Сравнительный анализ термодинамики организма человека с позиций отходообразования в сопоставлении с искусственными технологиями

V. S. Voloshin; O. Yu. Azarkhov

doi:10.31498/2225-6733.39.2019.201079

Автор(и)

V. S. Voloshin ДВНЗ «Приазовський державний технічний університет», м. Маріуполь, Україна
O. Yu. Azarkhov ДВНЗ «Приазовський державний технічний університет», м. Маріуполь, Україна

DOI:

https://doi.org/10.31498/2225-6733.39.2019.201079

Ключові слова:

організм людини, вода, теплова робота, тепловий баланс, продукти життєдіяльності, термодинаміка нерівноважних станів, термодинамічна двоєдність, штучні технології

Анотація

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 a_n і відторгнення g_n. 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

Біографії авторів

V. S. Voloshin, ДВНЗ «Приазовський державний технічний університет», м. Маріуполь

Доктор технічних наук, професор

O. Yu. Azarkhov, ДВНЗ «Приазовський державний технічний університет», м. Маріуполь

Доктор медичних наук, професор

Посилання

Список использованных источников (ДСТУ):

Нельсон Д. Основы биохимии Ленинджера : в 3 т. Т. 1. Основы биохимии. Строение и катализ / Д. Нельсон, М. Кокс. – М. : Лаборатория знаний, 2017. – 694 с.

Волошин В.С. Методы управления ресурсопотоками в экологических циклах / В.С. Волошин, П.М. Семенченко. – Донецк : Донеччина, 1997. – 72 с.

Большой практикум по физиологии человека и животных : в 2 т. Т. 2. Физиология висцеральных систем / А.Д. Ноздрачёв [и др.]. – М. : Академия, 2007. – 544 с.

Мартинчик А.Н. Физиология питания : учебник / А.Н. Мартинчик. – М. : Академия, 2013. – 240 с.

Філімонов В.І. Фізіологія людини : підручник / В.І. Філімонов. – 3-тє вид., випр. – Київ : Медицина, 2015. – 488 с.

Comfort limits for heated ceiling / P.O. Fanger, L. Banhidi, B.W. Olesen, G. Langkilde // ASHRAE Transaction. – 1980. – Vol. 2596. – Pp. 141-156.

Вапняр В.В. Структура иерархической двухуровневой модели гомеостаза человека в определении роли неравновесной термодинамики и синергетики при инфекционном процессе / В.В. Вапняр // Успехи современного естествознания. – 2007. – № 7. – С. 43-45.

Старение и неравновесная термодинамика. Давняя мечта: каким же может быть способ победить старение? [Электронный ресурс]. – Режим доступа : www.vechnayamolodost.ru/articles/

teorii-stareniya/starenie-i-neravnovesnaya-termodinamika.

Волошин В.С. Природа отходообразования (в приложении к управлению отходами) / В.С. Волошин. – Мариуполь : Рената, 2007. – 666 с.

Гленсдорф П. Термодинамическая теория структуры, устойчивости и флуктуации / П. Гленсдорф, И. Пригожин; под ред. Ю.А. Чизмаджаева. – 2-е изд. – М. : Едиториал УРСС. – 2003. – 280 с.

Волошин В.С. Питьевая вода. Невостребованные требования / В.С. Волошин, В.А. Бурко // Екологічна безпека: проблеми і шляхи вирішення : зб. наук. статей XIII Міжнародної науково-практичної конференції (Харків, 11-15 вересня 2017 р.) / УКРНДІЕП. – Харків, 2017. – С. 124-131.

Reference:

Nel’son D., Koks M. Osnovy biokhimii Lenindzhera. Tom 1 : Osnovy biokhimii. Stroenie i kataliz [The basics of biochemistry of Leninger. Volume 1: The basics of biochemistry. Structure and Catalysis]. Moscow, Laboratoriia znanii Publ., 2017. 694 p. (Rus.)

Voloshin V.S., Semenchenko P.M. Metody upravleniia resursopotokami v ekologicheskikh tsiklakh [Resource Flow Management Methods in Ecological Cycles]. Donetsk, Donechchina Publ., 1997. 72 p. (Rus.)

Nozdrachev A.D., Markov A.G., Poliakov E.L., Bagaev V.A., Eshchenko N.D., Zhuravlev V.L., Zavarina L.B., Karpushe A.V., Kovalenko R.I., Lapitskii V.P., Nikitin S.O., Osipova N.S., Ovsiannikov V.I., Pariiskaia E.N., Sibarov D.A., Tolkunov Iu.A., Tsygan V.A., Chernysheva M.P. Bol’shoi praktikum po fiziologii cheloveka i zhivotnykh. Tom 2 : Fiziologiia vistseral’nykh sistem [A large workshop on the physiology of humans and animals. Vol. 2 : Physiology of Visceral Systems]. Moscow, Academy Publ., 2007. 544 p. (Rus.)

Martinchik A.N. Fiziologiia pitaniia [Physiology of nutrition]. Moscow, Academy Publ., 2013. 240 p. (Rus.)

Fіlіmonov V.І. Fіzіologіia liudini [Human physiology]. Kiev, Meditsina Publ., 2015. 488 p. (Ukr.)

Fanger P.O., Banhidi L., Olesen B.W., Langkilde G. Comfort limits for heated ceiling. ASHRAE Transaction, 1980, vol. 2596, pp. 141-156.

Vapnyar V.V. Struktura ierarkhicheskoi dvukhurovnevoi modeli gomeostaza cheloveka v opredelenii roli neravnovesnoi termodinamiki i sinergetiki pri infektsionnom protsesse [The structure of the hierarchical two-level model of human homeostasis in determining the role of nonequilibrium thermodynamics and synergetics in the infectious process]. Uspekhi sovremennogo estestvoznaniia – Advances in current natural sciences, 2007, no. 7, pp. 43-45. (Rus.)

Starenie i neravnovesnaia termodinamika. Davniaia mechta: kakim zhe mozhet byt’ sposob pobedit’ starenie? (Aging and nonequilibrium thermodynamics. An old dream: what could be a way to defeat aging?) Available at: www.vechnayamolodost.ru/articles/teorii-stareniya/starenie-i-neravnovesnaya-termodinamika (accessed 25 June 2019).

Voloshin V.S. Priroda otkhodoobrazovaniia (v prilozhenii k upravleniiu otkhodami) [The nature of waste generation (as annex to waste management)]. Mariupol, Renata Publ., 2007. 666 p. (Rus.)

Glensdorf P., Prigogine I. Termodinamicheskaia teoriia struktury, ustoichivosti i fluktuatsii [Thermodynamic theory of structure, stability and fluctuations]. Moscow, Editorial URSS Publ., 2003. 280 p. (Rus.)

Voloshin V.S., Burko V.A. Pit’evaia voda. Nevostrebovannye trebovaniia. Zb. nauk. statei XIII Mіzhn. nauk.-prakt. konf. «Ekologіchna bezpeka: problemi і shliakhi virіshennia» [Drinking water. Unclaimed Requirements. Proceedings of 13th Int. Sci.-Techn. Conf. «Environmental safety: problems and solutions»]. Kharkiv, 2017, pp. 124-131. (Rus.)