Biotermodynamika

Garant předmětu:

František Maršík

Přednášející:

Lukáš Horný, František Maršík

Cvičící:

Lukáš Horný, František Maršík

Anotace:

1,2,3 týden:Základní termodynamické pojmy, fenomenologická a mikroskopická interpretace vnitřní energie a entropie. Zákony bilance vícekomponentních chemicky reagujících systémů, tj. bilance hmotnosti - popis chemicky reagujících směsí, bilance hybnosti, vnitřní energie (I. zákon termodynamiky), bilance elektrického a magnetického indukčního toku a bilance entropie (II. zákon termodynamiky).

4,5 týden: Materiálové vlastnosti biologických systémů. Souvislost vnitřní struktury systému a jeho fenomenologických vlastností, tj. elasticita, piezoelektricita, viskoelasticita, difuzivita, tepelná a elektrická vodivost apod.

6,7,8 týden: Důsledky principu minimální produkce entropie na materiálové vlastnosti biologických systémů. Lineární nevratná termodynamika a základy chemické kinetiky a chemické termodynamiky.

9,10 týden: Stabilita dynamického stavu systému a její souvislost s produkcí entropie. Ekologické modely dravci-kořisti s uvažováním chemických reakcí a difúze.

Požadavky:

Osnova přednášek:

Osnova cvičení:

1,2,3 týden:Základní termodynamické pojmy, fenomenologická a mikroskopická interpretace vnitřní energie a entropie. Zákony bilance vícekomponentních chemicky reagujících systémů, tj. bilance hmotnosti - popis chemicky reagujících směsí, bilance hybnosti, vnitřní energie (I. zákon termodynamiky), bilance elektrického a magnetického indukčního toku a bilance entropie (II. zákon termodynamiky).

4,5 týden: Materiálové vlastnosti biologických systémů. Souvislost vnitřní struktury systému a jeho fenomenologických vlastností, tj. elasticita, piezoelektricita, viskoelasticita, difuzivita, tepelná a elektrická vodivost apod.

6,7,8 týden: Důsledky principu minimální produkce entropie na materiálové vlastnosti biologických systémů. Lineární nevratná termodynamika a základy chemické kinetiky a chemické termodynamiky.

9,10 týden: Stabilita dynamického stavu systému a její souvislost s produkcí entropie. Ekologické modely dravci-kořisti s uvažováním chemických reakcí a difúze.

Cíle studia:

Studijní materiály:

Povinná literatura:

[1] Maršík F, Dvořák I. :Biotermodynamika, Academia 1998

[2] Maršík F.: Biotermodynamika- Řešené příklady. https://www.it.cas.cz/wp- content/uploads/2020/08/

[3] Doporučená literatura:

[4] Čapek L, Hájek P, Henyš P, kolektiv - Biomechanika člověka, Grada 2018

[5] Keener James, Sneyd James: Mathematical Physiology (Cellular Physiology and System Psychology), Second Edition in Interdisciplinary Applied Mathematics, Vol 8/I-II, Springer, 2008

[6] Atkins P., de Paula J.: Fyzikální chemie, VŠCHT Praha (1. vydání, 2013), ISBN 978-80-7080-830-6

[7] Humprey Jay D., Delange Sherry L: Introduction to Biomechanics, Solids and Fluids, Analysis and Design, Springer, N.Y., 2004

[8] Humprey Jay D.: Cardiovascular Solid mechanics, Cells, Tissues, and Organs, Springer N.Y., 2002

[9] Studijní distanční texty:

[10] Maršík F.: Properties of open thermodynamic systems as the consequence of their stability

https://www.it.cas.cz/wp-content/uploads/2020/08/

https://www.wikiskripta.eu/w/Biomechanika

Poznámka:

Rozvrh na zimní semestr 2024/2025:

Rozvrh není připraven

Rozvrh na letní semestr 2024/2025:

Rozvrh není připraven

Předmět je součástí následujících studijních plánů: