Jak ludzkie ciało wytwarza energię elektryczną

2024 Autor: Sherilyn Boyd | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-16 09:39

Na początek trzeba trochę wyjaśnić, czym dokładnie jest prąd. Jeśli już to wiesz, możesz pominąć kilka akapitów. Jeśli nie, czytaj dalej!

To, co większość ludzi uważa za energię elektryczną, to po prostu ruch ładunku elektrycznego lub potencjału. Czasami znany jako wtórne źródło energii lub nośnik energii, energia elektryczna, która zasila wszystko, od naszych telewizorów po nasze samochody, musi być stworzona z jakiegoś źródła energii. Jeśli chodzi o elektryczność, istnieje niezliczona liczba źródeł, które mogą wytwarzać energię elektryczną. Najpowszechniejszymi źródłami energii do produkcji masowej są hydroelektrownie, energia jądrowa, energia słoneczna i wiatrowa. Postęp technologiczny pozwolił nam wykorzystać te energie, aby dać nam cuda, takie jak tańczące roboty i latarki z inteligentnym telefonem.

Co wykorzystujemy z tych źródeł energii? Moc poruszania elektronów. Jeśli powrócisz do klasy średniej w gimnazjum, możesz pamiętać, że różne atomy mają różną liczbę protonów, elektronów i neutronów. Protony są dodatnie, elektrony są ujemne, a neutrony neutralne.

Każdy podstawowy element, taki jak tlen, którym oddychasz, oraz sód i potas, które jesz, mają pewną liczbę protonów i elektronów, które odróżnią je od innych elementów. Większość elementów ma tę samą liczbę elektronów, co protony. Zapewni to równowagę pomiędzy ujemnymi i dodatnimi opłatami. Protony rezydują w jądrze (centrum) atomu, podczas gdy elektrony obracają się wokół jądra.

Ciekawostką dotyczącą elektronów jest to, że energia, którą posiadają, jest ograniczona do określonych poziomów znanych jako muszle. Te muszle pozwalają na specyficzne przestrzenie między wirującym elektronem a centralnym protonem - podobnie jak planety krążą w różnych odległościach od Słońca. Ponieważ ujemnie naładowane elektrony są przyciągane do dodatnio naładowanych protonów, im dalej od centrum atomu znajduje się elektron, tym bardziej luźno elektron jest trzymany w jądrze i tym łatwiej jest oderwać ten elektron od niego.

Elektrony znajdujące się w najbardziej zewnętrznej skorupie atomu, znanej jako skorupa walencyjna, są tak luźno związane z jądrem, że mogą się łatwo oderwać. Jeśli otrzymasz energię wystarczającą do rozbicia elektronu i spowodowania jej poruszania się w określonym kierunku, elektron w powłoce walencyjnej sąsiedniego atomu przepłynie do tego atomu, ponieważ jak wiemy, w większości przypadków potrzebny jest równy elektron do protonu współczynnik w elemencie. Te swobodnie płynące elektrony są tym, co wykorzystujemy z zewnętrznych źródeł energii. Oto, co nazywasz elektrycznością.

Jeśli chodzi o elektryczność wytwarzaną w ludzkim ciele, źródło energii, które ją wytwarza, jest chemiczne. Energia wytworzona przez chemikalia ma związek ze składem atomów i obecnych cząsteczek. Wszystkie elementy, które przyjmujemy do naszych ciał, takie jak tlen, sód, potas, wapń, magnez itp. Mają określony ładunek elektryczny - co oznacza, że mają określoną liczbę elektronów i protonów. Różne substancje chemiczne składają się z różnych cząsteczek. W jaki sposób te cząsteczki są ze sobą powiązane i jak reagują na inne molekuły w ich pobliżu, to w jaki sposób chemikalia wytwarzają taką energię.

Kiedy wchłaniamy nasze pokarmy, duże cząsteczki w nim zawarte są rozkładane na mniejsze cząsteczki i elementy przez nasz układ trawienny. Te mniejsze cząsteczki i elementy mogą być używane przez nasze komórki do pracy. Ten proces nazywa się oddychaniem komórkowym. Wszystkie te cząsteczki i pierwiastki mają potencjał do tworzenia impulsów elektrycznych, w zależności od sytuacji w danym systemie ciała w tym czasie.

Dla konkretnego przykładu tego rodzaju rzeczy w akcji, jednym z najczęściej wymienianych prądów elektrycznych tworzonych przez ciało jest nasz rytm serca. Nasze serca zawierają grupę komórek, które znajdują się w górnej prawej części znanej jako twój węzeł Sinoatrial lub węzeł SA w skrócie. Komórki w węźle SA (rozrusznik serca) zawierają elektrolity zarówno wewnątrz, jak i na zewnątrz komórek. Niektóre z najczęstszych elektrolitów w organizmie, jak wspomniano wcześniej, to sód, potas, wapń, magnez, fosfor i chlorek. Sód i wapń zwykle znajdują się poza komórkami węzłów SA, a potas znajduje się w jego wnętrzu. Te wyspecjalizowane komórki umożliwiają znacznie więcej sodu do wejścia do komórki niż pozwalają na opuszczenie go przez potas. Rezultatem jest stale rosnący ładunek dodatni. Gdy ten ładunek osiąga pewien punkt, kanały wapniowe otwierają się w błonie komórkowej i umożliwiają wejście wapnia. To sprawia, że wnętrze komórki jest bardzo pozytywne, znane jako potencjał czynnościowy. Kiedy ten potencjał osiągnie pewien punkt, ma wystarczająco dużo "mocy", aby rozładować nerwy serca. Ach, cuda chemii w akcji!

Elektrolity przechodzące przez błony komórkowe wytwarzające wyładowania elektryczne są tylko jednym z niezliczonych sposobów, w jakie organizm wykorzystuje spożywaną żywność, aby stworzyć energię i moc do pracy.Ale kiedy pytasz, jak ciało wytwarza elektryczność, odpowiedź jest tak prosta, jak "chemia". Chociaż może się wydawać, że nie jest to ta sama energia elektryczna, która zasila komputer, którego używasz właśnie teraz, tak naprawdę jest. Różnica polega na tym, jakie źródło energii spowodowało przepływ elektronów i jak ten przepływ spowodował reakcje, które wywołał. Więc jeśli twoje oczy nie błyszczały podczas tego małego samouczka nauki, teraz znasz długą odpowiedź na twoje pytanie. Jeśli tak, znasz także krótką odpowiedź. Tak czy siak, miałem nadzieję, że pomogło.

Dodatkowe fakty:

• Ludzie nie są jedyną rzeczą, która wykorzystuje energię chemiczną do wytwarzania energii elektrycznej. Baterie to kolejny niezwykle powszechny przykład wykorzystywania energii chemicznej. Można by pomyśleć, że tego typu uprzęże to nowe osiągnięcie technologiczne, z którego mógł korzystać tylko współczesny człowiek. Prawda jest taka, że baterie chemiczne istnieją już od około 200 pne! Najstarsze znane tego typu odkrył w 1938 r. Wilhelm Konig tuż za Bagdadem w Iraku. W związku z tym są one znane jako "baterie Bagdadu". Były to gliniane słoiki zawierające miedziany cylinder, który otoczył żelazny pręt. W słoikach znaleziono również dowód na obecność kwasu. Podczas gdy naukowcy i naukowcy nadal spierają się o potencjalne zastosowanie i pochodzenie, wiadomo, że dokładne repliki mają moc tworzenia około. 8-2 woltów prądu elektrycznego.
• My, ludzie, jesteśmy bardzo pomysłowymi stworzeniami i jako tacy tworzymy nowe i ekscytujące sposoby na wykorzystanie mocy w naszych ciałach. Jednym z najciekawszych sposobów, jakie ostatnio odkryłem, jest stworzenie latarki zasilanej wyłącznie ciepłem naszego ciała. W tym roku Ann Makosinski z Victoria w Kanadzie wynalazła latarkę napędzaną przez trzymanie jej. Osiągnięcie to zapewniło jej miejsce finalisty konkursu Google Science Fair. Dla tych, którzy myślą, że takie wyczyny są przeznaczone tylko dla dorosłych z dużą ilością doświadczenia życiowego i edukacji, Ann ma zaledwie 15 lat! Poważnie wszyscy pozostali z was, którzy są 15. Może trochę mniej XBOX i trochę więcej eksperymentowania. Ann sprawia, że wszyscy wyglądasz źle.
• Ponieważ impuls elektryczny stworzony przez nasze serca jest właśnie taki, elektryczność. Maszyna, którą patrzą lekarze, aby określić, jak działa twoje serce (elektrokardiogram lub EKG), jest po prostu miarą tego prądu elektrycznego i jego ścieżki. Został wynaleziony w 1903 roku przez dr Willhelma Einthovena. Ponieważ to narzędzie po prostu mierzy prąd elektryczny w sercu, a nie faktyczne ściśnięcie samego serca, możesz mieć idealnie normalny rytm na monitorze i nadal być martwym. Jest to znane jako PEA lub elektryczną aktywność bez pulsu. Jeśli widzisz tę płaską linię na ekranie i pielęgniarki zaczynają płakać, a lekarze zaczynają potrząsać głową z rozczarowaniem, oznacza to, że w sercu nie ma aktywności elektrycznej, a najprawdopodobniej jesteś martwy. Jeśli jesteś ciekawy jak czytać EKG, to naprawdę nie jest tak trudne i mam cię przykryte.