Номер 7, страница 265 - гдз по физике 10 класс учебник Касьянов

Творческие задания. Параграф 54. Изопроцессы. 9. Молекулярно-кинетическая теория идеального газа. Молекулярная физика - номер 7, страница 265.

Условие.

7. Возможно ли использование понятия «изопроцесс» при описании различных процессов жизнедеятельности человека?

Решение.

Понятие «изопроцесс» происходит из термодинамики и описывает идеализированные процессы в замкнутых системах, в которых один из макроскопических параметров (температура, давление или объем) остается неизменным. Человеческий организм — это чрезвычайно сложная, открытая биологическая система, которая постоянно обменивается веществом и энергией с окружающей средой. Поэтому ни один процесс в организме не является изопроцессом в строгом физическом смысле. Однако это понятие можно использовать как полезную модель или приближение для описания некоторых аспектов жизнедеятельности.

Изотермический процесс ($T = const$)

Человек является теплокровным существом, и одной из ключевых функций его организма является терморегуляция — поддержание постоянной температуры тела (около 36,6–37 °C) независимо от температуры окружающей среды. Благодаря этому большинство биохимических реакций, включая ферментативные процессы, протекают в условиях практически постоянной температуры. Таким образом, жизнедеятельность организма в целом можно рассматривать как приближенно изотермический процесс. Это позволяет применять законы термодинамики для анализа энергетического баланса организма.

Изобарический процесс ($P = const$)

Процесс дыхания можно с определенной долей условности считать изобарическим. Газообмен в легких происходит при давлении, которое практически равно внешнему атмосферному давлению, а оно в течение короткого промежутка времени (нескольких дыхательных циклов) остается постоянным. Хотя давление внутри легких и плевральной полости меняется для обеспечения движения воздуха, сам процесс газообмена с внешней средой происходит при постоянном внешнем давлении.

Изохорический процесс ($V = const$)

Примером изохорического процесса в организме человека может служить ситуация внутри черепной коробки. Объем черепа взрослого человека является практически постоянной величиной ($V \approx const$). Любое изменение количества вещества внутри черепа (например, из-за отека мозга, кровоизлияния или роста опухоли) при постоянном объеме приводит к резкому увеличению внутричерепного давления. Это можно описать с помощью модели изохорического процесса. Понимание этого принципа крайне важно в медицине, в частности, в неврологии и реаниматологии.

Таким образом, несмотря на то, что процессы в живом организме гораздо сложнее идеализированных физических моделей, понятие «изопроцесс» является полезным инструментом для упрощенного описания и анализа отдельных физиологических функций.

Ответ: Да, использование понятия «изопроцесс» возможно в качестве упрощенной модели или приближения при описании различных процессов жизнедеятельности человека. Например, поддержание постоянной температуры тела можно рассматривать как изотермический процесс, дыхание — как изобарический, а процессы, происходящие в замкнутом объеме черепной коробки, — как изохорический.