p> Signup and view all the answers

Care dintre următoarele exemple este un proces termodinamic ireversibil?

<p>Frecarea dintre două suprafețe. (B)</p> Signup and view all the answers

În ce condiții un sistem se află în echilibru termodinamic?

<p>Când toți parametrii de stare sunt constanți în timp și nu există fluxuri de masă sau energie. (D)</p> Signup and view all the answers

Care dintre următoarele afirmații este adevărată despre un proces cvasistatic?

<p>Un proces cvasistatic poate sau nu poate fi reversibil. (C)</p> Signup and view all the answers

Flashcards

Stările de echilibru termodinamic

Stări cu parametrii constanți în timp și maximă entropie.

Entropia termodinamică

Măsura dezordinii dintr-un sistem termodinamic.

Principiul I al termodinamicii

Energia totală a unui sistem izolat se conservă.

Formula principle I

∆U = Q – L, unde U este energia internă.

Signup and view all the flashcards

Stările staționare de neechilibru

Parametrii locali constanți, dar nu și intensivi; entropie minimă.

Signup and view all the flashcards

Energia internă (U)

Energia totală a unui sistem într-o stare dată.

Signup and view all the flashcards

Parametrii intensivi

Proprietăți independente de mărimea sistemului, constant în spațiu.

Signup and view all the flashcards

Lucru mecanic (L)

Energia cedată de sistem mediului înconjurător.

Signup and view all the flashcards

Sisteme deschise

Organismele care schimbă energie și materie cu mediul.

Signup and view all the flashcards

Radiația solară

Principala sursă de energie pentru biosferă.

Signup and view all the flashcards

Fotosinteza

Proces prin care plantele transformă CO2 și H2O în substanțe organice.

Signup and view all the flashcards

Cloroplaste

Organite care captează lumina pentru fotosinteză.

Signup and view all the flashcards

Mitocondrii

Organite care produc ATP utilizând produșii fotosintezei.

Signup and view all the flashcards

ATP (Adenozin trifosfat)

Molecula care stochează și transportă energia în celule.

Signup and view all the flashcards

Echilibru termodinamic

Stare în care toate forțele dintr-un sistem devin nule.

Signup and view all the flashcards

Gradient de concentrație

Diferența de concentrație care stabilește un flux de substanțe.

Signup and view all the flashcards

Cele 4 mărimi fundamentale

Lungime, masă, timp și temperatura sunt necesare pentru descrierea fenomenelor fizice.

Signup and view all the flashcards

Echilibru termic

Starea în care două sisteme au aceeași temperatură și nu mai există schimb de căldură.

Signup and view all the flashcards

Principiul zero al termodinamicii

Dacă două sisteme sunt în echilibru termic cu un al treilea, atunci sunt și între ele.

Signup and view all the flashcards

Schimb de căldură

Transferul de energie cauzat de diferența de temperatură dintre două sisteme.

Signup and view all the flashcards

Lucru mecanic

Efort realizat asupra unui sistem care determină deplasarea acestuia (ex: comprimare, dilatare).

Signup and view all the flashcards

Proces termodinamic

Schimbarea stării termodinamice a unui sistem când parametrii de stare variază în timp.

Signup and view all the flashcards

Echilibru mecanic

Când presiunea este aceeași în întregul sistem.

Signup and view all the flashcards

Procese cvasistatice

Procese în care sistemul rămâne într-o stare de echilibru în timpul schimbării lent.

Signup and view all the flashcards

Procese ireversibile

Procese în care sistemul nu revine la starea inițială după o schimbare.

Signup and view all the flashcards

Echilibru electrochimic

Când potențialul electrochimic este uniform în tot sistemul.

Signup and view all the flashcards

Procese reversibile

Când un sistem revine la starea inițială prin inversarea schimbărilor externe.

Signup and view all the flashcards

Stare staționară de neechilibru

Stare în care parametrii sunt constanți, dar există fluxuri de masă sau energie.

Signup and view all the flashcards

Entropie

Măsura dezordinii sau a aleatorietății într-un sistem izolat.

Signup and view all the flashcards

Energia liberă Gibbs

Energia disponibilă pentru a efectua lucru mecanic în condiții de temperatură și presiune constante.

Signup and view all the flashcards

Flux termodinamic

Variația în unitatea de timp a unor cantități (substanță, căldură) care traversează unitatea de arie.

Signup and view all the flashcards

Întreținerea entalpiei libere

Scăderea energiei libere Gibbs într-un proces spontan.

Signup and view all the flashcards

Forțe termodinamice

Forțele care conduc fluxurile de substanță și energie într-un sistem.

Signup and view all the flashcards

Influxuri și efluxuri

Influxuri sunt fluxurile care intră în sistem, efluxuri sunt cei care ies.

Signup and view all the flashcards

Entropie maximă

Stare în care entropia atinge valoarea maximă compatibilă cu condițiile externe și producerea de entropie se oprește.

Signup and view all the flashcards

Starea staționară

Stare în care parametrii sistemului nu variază, deși nu este echilibru.

Signup and view all the flashcards

Procese spontane

Procese prin care entropia într-un sistem crește (diS > 0).

Signup and view all the flashcards

Procese cuplante

Procese prin care entropia crește în sistem.

Signup and view all the flashcards

Procese antientropice

Procese prin care entropia scade în interiorul sistemului.

Signup and view all the flashcards

Fluxuri termodinamice

Variabile constante în starea staționară care mențin echilibrul energetic.

Signup and view all the flashcards

Mecanisme homeostatice

Procese prin care organismul își menține parametrii constanți cu consum de energie.

Signup and view all the flashcards

Study Notes

Informare cu privire la drepturile de autor

  • Acest material este intern Universității de Medicină și Farmacie "Carol Davila".
  • Este distribuit pentru a facilita pregătirea studenților în contextul pandemiei COVID-19.
  • Reproducerea sau utilizarea integrală sau parțială a materialului în scopuri diferite de cele menționate anterior este interzisă fără permisiunea scrisă a autorilor.
  • Orice altă utilizare sau reproducere va fi sancționată conform legilor în vigoare.
  • Pentru informații sau solicitări, adresați-vă autorilor.

Noțiuni de termodinamică biologică

  • Noțiuni generale:
    • Termodinamica este o ramură a fizicii care studiază transformarea diverselor forme de energie în sisteme macroscopice.
    • Sistemul termodinamic este format dintr-un număr mare de atomi și molecule care interacționează prin forțe interatomice și intermoleculare.
    • Sistemul este delimitat de mediul exterior prin limite care determină schimburile de materie și energie.
  • Tipuri de sisteme termodinamice:
    • Deschise: schimbă energie și substanță cu mediul exterior.
    • Închise: schimbă numai energie cu mediul exterior.
    • Izolate: nu schimbă nici energie nici substanță cu mediul exterior.
  • Parametrii de stare: descriu starea unui sistem termodinamic și sunt mărimi macroscopice măsurabile.
    • Intensivi: nu depind de mărimea sistemului (ex: presiune, temperatură).
    • Extensivi: depind de mărimea sistemului (ex: volum, masă).
  • Principiul zero al termodinamicii: două sisteme în echilibru termic cu un al treilea sistem sunt în echilibru termic între ele. Temperatura unui sistem măsoară tendința sa de a schimba căldură cu un alt sistem.
  • Principiul I al termodinamicii: energia unui sistem izolat se conservă. Variația energiei interne este egală cu diferența dintre căldura schimbată cu mediul și lucrul mecanic efectuat de sau asupra sistemului. ∆U = Q – L (unde ∆U este variația energiei interne, Q este căldura și L este lucrul mecanic).
  • Principiul al II-lea al termodinamicii: entropia unui sistem izolat nu scade niciodată în procesele spontane. Entropia măsoară dezordinea unui sistem. ∆S ≥ 0 în procesele spontane.
  • Potențiale termodinamice: combinații liniare de funcții termodinamice de stare care sunt utile pentru determinarea caracteristicilor sistemelor. (Ex: entalpia (H), energia liberă (Gibbs) (G)).
  • Fluxuri termodinamice şi forțe termodinamice:
    • Flux termodinamic: rata de transfer (ex: căldură, substanță) pe unitate de timp și suprafață
    • Forță termodinamică: gradientul unui parametru intensiv de stare, care generează fluxuri.
  • Aplicații: exemplul de utilizare a principiilor termodinamice în sisteme biologice (echilibru, procese ireversibile, fluxuri, etc)

Studying That Suits You

Use AI to generate personalized quizzes and flashcards to suit your learning preferences.

Quiz Team

More Like This

Biology Chapter 11: Bioenergetics
54 questions
Cell Structure and Energy Concepts
21 questions
Biological Physics: Thermodynamics lecture 1
20 questions
Use Quizgecko on...
Browser
Browser