ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Частицы и силы на молекулярном уровне Масса и энергия из "Основы физической биохимии" Основу всех тел, свойства которых непрерывно изменяются во взаимодействии с другими телами, с окружающей средой, составляет материя. Свойства тел и их изменения познаются нами как непосредственно при помощи наших органов чувств, так и с помощью приборов. [c.7] Все естественные науки изучают свойства и взаимоотношения различных тел, опираясь на признание объективности существования материи. Поэтому материя в биохимии, химии, физике и т. д. й материя в философии — тождественные понятия. [c.7] В течение своей короткой истории биохимия смогла объяснить так много самых различных сторон жизненных процессов, протекающих на молекулярном уровне, что можно не придавать значения некоторому различию в соотношении основных элементов в живом и неживом веществе. Однако для понимания многих жизненных процессов необходимы современные знания общей структуры и основных свойств материи. [c.7] Основными свойствами материи, которые присущи всем известным в современной науке элементарным частицам и всем более сложным телам, являются масса и энергия. [c.8] Понятие массы выступает при исследовании самых разнообразных физических и химических явлений. Так, например, относительные массы атомов различных элементов в периодической системе Д. И. Менделеева выражаются величинами их атомных весов. [c.8] Энергия является мерой материального движения во всех его превращениях из одной формы в другую. Материя без движения так же немыслима, как движение без материи. Как масса, так и энергия являются важнейшими физическими величинами, измерение которых необходимо при количественных исследованиях процессов. [c.8] Каждая физическая величина может быть выражена как произведение 2 сомножителей. Первый сомножитель — это число измерения, второй — единица измерения соответствующей физической величины. Так, например, длина является физической величиной. Путем измерения можно найти, что какое-нибудь расстояние /=5 метрам. Знак умножения (точку) обычно не пишут. Однако при всех расчетах в математических выражениях нужно приводить не только числа физических величин, но также и их единицы. [c.8] Эталоном единицы массы служит цилиндр из платины-иридия диаметром 39 миллиметров и высотой 39 миллиметров. Масса этого международного прототипа равна килограмму. [c.8] Количество движения измеряется произведением массы на скорость mv. В согласии с первой аксиомой механики Ньютона количество движения не изменяется при отсутствии внешней силы, т. е. [c.8] Это уравнение Эйнштейна говорит о том, что каждое тело в своей массе хранит чудовищно большой запас потенциальной энергии. [c.9] ИЛИ уменьшить, производя над ним или получая от него работу. В более общей форме закон сохранения энергии заключается в том, что энергия не может ни возникнуть из ничего, ни полностью исчезнуть. Она может только переходить от одного тела к другому или превращаться из одной формы энергии в другую. [c.10] Мощность определяется работой, производимой в единицу времени. Единица мощности — ватт равен мощности, при которой за 1 секунду выполняется работа в 1 джоуль. [c.10] ГОСТ 8550—61 Тепловые единицы допускает применение для измерения тепловых величин внесистемных единиц, основанных на калории (1 калория=4,1868 ж). Определением калории является только ее соотношение с абсолютным джоулем. [c.10] Система СИ является когерентной, т. е. в ней все производные единицы образуются из основных путем умножения и деления без введения числовых коэффициентов. Например, 1 дж==1 н-1 м=1 ньютонметру. В когерентной системе определяющие уравнения можно расположить таким образом, чтобы каждая последующая единица устанавливалась через вышеустановленные единицы. Это значит, что любую производную единицу можно выразить через основные. Такое выражение производной единицы через основные называется ее размерностью. Основными величинами, которые служат для анализа размерностей, являются длина /, масса т, время t, температура Т. Кроме этих четырех величин, в системе СИ основными величинами считаются также сила электрического тока (единица — ампер, а) и сила света (единица — свеча, св). [c.10] Следовательно, размерность единицы мощности имеет вид Р — вт = кг-м - сек . [c.11] Анализ размерности оказывает большую помощь при решении некоторых задач с физическими величинами и оберегает от ошибок. Так, если найдено, что размерность правой и левой частей какого-либо уравнения неодинакова, то ясно, что уравнение составлено неправильно. [c.11] Измерения масс и энергий таких малых частиц, как молекулы и атомы, неизбежно приводят к пользованию частями единиц измерения, которые часто имеют самостоятельные названия. Так, 1 метр = 10 микронам = 10 ° ангстремам 1 джо-уль=10 эргам 1 килограмм = 10 миллиграммам = 10 микро-граммам и т. п. [c.11] Вещество состоит из атомов, а каждый атом имеет положительно заряженное ядро, в котором сосредоточена большая часть его массы. В ядрах всех элементов находятся протоны и нейтроны, которые носят общее название нуклонов. [c.11] В нормальном состоянии атомы электрически нейтральны, так как число их отрицательно заряженных электронов равняется числу положительно заряженных элементарных частиц — протонов. Однако процессы в таких носителях зарядов часто проявляются в измеримых электрических явлениях, которые дают возможность представить картину строения атомов и сил, удерживающих атомы в молекулах. [c.11] Вернуться к основной статье