Номер 1, страница 265 - гдз по физике 10 класс учебник Касьянов

Творческие задания. Параграф 54. Изопроцессы. 9. Молекулярно-кинетическая теория идеального газа. Молекулярная физика - номер 1, страница 265.

Условие.

1. Можно ли описать жизнедеятельность человека микроскопическими и макроскопическими параметрами? Ответ аргументируйте.

Решение.

1. Да, жизнедеятельность человека можно и нужно описывать как микроскопическими, так и макроскопическими параметрами. Человеческий организм — это сложная, многоуровневая открытая система, и для её полного понимания необходим анализ на разных масштабах.

Аргументация:

Макроскопические параметры описывают организм как единое целое или его крупные подсистемы. К ним относятся измеряемые физические величины, такие как температура тела ($T$), артериальное давление ($P$), частота сердечных сокращений (ЧСС), масса тела ($m$), объём вдыхаемого воздуха ($V$), электрическая активность мозга (ЭЭГ) или сердца (ЭКГ). Эти параметры отражают общее состояние организма и его функциональную активность. Они являются результатом усреднения огромного числа процессов, происходящих на более низком уровне.

Микроскопические параметры характеризуют состояние и поведение отдельных составляющих организма: молекул, ионов, клеток. Примерами могут служить координаты и скорости отдельных молекул, концентрация ионов ($Na^{+}$, $K^{+}$, $Ca^{2+}$) внутри и снаружи клетки, конформация (пространственная структура) молекул белков и ДНК, состояние отдельных нейронов (покой, возбуждение), скорость протекания отдельных биохимических реакций.

Связь между этими двумя уровнями описания является фундаментальной. Все макроскопические проявления жизнедеятельности являются следствием совокупного действия огромного числа микроскопических процессов.

Например:

1. Температура тела — это макроскопический параметр, который по своей сути является мерой средней кинетической энергии хаотического движения всех молекул и атомов в организме. Поддержание постоянной температуры (терморегуляция) — это результат сложных биохимических реакций на клеточном (микроскопическом) уровне, которые либо выделяют, либо поглощают тепло.

2. Мышечное сокращение (макроскопическое действие, например, сгибание руки) является результатом скоординированной работы мышечных волокон. На микроскопическом уровне это обеспечивается скольжением белковых нитей (актина и миозина) друг относительно друга, процессом, который запускается изменением концентрации ионов кальция и требует энергии в виде молекул АТФ.

3. Нервный импульс, который лежит в основе мышления и управления движениями, на макроуровне представляет собой электрический сигнал. На микроуровне он представляет собой волну деполяризации мембраны нейрона, вызванную перемещением ионов натрия и калия через ионные каналы.

Таким образом, разделение на микро- и макропараметры условно и необходимо для изучения. Микроскопический подход (биохимия, молекулярная биология) объясняет, как работают фундаментальные механизмы жизни, в то время как макроскопический подход (физиология, медицина) описывает, что происходит с организмом в целом. Для полного описания жизнедеятельности необходимы оба подхода.

Ответ: Да, можно. Жизнедеятельность человека — это сложный процесс, который проявляется на разных уровнях организации. Макроскопические параметры (температура, давление, масса) являются усреднённым проявлением огромного числа микроскопических процессов (движение молекул, ионный транспорт, химические реакции). Описание с помощью только одного набора параметров будет неполным, так как макросвойства определяются микросостояниями, а для понимания функционирования целостного организма необходимо рассматривать его макроскопические характеристики.