Cilvēka ķermenis ģenerē elektrību

2024 Autors: Sherilyn Boyd | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2023-12-16 09:37

Lai sāktu, ir nepieciešams nedaudz izskaidrot to, kas īsti ir elektroenerģija. Ja jūs jau to zināt, izlaidiet pāris punktus. Ja nē, lasīt tālāk!

Ko lielākā daļa cilvēku domā par elektrību, ir vienkārši elektriska lādiņa vai potenciāla kustība. Dažreiz pazīstams kā sekundārais enerģijas avots vai enerģijas nesējs, no enerģijas avota ir jāizveido tāda elektrība, kas spēlē visu, sākot no mūsu televizoriem līdz mūsu automašīnām. Kad runa ir par elektrību, ir neskaitāmi avoti, kas var radīt elektroenerģiju. Visizplatītākie enerģijas avoti masveida ražošanai ir hidroelektrostacijas, kodolenerģija, saules un vēja enerģija. Tehnoloģiskie sasniegumi ļāva mums izmantot šīs enerģijas, lai radītu brīnumus, piemēram, deju roboti un viedtālruņu lukturīši.

Ko mēs izmantojam no šiem enerģijas avotiem? Spēks elektronu pārvietošanai. Ja jūs domājat par jaunāko vidusskolas zinātņu klasi, atcerieties, ka dažādos atomos ir atšķirīgs protonu skaits, elektroni un neitroni. Protoni ir pozitīvi, elektroni ir negatīvi un neitroni ir neitrālie.

Katrs pamata elements, piemēram, skābeklis, ko jūs elpojat, un nātrijs un kālijs, ko ēdat, ir zināms skaits protonu un elektronu, kas nošķir to no citiem elementiem. Lielākajai daļai elementu ir tāds pats elektronu skaits kā protoniem. Tas nodrošinās līdzsvaru starp negatīviem un pozitīviem maksājumiem. Protoni dzīvo atoma kodolā (centrā), savukārt elektroni rotē ap kodolu.

Interesants fakts par elektroniem ir tāds, ka enerģija ir ierobežota ar noteiktu līmeni, kas pazīstams kā čaumalas. Šie apvalki ļauj noteiktām telpām starp rotējošo elektronu un centra protoniem, piemēram, kā planētas orbītā dažādos attālumos no saules. Tā kā negatīvi lādētie elektroni tiek piesaistīti pozitīvi uzlādētajiem protoniem, jo tālāk no atoma centra ir elektrons, jo brīvāk elektronam tiek novietots pie kodola, un jo vieglāk to izsist bez elektrona.

Elektroni atoma vistālākajā apvalkā, kas pazīstami kā valences apvalks, ir tik viegli saistīti ar kodolu, viņi diezgan viegli var notikt. Ja jūs saņemat pietiekami daudz enerģijas, lai pārtrauktu elektronu brīvu un izraisītu to kustību noteiktā virzienā, elektronu pie blakus esošā atoma vēnas apvalka pāriet uz šo atomu, jo, kā mēs zinām, lielākajā daļā gadījumu jums ir nepieciešams vienāds elektrons protonam attiecība elementā. Šie brīvi plūstošie elektroni ir tas, ko mēs izmantojam no ārējiem enerģijas avotiem. Tas ir tas, ko jūs saucat par elektrību.

Kad runa ir par cilvēka ķermeņa radīto elektrību, tās radītais enerģijas avots ir ķīmisks. Ķimikāliju radītā enerģija ir saistīta ar atomu un molekulu sastāvu. Visi elementi, kurus mēs uzņemam mūsu ķermeņos, piemēram, skābekļa, nātrija, kālija, kalcija, magnija utt., Ir specifiski elektriski uzlādējami, ti, tiem ir noteikts elektronu un protonu skaits. Dažādas ķimikālijas sastāv no dažādām molekulām. Kā šīs molekulas saista kopā un kā tās reaģē uz citām molekulām, kas atrodas pie tām, ir tas, kā ķimikālijas rada šādu enerģiju.

Kad mēs uzņemam mūsu pārtiku, tās lielās molekulas tiek sadalītas mazākās molekulās un elementos ar mūsu gremošanas sistēmu. Šīs mazākās molekulas un elementus mūsu šūnas var izmantot, lai veiktu darbu. Šo procesu sauc par šūnu elpošanu. Visām šīm molekulām un elementiem ir potenciāls radīt elektriskos impulsus, atkarībā no situācijas konkrētajā ķermeņa sistēmā tajā laikā.

Par konkrētu šāda veida lietojuma piemēru viens no visbiežāk minētajiem ķermeņa radītajiem elektrības strāvojumiem ir mūsu sirds ritms. Mūsu sirdīs ir ietverta šūnu grupa, kas atrodas īsajā augšējā labajā stūrī, ko sauc par jūsu Sinoatrial mezglu vai SA mezglu. SA mezgla šūnas (sirds ritma pacēlājs) satur elektrolītus gan šūnu iekšpusē, gan ārpus tām. Kā minēts iepriekš, daži no visbiežāk sastopamajiem elektrolītiem organismā ir nātrija, kālija, kalcija, magnija, fosfora un hlorīda. Nātrijs un kalcijs parasti atrodas ārpus SA mezglu šūnām un kālijs atrodas iekšā. Šīs specializētās šūnas ļauj daudz vairāk nātrija iekļūt šūnā, nekā ļauj kālijs to atstāt. Rezultāts ir nepārtraukti augošs pozitīvs maksājums. Kad šī maksa sasniegs noteiktu punktu, kalcija kanāli atveras šūnu membrānā un ļauj ievadīt arī kalciju. Tas padara šūnas iekšpusi ļoti pozitīvu, pazīstamu kā darbības potenciālu. Kad šis potenciāls sasniedz zināmu punktu, tam ir pietiekami daudz "varas", lai atbrīvotos no sirds nerviem. Ak ķīmijas brīnumi darbībā!

Elektrolīzes, kas šķērso šūnu membrānas, radot elektrības izlādi, ir tikai viens no neskaitāmiem veidiem, kā organisms izmanto ēdienu, ko mēs ēdam, lai radītu enerģiju un spēku strādāt.Bet, kad jūs jautā, kā ķermenis rada elektrību, atbilde ir tik vienkārša kā "ķīmija". Lai gan tas, iespējams, nešķiet tāds pats elektroenerģijas klāsts, kas spēj darboties datoram, kuru izmantojat tieši tagad, pēc būtības patiešām ir. Atšķirība ir tas, ko enerģijas avots izraisa elektronu plūsmu un kā šī plūsma radīja tā radītās reakcijas. Tātad, ja šīs mazās zinātniskās apmācības laikā tavas acis nebija glazētas, jūs tagad zināt garu atbildi uz savu jautājumu. Ja viņi to darīja, jūs arī zināt īso atbildi. Katrā ziņā es ceru, ka tas palīdzēja.

Bonus fakti:

• Cilvēki nevar vienīgi izmantot ķīmisko enerģiju, lai radītu elektroenerģiju. Baterijas ir vēl viens ļoti izplatīts ķīmiskās enerģijas piemērs. Jūs domājat, ka šāda veida izmantošana ir jauns tehnoloģiskais sasniegums, kuru var baudīt tikai mūsdienu cilvēks. Patiesība ir, lai gan ķīmiskās baterijas ir apmēram aptuveni 200 gadu pirms mūsu ēras! Vecākos pazīstamos šāda veida datus 1938. gadā pirmo reizi atklāja Wilhelm Konig tieši ārpus Bagdādes, Irākas. Līdz ar to tos sauc par "Bagdādes baterijām". Tie bija māla trauki, kuros bija vara cilindrs, kas ietvēra dzelzs stieni. Pierādījumi par skābi tika atklāti arī burkās. Lai gan pētnieki un zinātnieki turpina domāt par potenciālo izmantošanu un izcelsmi, zināms ir tas, ka precīzas kopijas ir spējīgas radīt apmēram 0,8-2 volti elektriskās strāvas.
• Mēs, cilvēki, esam ļoti radoši radījumi, un tādējādi mēs radām jaunus un aizraujošus veidus, kā izmantot spēkus mūsu ķermeņos. Viens no interesantākajiem veidiem, ko es pēdējā laikā atradu, ir izveidot zibspuldzi, kuras barošana ir tikai mūsu ķermeņa siltums. Šogad Kanijas Viktorijas Ann Makosinskis izgāja zibspuldzi, kuru darbina tikai turot to. Šis sasniegums ieguva vietu finālistam Google Science Fair. Tiem, kuri domā, ka šādi varoņi ir paredzēti tikai pieaugušajiem ar lielu dzīves pieredzi un izglītību, Ann ir tikai 15 gadus vecs! Nopietni viss pārējais no jums, kas ir 15. Varbūt nedaudz mazāk XBOX un nedaudz vairāk eksperimentējot. Ann liek jums visiem izskatīties slikti.
• Tā kā mūsu sirdīs radītais elektriskā impulss ir tikai tas, ka elektrība. Iekārta, uz kuras ārsti apskata, lai noteiktu, kā darbojas jūsu sirds (elektrokardiogramma vai EKG), ir tikai elektriskās strāvas mērījums, un tas ir ceļš. To 1903. gadā izgudroja Dr Willhelm Einthoven. Tā kā šis rīks vienkārši mēra elektrisko strāvu sirdī, nevis faktisko sirds spiedienu, monitorā var būt pilnīgi normāls ritms un tas joprojām ir miris. Tas ir pazīstams kā PEA vai nepilnīgs elektriskās aktivitātes. Ja redzat, ka plakne līnija uz ekrāna, un medmāsas sāk raudāt un ārsti sāk vilties ar savām galvas vilšanos, tas nozīmē, ka sirdī nav elektriskās aktivitātes, un jūs, visticamāk, mirsit. Ja jūs interesē, kā lasīt EKG, tas tiešām nav tik grūti, un man tev ir jāiet.