3.1: Pierwsza zasada termodynamiki

The First Law of Thermodynamics
JoVE Core
Cell Biology
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Cell Biology
The First Law of Thermodynamics
Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.

5,694 Views

01:13 min
April 30, 2023

Overview

Pierwsza zasada termodynamiki dotyczy całkowitej ilości energii we wszechświecie. Stwierdza ona, że owa całkowita ilość energii jest stała. Innymi słowy, we wszechświecie zawsze była i zawsze będzie dokładnie taka sama ilość energii. Energia istnieje w wielu różnych formach. Zgodnie z pierwszą zasadą termodynamiki energia może przenosić się z miejsca na miejsce lub przekształcać się w różne formy, ale nie może być tworzona ani niszczona. Transfery i przemiany energii zachodzą wokół nas przez cały czas. Żarówki przekształcają energię elektryczną w energię świetlną. Kuchenki gazowe przekształcają energię chemiczną z gazu ziemnego w energię cieplną. Rośliny dokonują jednej z najbardziej użytecznych biologicznie przemian energetycznych na Ziemi: przekształcania energii światła słonecznego w energię chemiczną zmagazynowaną w cząsteczkach organicznych.

Wyzwaniem dla wszystkich organizmów żywych jest pozyskiwanie energii z otoczenia w formach, które mogą przekazywać lub przekształcać w energię użytkową do wykonywania pracy. Żywe komórki ewoluowały, aby bardzo dobrze sprostać temu wyzwaniu. Energia chemiczna zmagazynowana w cząsteczkach organicznych, takich jak cukry i tłuszcze, przekształca się w wyniku szeregu komórkowych reakcji chemicznych w energię w cząsteczkach ATP. Energia w cząsteczkach ATP jest łatwo dostępna do pracy. Przykłady rodzajów pracy, które muszą wykonać komórki, obejmują budowanie złożonych cząsteczek, transport materiałów, napędzanie ruchu bicia rzęsek lub wici, kurczenie się włókien mięśniowych w celu wytworzenia ruchu i rozmnażanie.

Ten tekst jest adaptacją Openstax, Biology 2e, Sekcja 6.3: Prawa termodynamiki.

Transcript

Pierwsza zasada termodynamiki, znana również jako prawo zachowania energii, mówi, że energia jest zawsze zachowana. Oznacza to, że energia nie może być tworzona ani niszczona; Jednak energia może być przenoszona między obiektami lub przekształcana z jednej formy energii w inną.

W termodynamice wszechświat jest podzielony na dwie części. Badana materia lub region to system, a wszystko inne niż system to otoczenie.

Ciepło i praca to dwa sposoby przekazywania energii między systemem a otoczeniem.

Przenoszenie energii cieplnej określa się mianem ciepła. Kiedy ciepło przepływa z otoczenia do błony komórkowej, ruch cząsteczek w błonie staje się bardziej płynny, podobnie jak topnienie lodu.

Przenoszenie energii mechanicznej określa się mianem pracy. Zmiany długości włókien cytoszkieletu generują siły, które mogą być przenoszone jako energia mechaniczna w celu popychania lub ciągnięcia błony komórkowej.

Key Terms and definitions​

Learning Objectives

Questions that this video will help you answer

This video is also useful for