Порівняльний аналіз термодинаміки організму людини з позицій відходоутворення в зіставленні зі штучними технологіями

Autor: Voloshin, V. S., Azarkhov, O. Yu.
Jazyk: ruština
Rok vydání: 2020
Předmět:
Zdroj: Вісник Приазовського Державного Технічного Університету. Серія: Технічні науки; № 39 (2019): Вісник ПДТУ. Серія: Технічні науки; 175-185
Вестник Приазовского государственного технического университета. Серия: Технические науки; № 39 (2019): Вестник ПГТУ. Серия: Технические науки; 175-185
Reporter of the Priazovskyi State Technical University. Section: Technical sciences; № 39 (2019): Reporter of the Priazovskyi State Technical University. Section: Technical sciences; 175-185
ISSN: 2225-6733
2519-271X
Popis: The paper studies the features of the functioning of the human body from the standpoint of its thermodynamism. A conditional cybernetic model of the human body metabolism has been compiled, it reflecting the main routes of energy input and expenditure. The approximate material and energy balance of the human body in metaphysical terms has been calculated. Comparative characteristics of a human being and some technical systems are presented as waste-forming in terms of comparable indicators of affinity functions an and rejection functions gn. The correlation between the thermodynamic parameters of the most ancient technologies, such as production of cheese, wine, bread, that is, the first truly artificial food technologies in comparison with the thermodynamics of the production of the human body itself, has been estimated, at least in relation to such indicators as affinity and rejection functions. It has been shown that all thermal processes occurring in the human body are thermodynamically stable and clearly nonequilibrium, which indicates its high thermodynamic efficiency in relation to waste products, and the state of thermodynamic equilibrium or close to it only results from either the inhibition of this system or its death. The condition of thermodynamic nonequilibrium in a biological system has been presented in terms of affinity and rejection functions, as for a waste generating system in terms of graph theory. It has been shown that the body, in conditions of such a balance of the parameters of the feedstock (food), with a certain frequency, turns it into amino acids, carbon dioxide, water, etc., thereby independently preventing the achievement of instant thermodynamic equilibrium. The entropy of the human body depends on the efficiency of its work aimed at maintaining its functions (PAM) and on the performance of external work (PAL) and depends on the conditions of the course of both metabolism and catabolism. The paper presents a solution to the problem of conditions of thermodynamic dualism for the human body, by analogy and in comparison with artificial technologies. Using the function diagrams and , a comparative analysis has been carried out, confirming the existence of conditions for thermodynamic nonequilibrium and thermodynamic bi-unity of metabolic processes in the human body. The conditions of thermodynamic stability have been calculated for the human body at rest, for moderate work, for physically hard work. It has been shown that such data coincide with the diagrams of thermodynamic stability plotted for water, aqueous solutions, various states of aggregation of water, in view of the fact that 80% of the human body consists of this fluid
В работе исследованы особенности функционирования человеческого организма с позиций его термодинамизма. Составлена условная кибернетическая модель метаболизма для человеческого организма, отражающая главные пути поступления и расходования энергии. Рассчитан примерный материальный и энергетический баланс организма человека в метафизических терминах. Представлены сопоставительные характеристики человека и некоторых технических систем как отходообразующих по соизмеримым показателям функций сродства an и отторжения gn. Дана оценка корреляции термодинамических показателей наиболее древних технологий: производства сыра, вина, хлеба, то есть первых по настоящему искусственных пищевых технологий в сравнении с термодинамикой продуцирования самого человеческого организма, по крайней мере, в отношении таких показателей, как функции сродства и отторжения. Показано, что все тепловые процессы, происходящие в организме человека, являются термодинамически устойчивыми и явно неравновесными, что свидетельствует о его высокой термодинамической эффективности в отношении отходов жизнедеятельности, а состояние термодинамического равновесия или близкое к нему связано только с угнетением этой системы или ее гибелью. Представлено условие термодинамической неравновесности в биологической системе в терминах функций сродства и отторжения как для отходообразующей системы в терминах теории графов. Показано, что организм в условиях такого баланса параметров исходного сырья (пищи) с некоторой периодичностью превращает его в аминокислоты, углекислый газ, воду и др., тем самым самостоятельно препятствует достижению мгновенного термодинамического равновесия. Энтропия человеческого организма зависит от эффективности его работы, направленной на поддержание своих функций (PAM) и на выполнение внешней работы (PAL), и зависит от условий протекания как метаболизма, так и катаболизма. В работе представлено решение задачи условий термодинамического двуединства для организма человека по аналогии и в сопоставлении с искусственными технологиями. По диаграммам функций и выполнен сопоставительный анализ, подтвердивший существование условий для термодинамической неравновесности и термодинамического двуединства метаболических процессов в организме человека. Рассчитаны условия термодинамической устойчивости для организма человека в состоянии покоя, для работ средней тяжести, для физически тяжелых работ. Показано, что такие данные совпадают с диаграммами термодинамической устойчивости, построенными для воды, водных растворов, различных агрегатных состояний воды, принимая во внимание, что организм человека на 80% состоит именно из этой жидкости
В роботі досліджені особливості функціонування людського організму з позицій його термодінамізма. Складено умовну кібернетичну модель метаболізму для людського організму, що відображає головні шляхи надходження і витрачання енергії. Розрахований приблизний матеріальний і енергетичний баланс організму людини в метафізичних термінах. Представлені порівняльні характеристики людини і деяких технічних систем як відходоутворювальних по порівнянним показниками функцій спорідненості an і відторгнення gn. Дана оцінка кореляції термодинамічних показників найбільш древніх технологій: виробництва сиру, вина, хліба, тобто перших по справжньому штучних харчових технологій в порівнянні з термодинамікою продукування самого людського організму, принаймні, в відношенні таких показників, як функції спорідненості і відторгнення. Показано, що всі теплові процеси, що відбуваються в організмі людини є термодинамічно стійкими і явно нерівновагими, що свідчить про його високу термодинамічну ефективність щодо відходів життєдіяльності, а стан термодинамічної рівноваги або близький до нього пов’язаний тільки з пригніченням цієї системи або її загибеллю. Представлено умову термодинамічної нерівноважності в біологічній системі в термінах функцій спорідненості і відторгнення як для відходоутворювальної системи в термінах теорії графів. Показано, що організм в умовах такого балансу параметрів вихідної сировини (їжі) з певною періодичністю перетворює його в амінокислоти, вуглекислий газ, воду та ін., тим самим самостійно перешкоджає досягненню миттєвої термодінамічної рівноваги. Ентропія людського організму залежить від ефективності його роботи, спрямованої на підтримку своїх функцій (PAM) і на виконання зовнішньої роботи (PAL), і залежить від умов протікання як метаболізму, так і катаболізму. У роботі представлено рішення задачі умов термодинамічної двоєдності для організму людини за аналогією і в зіставленні з штучними технологіями. За діаграмами функцій і виконаний порівняльний аналіз, який підтвердив існування умов для термодинамічної нерівноваги і термодинамічної двоєдності метаболічних процесів в організмі людини. Розраховані умови термодинамічної стійкості для організму людини в стані спокою, для робіт середньої тяжкості, для фізично важких робіт. Показано, що такі дані збігаються з діаграмами термодинамічної стійкості, що побудовані для води, водних розчинів, різних агрегатних станів води, беручи до уваги, що організм людини на 80% складається саме з цієї рідини
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: