Автор Тема: Вычислить работу диффузионных сил  (Прочитано 796 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн Антон Огурцевич

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2401
  • Рейтинг: +5/-0
  • Пространство переходит во время, как тело в душу.
Потенциал действия в гигантском аксоне кальмара обусловлен переносом 0,1 нг натрия из внеклеточной среды в аксоплазму. Считая, что этот процесс происходит за счёт простой диффузии, вычислить работу диффузионных сил. Концентрация ионов натрия во внеклеточной среде и в аксоплазме равна 440 ммоль/л и 50 ммоль/л соответственно. Температура тела кальмара 10°С. Биофизика. Сделать рисунок.

Оффлайн Gala

  • Постоялец
  • ***
  • Сообщений: 97
  • Рейтинг: +0/-0
Re: Вычислить работу диффузионных сил
« Ответ #1 : 21 Июня 2017, 11:17 »
При простой диффузии перемещение веществ  происходит вследствие разницы их концентрации по обе стороны цитоплазматической мембраны. Работу диффузионных сил можно рассчитать по формуле:
\[ A = q\Delta \varphi ,\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;(1) \]
где
\[ q = eN, \]
– заряд, протекающий через мембрану е – элементарный заряд, N – количество зарядов в массе m, молярная масса натрия   М = 23•10-3 кг/моль.
\[ N = \frac{m}{M}{N_A} \Rightarrow q = \frac{{e \cdot m}}{M}{N_A}\;\;\;\;\;\;(2) \]
Мембранный потенциал
\[ \Delta \varphi  = \frac{{RT}}{{nF}}\ln \frac{{{C_B}}}{{{C_H}}},\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;(3) \]
Постоянная Фарадея \[ F = e{N_A}.\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;(4) \]
Термодинамическая температура  T = 10 +273 = 283 K, CВ и CН – концентрации ионов натрия внутри и снаружи клетки соответственно, n = 1 – валентность.
Подставив (2) и (3) и (4) в формулу (1), имеем:
\[ \begin{gathered}
  A = \frac{{e \cdot m}}{M} \cdot {N_A} \cdot \frac{{RT}}{{n \cdot e \cdot {N_A}}} \cdot \ln \frac{{{C_B}}}{{{C_H}}} = \frac{{m \cdot R \cdot T}}{{n \cdot M}} \cdot \ln \frac{{{C_B}}}{{{C_H}}} \hfill \\
  A = \frac{{0,1 \cdot {{10}^{ - 12}} \cdot 8,31 \cdot 283}}{{1 \cdot 23 \cdot {{10}^{ - 3}}}} \cdot \ln \frac{{440}}{{50}} = 2,2 \cdot {10^{ - 8}}. \hfill \\
\end{gathered} \]
Ответ: 22 нДж.
« Последнее редактирование: 04 Июля 2017, 06:47 от alsak »

 

Sitemap 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24