Beste Student,
Deze samenvatting bevat de stof van het vak ‘Bouwstenen van het
leven’ van de studie Gezondheid en Leven aan de VU. De
samenvatting is geschreven in studiejaar 2020-2021. Het bevat
uitgewerkte aantekeningen van de hoorcolleges en afbeeldingen voor
meer uitleg.
Ik raad aan om veel te oefenen met de quizzen die worden
vrijgegeven op canvas tijdens de cursus en voor meer uitleg te kijken
naar video’s op YouTube per onderwerp.
Ik hoop dat deze samenvatting jou wat meer inzicht kan geven over de
onderwerpen die voorbij komen en je helpt bij het leren van het
tentamen.
Succes!
,Tentamen Bouwstenen & Leven
ELEMENTS & ENERGIES
ENERGY
Internal energy
Systeem-> waar je naar kijkt (molecuul, cel, organisme)
Omgeving-> alles behalve het systeem
Vormen van energie
Werk verrichten op het systeem (w > 0)
Werk laten verrichten op het systeem (w<0)
Warmte in het systeem transfereren (q>0)
Warmte uit het systeem transfereren (q<0)
∆U= verandering van de inwendige energie
∆U= q + w
∆U= Ueind – Ustart
1 calorie = 4,1858 J
1e hoofdwet thermodynamica
Energie kan niet worden gegenereerd/ Het kan niet worden gemaakt/ Het kan ook niet
verdwijnen.
Je kan het alleen transformeren.
Enthalpie
‘Warmte-inhoud’
Wat er gebeurt met een systeem als je er warmte aan toevoegt of uithaalt.
Vat samen wat er gebeurt met de warmte die je toevoert.
∆H = de hoeveelheid toegevoegde warmte
∆H = verandering van de inwendige energie en het volumewerk samen
∆H = ∆U + pV
Als het volume niet veranderd, is ∆H=∆U
Entropie
Toename aan wanorde
∆S = q/ T (hoeveelheid warmte/ temperatuur)
q= T∆S = ∆H
Bij water:
Vaste fase (moleculen zitten vast en kunnen alleen maar trillen; entropie laag)
Vloeibare fase (moleculen trillen en kunnen van plek veranderen; meer beweging; wanorde
hoger; hogere entropie)
Gasfase (moleculen bijna geen interactie met elkaar; hoogste entropie)
,Entropie en waarschijnlijkheid
Elke macrostate bevat Ω aantal microstates
Het aantal van deze microstates dat bij een bepaalde macrostate hoort heet multipliciteit(Ω)
S = Kb ln Ω
(Stel macrostate heeft een
energie(U) van 2, kan dat in
microstates via 10 verschillende
manieren: dus Ω = 10) (in deze
situatie!)
5 macrostates;
Ω -> 1. 1; 2.1; 3.4; 4.4; 5.6
W(waarschijnlijkheid) = bij
macrostate 1: 1/16 (1/2^4)
2e hoofdwet thermodynamica
In een geïsoleerd systeem moeten alle processen die spontaan optreden altijd de entropie
verhogen (∆S >0)
Een cel is vaak goed geregeld en geordend dus entropie is dan laag.
, • Doordat er energie in de cel wordt
gestopt, blijft de entropie laag.
• Door de processen in de cel ontstaat er
warmte die de cel verlaat.
• De warmte zorgt voor een verhoging van
de entropie in de omgeving
∆S totaal = ∆Somgeving + ∆Ssysteem > 0
• In het geheel neemt de entropie toe
Ezelsbrug 2e hoofdwet: Je kamer komt in wanorde
(niet opgeruimd) in een spontane reactie. Maar om je kamer weer op orde te krijgen moet je
energie stoppen in het opruimen. Dus processen die spontaan optreden verhogen altijd de
entropie.
Gibbs free energy
Endothermische reactie -> entropie gedreven ∆H = positief
Exothermische reactie -> enthalpie gedreven ∆H = negatief
∆G = ∆H - T∆S
Deze samenvatting bevat de stof van het vak ‘Bouwstenen van het
leven’ van de studie Gezondheid en Leven aan de VU. De
samenvatting is geschreven in studiejaar 2020-2021. Het bevat
uitgewerkte aantekeningen van de hoorcolleges en afbeeldingen voor
meer uitleg.
Ik raad aan om veel te oefenen met de quizzen die worden
vrijgegeven op canvas tijdens de cursus en voor meer uitleg te kijken
naar video’s op YouTube per onderwerp.
Ik hoop dat deze samenvatting jou wat meer inzicht kan geven over de
onderwerpen die voorbij komen en je helpt bij het leren van het
tentamen.
Succes!
,Tentamen Bouwstenen & Leven
ELEMENTS & ENERGIES
ENERGY
Internal energy
Systeem-> waar je naar kijkt (molecuul, cel, organisme)
Omgeving-> alles behalve het systeem
Vormen van energie
Werk verrichten op het systeem (w > 0)
Werk laten verrichten op het systeem (w<0)
Warmte in het systeem transfereren (q>0)
Warmte uit het systeem transfereren (q<0)
∆U= verandering van de inwendige energie
∆U= q + w
∆U= Ueind – Ustart
1 calorie = 4,1858 J
1e hoofdwet thermodynamica
Energie kan niet worden gegenereerd/ Het kan niet worden gemaakt/ Het kan ook niet
verdwijnen.
Je kan het alleen transformeren.
Enthalpie
‘Warmte-inhoud’
Wat er gebeurt met een systeem als je er warmte aan toevoegt of uithaalt.
Vat samen wat er gebeurt met de warmte die je toevoert.
∆H = de hoeveelheid toegevoegde warmte
∆H = verandering van de inwendige energie en het volumewerk samen
∆H = ∆U + pV
Als het volume niet veranderd, is ∆H=∆U
Entropie
Toename aan wanorde
∆S = q/ T (hoeveelheid warmte/ temperatuur)
q= T∆S = ∆H
Bij water:
Vaste fase (moleculen zitten vast en kunnen alleen maar trillen; entropie laag)
Vloeibare fase (moleculen trillen en kunnen van plek veranderen; meer beweging; wanorde
hoger; hogere entropie)
Gasfase (moleculen bijna geen interactie met elkaar; hoogste entropie)
,Entropie en waarschijnlijkheid
Elke macrostate bevat Ω aantal microstates
Het aantal van deze microstates dat bij een bepaalde macrostate hoort heet multipliciteit(Ω)
S = Kb ln Ω
(Stel macrostate heeft een
energie(U) van 2, kan dat in
microstates via 10 verschillende
manieren: dus Ω = 10) (in deze
situatie!)
5 macrostates;
Ω -> 1. 1; 2.1; 3.4; 4.4; 5.6
W(waarschijnlijkheid) = bij
macrostate 1: 1/16 (1/2^4)
2e hoofdwet thermodynamica
In een geïsoleerd systeem moeten alle processen die spontaan optreden altijd de entropie
verhogen (∆S >0)
Een cel is vaak goed geregeld en geordend dus entropie is dan laag.
, • Doordat er energie in de cel wordt
gestopt, blijft de entropie laag.
• Door de processen in de cel ontstaat er
warmte die de cel verlaat.
• De warmte zorgt voor een verhoging van
de entropie in de omgeving
∆S totaal = ∆Somgeving + ∆Ssysteem > 0
• In het geheel neemt de entropie toe
Ezelsbrug 2e hoofdwet: Je kamer komt in wanorde
(niet opgeruimd) in een spontane reactie. Maar om je kamer weer op orde te krijgen moet je
energie stoppen in het opruimen. Dus processen die spontaan optreden verhogen altijd de
entropie.
Gibbs free energy
Endothermische reactie -> entropie gedreven ∆H = positief
Exothermische reactie -> enthalpie gedreven ∆H = negatief
∆G = ∆H - T∆S
