Енергія живої клітини

людина

Щодня організм людини виконує величезну роботу. Серце за день переганяє по нашому тілу близько 7 тисяч літрів крові, колосальну механічну роботу виконують м’язи нашого тіла, десятки літрів рідин фільтрують нирки, величезну невидиму хімічну роботу проробляє печінка, знешкоджуючи отруйні і непотрібні речовини і заново створюючи корисні, необхідні.

Якщо зібрати воєдино всю енергію, що витрачається нашим організмом щодня, то її вистачило б для того, щоб закип’ятити більше десяти відер води або перенести близько десятка концертних роялів на шпиль Ейфелевої вежі. І якби ми виконували роботу з коефіцієнтом корисної дії парових машин або двигуна внутрішнього згоряння, то по своєму апетиту б не поступалися легендарному Гаргантюа. Проте всім добре відомо, що ми задовольняємось в житті значно скромнішими кількостями їжі. У чому ж справа? Чому організм тварин примудряється при порівняно невеликих витратах їжі-палива виробляти роботу, можна сказати, за сімох? Вся справа зводиться до разючої економності роботи живих клітин і тканин, їх дбайливому відношенню до кожної витраченої калорії енергії. Наведемо деякі найбільш разючі приклади.

Геніальний німецький композитор Людвіг Ван Бетховен витратив на створення своєї дев’ятої симфонії приблизно стільки ж енергії мозку, скільки витратила б за той же час тьмяна 15-ватна лампочка. Так економно працює людський мозок. Саме завдяки цій же економності всім добре відомий світлячок – Іванов черв’як – виявляється кращою світлотехнікою у світі. У тілі світлячка розчинена особлива азотовмісна речовина – люциферин, що в перекладі з латинської мови означає «світлонесучий». Хімічна будова цієї речовини стала відома порівняно недавно.

Ця речовина наділена однією відмінною особливістю: у присутності особливого ферменту люциферази і джерела енергії – фосфоровмісних сполук вона починає світитися. Хімічна енергія фосфоровмісних сполук переводить один з електронів люциферина на верхній електронний рівень. Електрон цей, подібно метеориту, що падають з неба на землю, супроводжує своє падіння з верхнього збудженого рівня на вихідний світінням. У цей світловий сигнал вкладається практично вся енергія, витрачена на підйом. Ніщо при цьому не втрачається. Майже 97 відсотків енергії перетворюється на світло. Згадайте, що найкраща електрична лампочка розжарювання перетворює на світло всього 7 відсотків електричної енергії, а люмінесцентна – не більше 30 відсотків. Ось такий він світляк.

Нарешті, м’яз маленького молюска – анодонти (або беззубки, як його називають) – перламутрову внутрішню стулку якого всім, звичайно, доводилось бачити на берегах річок і на пляжах, – випереджає за коефіцієнтом корисної дії механічної роботи атомний двигун з якогось криголама. Адже м’яз, що замикає стулки цього молюска працює з коефіцієнтом корисної дії близько 80 відсотків.

Це означає, що тільки двадцять відсотків енергії, що витрачається м’язом беззубки витрачається даремно: вся ж інша енергія перетворена в механічну роботу. Нагадаємо, що жодна сучасна теплова машина не в змозі працювати з таким високим коефіцієнтом корисної дії: к. п. д. паровоза не більше 9 відсотків, двигуна внутрішнього згоряння близько 30.

Звичайно, приклади ці можна множити і множити. Але, обмежившись цими трьома – мозком, світлячком і м’язом, – задамося питанням: що саме, які механізми забезпечують настільки високий коефіцієнт їх корисної дії?

Автор: С. Конєв.

Далі буде.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *