загрузка...
загрузка...
На головну

Лекция № 3

  1. II. ТЕМАТИКА ЛЕКЦИЙ Лекция 1 . Объект, предмет социологии, связь с другими науками
  2. Безопасность жизнедеятельности. Обзорная лекция
  3. Вводная лекция
  4. Вводная лекция
  5. ВВОДНАЯ ЛЕКЦИЯ. СИСТЕМА ОБОЗНАЧЕНИЙ.
  6. ДВАДЦАТЬ ПЯТАЯ ЛЕКЦИЯ
  7. Демонстрационная лекция

Питання походження найпростіших дискусійне. Раніше вважали, що первісною групою найпростіших були саркодові, зокрема, стародавні голі амеби. У процесі дальшої еволюції від саркодових виникли джгутикові. Походження апікомплексних пов'язане із джгутиковими. Підтвердженням цьому є наявність в їх життєвому циклі джгутикової стадії. Інфузорії філогенетично також пов'язані із джгутиковими. На даному етапі еволюції органічного світу інфузорії перебувають у стані біологічного прогресу, вони пристосувались до життя в різноманітних середовищах і дуже поширилися в біосфері.

Останнім часом на підставі ультраструктурних досліджень доведено, що рослинні джгутиконосці є надзвичайно важливою центральною групою в еволюції. Від різних форм рослинних джгутикових розвинулися саркодові, споровики та інфузорії. Перші найпростіші, які дали початок сучасним рослинним і тваринним джгутиковим, мали автотрофний спосіб живлення й активно плавали (Л. М. Серавін, 1984).

Одноклітинні відіграють велику роль у природі. Вони забезпечують біологічний і геологічний колообіги речовин на Землі. Важлива їх роль ґрунтоутворенні. На 1 м2 ґрунтового шару припадає в середньому понад 100 мільярдів клітин найпростіших. Вони не тільки живляться бактеріальною ґрунтовою флорою, але й виділяють речовини, що стимулюють розмноження бактерій, особливо азотфіксуючих. З часом із їх відмерлих тіл в результаті складних реакцій утворюється специфічна речовина ґрунту - гумус.

Із скелетів найпростіших, що населяли моря в минулі геологічні епохи, утворилися осадочні породи. Встановлено, що певні види форамініфер відповідають нафтоносним шарам. Цим користуються геологи, розшукуючи нафту.

Цілий ряд одноклітинних прісноводних біоценозів є чудовими біоіндикаторами, тобто їх наявність у водному середовищі свідчить про певний ступінь його забруднення. При біологічному очищенні водойм теж вивчають фауну найпростіших. При очищенні води в активному мулі у великій кількості знаходяться черевовійчасті інфузорії і сувійки, що ведуть прикріплений спосіб життя. При погіршенні очищення у воді з'являються інфузорії туфельки, сувійки стають бродяжками, а при поганій - у великій кількості розвиваються джгутиконосці й амеби. При викидах отруйних речовин у водойму, сувійки згортають свій фільтрувальний апарат, скручують стебельце і часто навіть гинуть.

Лекция № 3

Резюме предыдущей лекции.

1) Мы сформулировали один из самых фундаментальных законов природы, утверждающий, что энтропия замкнутой системы при переходе от неравновесного состояния к равновесному всегда растет.

2) Мы получили выражение для энтропии:

Прежде, чем двигаться дальше, необходимо сделать одно небольшое уточнение.

Одной из первых формул нашего курса была формула для плотности вероятности:

Тогда, правда, мы еще не знали, что зависимость плотности вероятности от своих переменных связана только с зависимостью от этих переменных энергии . Но в данном случае дело не в этом. Помните, во второй лекции, когда мы перешли на язык дискретных уровней энергии и чисел состояния в заданном интервале энергий, я сказал, что это определение плотности вероятности требует небольшого уточнения. И написал эту же формулу, только в несколько ином виде:

Раньше для обеих этих формул я пользовался одной буквой . Теперь я ввел в последней формуле «тильду» и должен извиниться за вполне сознательный обман. Дело в том, что величины , входящие в эти формулы немного отличаются. Действительно, величина , стоящая в левой части этих выражений по определению равна отношению времени, которое система проводит в данном состоянии , к полному времени наблюдения :

,

т. е. вещь заведомо безразмерная. Поэтому размерность величины в первом из этих определений равна размерности обратного фазового объема. Во втором выражении имеет смысл вероятности найти систему на одном из уровней в заданном интервале энергий (опять же напомню, что - это число состояний в интервале энергий от до ). Эта величина безразмерная. Я сознательно обозначил эти плотности вероятности одной буквой, чтобы не слишком отвлекаться от так, сказать, генеральной линии. Чтобы понять, чем отличаются эти две величины, рассмотрим, как связаны число состояний в заданном интервале энергий и элемент фазового объема . Или другими словами, сколько состояний содержится в элементе фазового объема . Для этого необходимо вспомнить один из главных принципов квантовой механики - принцип неопределенности. Принцип неопределенности утверждает, что координата и импульс любой частицы не могут быть определены одновременно со сколь угодно большой точностью. Неопределенности этих величин удовлетворяют неравенству:

Здесь - постоянная Планка. Вся квантовая механика связана с отличием этой величины от нуля. Если вы в любой квантовомеханической формуле устремите к нулю, вы узнаете, что по поводу этой формулы или, лучше сказать, явления, описываемого этой формулой, утверждает классическая механика. Совершенно аналогичные выражения справедливы для проекций координат и импульсов на две другие оси:

И так для всех частиц, из которых состоит рассматриваемая система. Соответственно, . Можно сказать, что величина равна минимальному объему ячейки в фазовом пространстве. Тогда число состояний в элементе фазового объема равно (число «элементарных» ячеек в объеме ):

Это и есть искомая связь между и . Если теперь в выражении

умножить и разделить правую часть на , то мы получим

.

Т. е.

.

Таким образом, правильное определение плотности вероятности в классической физике имеет вид

.

Теперь придется переписать и выражение для энтропии. В соответствии с исходным определением энтропия равна

С учетом того, что , получаем,

В последней формуле мы воспользовались определением средних для любых физических величин:

.

Таким образом, зная функцию распределения можно вычислить энтропию системы.

На этом заканчивается общетеоретическое введение в наш курс, и мы можем перейти к определению основных термодинамических величин.



Походження, роль та значення найпростіших | Температура
загрузка...
© um.co.ua - учбові матеріали та реферати