Ako ľudské telo generuje elektrickú energiu

2024 Autor: Sherilyn Boyd | [email protected]. Naposledy zmenené: 2023-12-16 09:38

Na začiatok je potrebné vysvetliť trochu o tom, čo presne je elektrická energia. Ak už to viete, neváhajte a preskočte pár odsekov. Ak nie, prečítajte si ďalej!

Čo si väčšina ľudí myslí ako elektrická energia, je jednoducho pohyb elektrického náboja alebo potenciálu. Niekedy známy ako sekundárny zdroj energie alebo nosič energie, elektrina, ktorá napája všetko od našich televízorov až po naše autá, musí byť vytvorená z určitého zdroja energie. Pokiaľ ide o elektrickú energiu, existuje nespočetné množstvo zdrojov, ktoré môžu vytvárať elektrickú energiu. Najbežnejšie zdroje energie pre sériovú výrobu sú vodné elektrárne, jadrové, solárne a veterné. Technologické pokroky nám umožnili využiť tieto energie, aby nám dali zázraky, ako sú tanečné roboty a smart-telefónové baterky.

Čo využívame z týchto zdrojov energie? Sila na pohyb elektrónov. Ak si myslíte, že späť na triedu prírodovedných predmetov v strednej škole, možno si spomeniete, že rôzne atómy majú rôzne počty protónov, elektrónov a neutrónov. Protony sú pozitívne, elektróny sú negatívne a neutrony sú neutrálne.

Každý základný prvok, ako kyslík, ktorý dýchate, a sodík a draslík, ktoré konzumujete, majú určitý počet protónov a elektrónov, ktoré ho odlišujú od ostatných prvkov. Väčšina prvkov má rovnaký počet elektrónov ako protóny. Tým sa dosiahne rovnováha medzi negatívnymi a kladnými poplatkami. Protóny sa nachádzajú v jadre (stredu) atómu, zatiaľ čo elektróny sa otáčajú okolo jadra.

Zaujímavým faktom o elektrónoch je, že energia, ktorú majú, je obmedzená na špecifické úrovne známe ako mušle. Tieto náboje umožňujú špecifické priestory medzi rotujúcim elektrónom a strednými protónmi - podobne ako planéty obiehajú v rôznych vzdialenostiach od slnka. Pretože záporne nabité elektróny sú priťahované k kladne nabitým protónom, čím ďalej od stredu tohto elektrónu je elektrón, tým voľnejšie je elektrón držaný k jadru a tým ľahšie je tento elektrón zbavený.

Elektróny vo vonkajšom plášti atómu, známe ako valenčná škrupina, sú tak voľne viazané na jadro, môžu sa ľahko odtrhnúť. Ak dostanete dostatok energie na to, aby ste zlomili elektrón a dostali jeho pohyb v určitom smere, elektrón vo valenčnom plášti priľahlého atómu prúdi k tomuto atómu, pretože, ako vieme, vo väčšine prípadov potrebujete rovnaký elektrón k protónu v prvku. Tieto voľne tečúce elektróny sú to, čo využívame z vonkajších zdrojov energie. To je to, o čom hovoríte ako elektrinu.

Pokiaľ ide o elektrickú energiu vytvorenú v ľudskom tele, zdroj energie, ktorý ju vytvára, je chemický. Energia vytvorená chemikáliami má čo do činenia so zložením prítomných atómov a molekúl. Všetky prvky, ktoré berieme do tela, ako kyslík, sodík, draslík, vápnik, horčík atď. Majú špecifický elektrický náboj, čo znamená, že majú špecifický počet elektrónov a protónov. Rôzne chemikálie sa skladajú z rôznych molekúl. Ako sú tieto molekuly navzájom spojené a ako reagujú na iné molekuly, ktoré sú v ich blízkosti, je to, ako chemikálie vytvárajú takú energiu.

Keď vezmeme naše jedlo, veľké molekuly v ňom sú rozdelené na menšie molekuly a prvky nášho tráviaceho systému. Tieto menšie molekuly a prvky môžu byť naše bunky použité na prácu. Tento proces sa nazýva bunkové dýchanie. Všetky tieto molekuly a prvky majú potenciál vytvoriť elektrické impulzy v závislosti od situácie v rámci konkrétnych systémov tela v tom čase.

Pre špecifický príklad tohto druhu vecí v činnosti je jedným z najčastejšie spomenutých elektrických prúdov vytvorených telom náš srdcový rytmus. Naše srdcia obsahujú zoskupenie buniek, ktoré sa nachádzajú v pravej hornej časti známej ako skratka Sinoatrial alebo SA uzol. Bunky v uzle SA (kardiostimulátor srdca) obsahujú elektrolyty vnútri aj mimo buniek. Niektoré z najčastejších elektrolytov v tele, ako bolo uvedené vyššie, sú sodík, draslík, vápnik, horčík, fosfor a chlorid. Sodík a vápnik sa obyčajne nachádzajú mimo bunky uzlov SA a draslík leží vnútri. Tieto špecializované bunky umožňujú, aby do bunky vstúpilo oveľa viac sodíka, než aby sa nechal draslík opustiť. Výsledkom je neustále rastúci pozitívny náboj. Akonáhle tento náboj dosiahne určitý bod, kalcium kanály sa otvoria v bunkovej membráne a umožnia vstup vápnika rovnako. Tým je vnútorný priestor bunky extrémne pozitívny, známy ako akčný potenciál. Akonáhle tento potenciál dosiahne určitý bod, má dostatok "sily" na vyčerpanie nervov srdca. Ach zázraky chémie v akcii!

Elektrolyty prechádzajúce bunkovými membránami, ktoré vytvárajú elektrické výboje, sú len jedným z nespočetných spôsobov, ako telo používa potravu, ktorú jeme, aby sme vytvorili energiu a silu na prácu.Ale keď sa pýtate, ako telo vytvára elektrickú energiu, odpoveď je tak jednoduchá ako "chémia". Hoci to nemusí vyzerať ako tá istá elektrina, ktorá napája počítač, ktorý práve teraz používate, v jeho jadre je to naozaj. Rozdiel je, aký zdroj energie spôsobil tok elektrónov a ako tento tok vyvolal reakcie, ktoré urobil. Takže ak vaše oči počas tejto malej prírodovedeckej výučby neprežiarili, teraz poznáte dlhú odpoveď na vašu otázku. Ak áno, viete aj krátku odpoveď. Či tak alebo onak, dúfal som, že to pomohlo.

Bonusové fakty:

• Ľudia nie sú jediné, čo využíva chemickú energiu na výrobu elektrickej energie. Batérie sú ďalším veľmi bežným príkladom využitia chemickej energie. Možno si myslíte, že tento typ využitia je nový technologický úspech, ktorý sa tešil len modernému človeku. Pravdou je, že chemické batérie boli okolo roku 200 pnl! Najstaršie známe tohto typu boli prvýkrát objavené v roku 1938 Wilhelmom Konigom mimo Bagdadu v Iraku. V dôsledku toho sú známe ako "batérie v Bagdade". Boli to hlinené nádoby, ktoré obsahovali medený valec, ktorý obklopoval železnú tyč. Dôkaz o kyseline bol tiež nájdený v pohároch. Zatiaľ čo vedci a vedeckí pracovníci naďalej argumentujú tam, kde je potenciálne použitie a pôvod, je známe, že presné repliky majú silu vytvoriť približne.8-2 voltov elektrického prúdu.
• My ľudia sú veľmi dômyselné bytosti a ako také vytvárajú nové a vzrušujúce spôsoby, ako využiť silu v našom tele. Jedným z najzaujímavejších spôsobov, aké som v poslednej dobe našiel, je vytvoriť baterku poháňanú iba teplom tela. Tento rok Ann Makosinski z Victoria, Kanada vynašiel baterku, ktorá je poháňaná jednoduchým držaním. Úspech jej získala miesto ako finalista na Vedeckom veľtrhu Google. Pre tých, ktorí si myslí, že takéto činy sú len pre dospelých s veľkým množstvom životných skúseností a vzdelania, Ann je len 15 rokov! Vážne, všetci ostatní ste tam, ktorí sú 15. Môže to byť o niečo menej XBOX a o niečo viac experimentujúce. Ann vás vyzerá zle.
• Pretože elektrický impulz, ktorý vytvára naše srdce, je práve to, elektrina. Stroj, na ktorý sa lekári pozerajú, aby určili, ako funguje vaše srdce (elektrokardiogram alebo EKG), je jednoducho meradlom elektrického prúdu a jeho dráhy. To bolo vynájdené v roku 1903 Dr. Willhelm Einthoven. Keďže tento nástroj jednoducho meria elektrický prúd v srdci a nie skutočné stlačenie srdca, mohol by ste mať na monitore dokonale normálny rytmus a ešte mŕtvy. Toto je známe ako PEA alebo elektrická aktivita bez impulzov. Ak vidíte, že rovnú čiaru na obrazovke a sestry začnú plakať a lekári začínajú krútia hlavami sklamaním, to znamená, že nie je elektrická aktivita v srdci, a ste s najväčšou pravdepodobnosťou mŕtvy. Ak ste zvedaví, ako čítať EKG, je to naozaj nie tak ťažké a mám vás zastrešiť.