Для любознательных

Отрывок из произведения Ильченко В.Р. Перекрестки физики,химии и биологии.

Молекулярно-кинетическая теория – одна из фундаментальных научных теорий, утверждающая древнейшую научную идею – идею о дискретности вещества. Она служит основой для объяснения многих физических, химических, биологических явлений. Без неё не может обойтись ни одна из естественных наук.

Каждый живой организм может рассматриваться как водный раствор, вода – поистине живая. Питательные вещества как и вода, в одноклеточные организмы поступают через всю поверхность их тела благодаря явлению диффузии. Без диффузии… Каким вообще был бы мир без диффузии? Прекратились тепловое движение частиц – и вокруг все станет мертвым. Превратятся в безжизненные, оледеневшие фигуры растения, животные. Не станет вокруг Земли атмосферы – с прекращением теплового движения молекул воздуха притянуться к земле. Как видим, законы физики действуют и в живой природе. Однако нужно помнить, что биологический объект – не только физическое тело, но и часть живой природы; он находиться на более высоком уровне организации материи. При помощи только физических законов нам никогда не объяснить, например, явление всасывания питательных веществ в кишечнике, потому что в этом процессе главную роль играет не явление диффузии, а деятельность клеток эпителия, обладающего избирательной проницаемостью для различных веществ. С помощью метода меченых атомов удалось выяснить, что вода из кишечника всасывается в 100 раз быстрее, чем это следует из законов осмоса и диффузии. Физико-химические процессы в биологических структурах приводят к результатам, которые нельзя полностью объяснить только на основе физических и химических законов.

Особенностью строения молекул воды, их способностью образовывать водородные связи объясняются и другие удивительные свойства воды, которые делают ее жидкостью, незаменимой в живой природе. Например, в живой природе большое значение имеет тот факт, что вода обладает большой удельной теплотой парообразования. Благодаря испарению воды с поверхности организмов регулируется их температура даже в жару листья растений кажутся прохладными – с них все время испаряется вода, а как вы знаете, при испарении воды массой 1г тело теряет 2430 Дж энергии. Например, одно растение кукурузы или подсолнечника испаряет за время своего существования около 200кг воды. Известно, что за целый день тяжелой физической работы(например, при колке дров) человек теряет до 10 л пота. Удельная теплота парообразования пота несколько больше, чем воды(2,436·10⁶Дж/кг). Если бы пот во время работы не выделялся и не испарялся, то тело не охлаждалось бы и человек мог бы перегреется. Несложные расчеты показывают, что за день такой работы человек «нагрелся бы» до 100 ⁰С. Основой пота является вода, именно она обуславливает большую удельную теплоту парообразования пота. Вода – самая удивительная жидкость на земле – по своим свойствам превосходит всякую фантазию. Благодаря им вода является основой крови, лимфы, желчи, желудочного сока, растительных соков. В каждой капле воды – множество жизней.