Informacja

Czy temperatura wewnętrzna ogniwa zmienia się w odpowiedzi na zmianę temperatury zewnętrznej?

Czy temperatura wewnętrzna ogniwa zmienia się w odpowiedzi na zmianę temperatury zewnętrznej?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Tło

Niektóre gatunki są homeotermiczne (temperatura wewnętrzna nie jest zależna od zmian temperatury zewnętrznej), a niektóre są poikilothermami (zmiany temperatury wewnętrznej w odpowiedzi na temperaturę zewnętrzną). Te koncepcje dotyczą poszczególnych poziomów.

A co z komórkami (komórkami jednokomórkowymi, a także komórkami w organizmie wielokomórkowym)? Wiem, że komórki reagują na zmianę temperatury. Na przykład ilość cholesterolu w błonie komórkowej może zmieniać się w zależności od temperatury, aby utrzymać płynność błony w przybliżeniu na stałym poziomie (ref). Ale to nie przeszkadza w zmianie temperatury wewnętrznej.

Pytanie

Kiedy zmienia się temperatura zewnętrzna ogniwa, czy ma to wpływ na temperaturę wewnętrzną? Mam nadzieję, że proces jest na tyle ogólny, że nie muszę określać konkretnego organizmu. Jeśli trzeba mówić o konkretnym organizmie, weźmy na przykład drożdże. Jak zmienia się temperatura wewnętrzna drożdży wraz ze zmianą temperatury zewnętrznej?

EDYTOWAĆ

Moja wiedza z fizyki jest bardzo ograniczona, nawet nie pomyślałem o prawie Fouriera przed przeczytaniem odpowiedzi i komentarza @Eli Korvigo oraz komentarza @AMR. Zróbmy więc kilka obliczeń:

Jeśli weźmiemy pod uwagę sferyczną komórkę o powierzchni $4pi r^2$, gdzie $r$ jest promieniem, to strata ciepła wynosi $4pi r^2 cdot Delta T cdot K$ (prawo Fouriera), gdzie $Delta T$ to różnica temperatur, a $K$ to przewodność cieplna. Wtedy stosunek produkcji ciepła $H$ do przewodności cieplnej $K$ (aby poradzić sobie z tą zmianą $Delta T$ °C) wynosi $frac{H}{K} = 4 pi r^2 Delta T$. Jeśli $r = 10^{-6}$ metrów i $Delta T = 2$ °C, to $frac{H}{K} ≈ 10^{-11}$. Czy mam rację?

Czy ten stosunek naprawdę nie jest realistyczny dla komórki? Przewodność cieplna wody wynosi $k=0,56 frac{W}{mcdot K}$(ref.), a produkcja ciepła na ogniwo to 34 $ cdot 10^{-12}$ W (ref.). Więc stosunek jest również rzędu 10$^{-11}$! Czy mam rację?

Czy więc komórka naprawdę nie może regulować swojej temperatury?


Domotermiczne organizmy wielokomórkowe mają specjalne tkanki, które spalają zasoby, aby się rozgrzać (zazwyczaj wiąże się to z przerwaniem łańcucha transportu elektronów na końcowych etapach oddychania, aby przekształcić całą energię chemiczną w energię cieplną). I mają specjalne tkanki (tłuszcz) i wystarczającą masę ciała (tu chodzi bardziej o stosunek objętości do powierzchni), aby ta energia się nie rozpraszała. Jeśli przypomnisz sobie fizykę, każdy organizm jednokomórkowy ma niewystarczającą masę ciała, aby akumulować energię cieplną przez dowolny odczuwalny czas, stąd bezużyteczne jest spalanie zasobów, które może wydać na przystosowanie się do niższych temperatur, czyli syntezę białek szoku zimnego, modyfikację błon, restrukturyzację metabolizm. Jest to w zasadzie ten sam powód, dla którego małe ssaki i ptaki muszą cały czas jeść, aby przeżyć.

Jak widać, im mniejszy dostaniesz, tym więcej energii musisz spalić (stąd wzrost zużycia ${O}_{2}$), aby utrzymać temperaturę ciała. Dlatego nie widzimy prawdziwie homeotermicznych owadów (niektóre z nich potrafią się nagrzewać przez krótki czas) ani innych małych zwierząt.


Obejrzyj wideo: I zasada termodynamiki #7 Zjawiska cieplne (Czerwiec 2022).


Uwagi:

  1. Kalrajas

    W SKRÓCIE TO JASNE

  2. Caddaham

    Świetny! W końcu znalazłem sensowny blog w Internecie) Hurra!

  3. Weddell

    Przepraszam, ale ten wariant mi nie odpowiada.Kto jeszcze może oddychać?

  4. Gameel

    jesteś bardzo utalentowaną osobą



Napisać wiadomość