|
Lecturer(s)
|
-
Holeček Miroslav, Doc. Dr. RNDr.
|
|
Course content
|
1. What is the thermodynamics about, the notion of work, the notion of heat. First law of thermodynamics, energy. Simple system. Second law of thermodynamics, heat as a differential form, entropy. Second law of thermodynamics and living systems. 2. Illustration of thermodynamics - ideal gas, "90 percent" equation, entropy production, thermodynamical fluxes and forces, linear thermodynamics. 3. Fundamentals of chemistry, chemical bond, chemical reactions, catalyst, exothermic and endothermic reactions. 4. Systems with particles exchange and chemical reactions (electrochemical potential, affinity, Guldberg-Waage law). 5. The notion and the meaning of stability, stability and a formation of structures (simple illustration on the diffusion equation with non-linear term), second differential of entropy. 6. Basic classification of thermodynamical systems upon stability: equilibrium, near to equilibrium, far from equilibrium. Dissipative structures. 7. Chemical reactions in systems far from equilibrium, stability, meaning of autocatalysis reactions for living systems. 8. Proteins and their conformations, ligands, mechanisms of motion in living systems. Structure of living cell, cytoskeletal network. 9. Fundamentals of macromolecular physics, polymer chains, examples. 10. Fractals - basic ideas, mathematical model of a fractal curve, fractal surfaces in living systems - connection with metabolism.
|
|
Learning activities and teaching methods
|
Lecture
- Contact hours
- 52 hours per semester
- Preparation for an examination (30-60)
- 60 hours per semester
- Preparation for comprehensive test (10-40)
- 30 hours per semester
|
| prerequisite |
|---|
| Knowledge |
|---|
| orientovat se na úrovni základního kurzu fyziky KFY/FYA1 |
| orientovat se v diferenciálním a integrálním počtu |
| orientovat se v základech maticového a vektorového počtu |
| Skills |
|---|
| integrovat a derivovat (rovněž parciální derivace) |
| řešit základní typy obyčejných diferenciálních rovnic |
| learning outcomes |
|---|
| Knowledge |
|---|
| orientovat se v otázce druhého termodynamického zákona a obecného principy nerovnovážné termodynamiky |
| vysvětlit základy chemické termodynamiky |
| orientovat se v základních způsobech fyzikálního popisu živých organismů |
| orientovat se v otázce rovnovážná termodynamika jako kompletní, logicky propojený systém |
| vysvětlit pojem entropie |
| Skills |
|---|
| řešit jednoduché úlohy z rovnovážní nerovnovážné termodynamiky, má však dobrý základ i pro řešení složitějších problémů z oblasti živých systémů a chemických reakcí |
| velmi dobře své znalosti uplatnit i v pedagogickém působení na všech úrovních terciárního vzdělávání |
| student je schopen uplatnit své odborné znalosti k další specializaci v oblasti kontinuální fyziky a termomechaniky |
| student je schopen velmi dobře získané znalosti uplatnit i v pedagogickém působení |
| Competences |
|---|
| N/A |
| teaching methods |
|---|
| Knowledge |
|---|
| Lecture |
| assessment methods |
|---|
| Oral exam |
|
Recommended literature
|
-
Dvořák, Ivan; Andrej, Ladislav; Maršík, František. Biotermodynamika. Vyd. 1. Praha : Academia, 1982.
-
Kondepudi, Dilip; Prigogine, Ilya. Modern thermodynamics : from heat engines to dissipative structures. Chichester : John Wiley & Sons, 1998. ISBN 0-471-97393-9.
-
Kvasnica, Jozef. Termodynamika. Vyd. 1. Praha : SNTL, 1965.
|