Kako človeško telo ustvarja električno energijo

2024 Avtor: Sherilyn Boyd | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2023-12-16 09:38

Za začetek je potrebno malo pojasniti, kaj točno je električna energija. Če to že veste, vas prosimo, da preskočite par odstavkov. Če ne, preberite!

Kaj večina ljudi misli, da je električna energija preprosto gibanje električnega naboja ali potenciala. Včasih znan kot sekundarni vir energije ali energetski nosilec, je treba električno energijo, ki vse od televizijskih sprejemnikov uvrsti v naše avtomobile, ustvariti iz nekega vira energije. Ko gre za električno energijo, obstaja nešteto virov, ki lahko ustvarjajo električno energijo. Najpogostejši viri energije za masovno proizvodnjo so hidroelektrični, jedrski, sončni in veterni. Tehnološki napredek nam je omogočil izkoriščanje teh energij, da bi nam dali čudeže, kot so plesni roboti in pametne telefonske svetilke.

Kaj smo izkoristili iz teh virov energije? Moč premikanja elektronov. Če razmišljate nazaj na nižjo srednjo šolo, se lahko spomnite, da imajo različni atomi različno število protonov, elektronov in nevtronov. Protoni so pozitivni, elektroni so negativni in nevtroni nevtralni.

Vsak osnovni element, kot je kisik, ki ga dihate, in natrij in kalij, ki jih jeste, imajo določeno število protonov in elektronov, ki ga bodo razlikovali od drugih elementov. Večina elementov ima enako število elektronov kot protone. To bo omogočilo ravnovesje med negativnimi in pozitivnimi stroški. Protoni prebivajo v jedru (središču) atoma, medtem ko se elektroni vrtijo okoli jedra.

Zanimivo dejstvo o elektronih je, da imajo energijo omejene na določene ravni, znane kot lupine. Te lupine omogočajo specifične prostore med rotirajočim elektronom in središčnimi protoni, podobno, kako planeti orbita na različnih razdaljah od sonca. Ker negativno nabitih elektronov pritegnejo pozitivno nabitih protonov, bolj oddaljen od središča atoma je elektron, tem bolj je ohlapnejši, da se elektron zadrži v jedru in lažje je, da je to elektrono brez nje.

Elektroni v zunanji lupini atoma, znani kot valenčna lupina, so tako ohlapno povezani z jedrom, lahko se zlahka odcepijo. Če dobite dovolj energije, da bi zlomili brez elektronov in se premaknili v določeni smeri, se bo elektron v valenčni lupini sosednjega atoma dotaknil tega atoma, ker kot vemo, v večini primerov potrebujete enak elektron v proton razmerje v elementu. Ti prosti tekoči elektroni so tisti, ki jih izkoriščamo iz zunanjih virov energije. To je tisto, kar se nanaša na električno energijo.

Ko gre za električno energijo, ustvarjeno v človeškem telesu, je vir energije, ki ga ustvarja, kemično. Energija, ki jo ustvarjajo kemikalije, je povezana s sestavo prisotnih atomov in molekul. Vsi elementi, ki jih vnašamo v naša telesa, kot so kisik, natrij, kalij, kalcij, magnezij itd, imajo posebno električno energijo - kar pomeni, da imajo določeno število elektronov in protonov. Različne kemikalije so sestavljene iz različnih molekul. Kako so te molekule vezane skupaj in kako reagirajo na druge molekule blizu njih je, kako kemikalije ustvarjajo takšno energijo.

Ko vzamemo v našo hrano, so velike molekule v njej razdeljene na manjše molekule in elemente našega prebavnega sistema. Te manjše molekule in elemente lahko uporabljajo naše celice za delo. Ta proces se imenuje celično dihanje. Vse te molekule in elementi imajo potencial za ustvarjanje električnih impulzov, odvisno od situacij v določenih telesnih sistemih takrat.

Za konkreten primer takšne stvari v akciji je eden od najpogosteje omenjenih električnih tokov, ki ga ustvarja telo, naš srčni ritem. Naša srca vsebujejo skupino celic, ki ležijo v zgornjem desnem delu, ki je kratka za vašo Sinoatrial vozlišče ali SA vozlišče. Celice v vozlišču SA (srčni spodbujevalnik srca) vsebujejo elektrolite tako znotraj kot zunaj celic. Nekateri najpogostejši elektroliti znotraj telesa, kot smo že omenili, so natrij, kalij, kalcij, magnezij, fosfor in klorid. Natrijev in kalcij običajno ležita izven SA celic vozlišča in v njej je kalij. Te specializirane celice omogočajo veliko več natrija, da vstopijo v celico, ne da bi jo pustili, da bi ga kalij pustil. Rezultat je stalno naraščajoč pozitiven naboj. Ko ta naboj doseže določeno točko, se v celični membrani odprejo kalcijevi kanali in omogočajo vstop kalcija. Zaradi tega je notranjost celice izjemno pozitivna, znana kot akcijski potencial. Ko ta potencial doseže določeno točko, ima dovolj "moči" za odvajanje živčnih src. Ah čudeže kemije v akciji!

Elektroliti, ki prehajajo skozi celične membrane, ki ustvarjajo električna praznjenja, je le eden izmed neštetih načinov, v katerih telo uporablja hrano, ki jo jedo, da ustvarja energijo in moč za delo.Toda, ko sprašujete, kako telo ustvarja električno energijo, je odgovor enostaven kot "kemija". Čeprav se to morda ne zdi enaka električna energija, ki jo uporablja računalnik, ki ga trenutno uporabljate, je v resnici resnično. Razlika je v tem, kakšen vir energije je povzročil pretok elektronov in kako je ta tok ustvaril reakcije, ki jih je naredil. Torej, če se med tem malim učnim vadbo oči ne očarajo, sedaj poznate dolg odgovor na vaše vprašanje. Če so to storili, poznam tudi kratek odgovor. Kakorkoli, upala sem, da je to pomagalo.

Bonus Dejstva:

• Ljudje niso edina stvar, ki izkorišča kemično energijo za ustvarjanje električne energije. Baterije so še en zelo pogost primer uporabe kemične energije. Morda mislite, da je ta vrsta izkoriščanja nov tehnološki dosežek, ki ga je užival samo sodoben človek. Resnica je, čeprav so bile kemične baterije okoli približno 200 BC! Najstarejšo znano o tej vrsti so prvič odkrili leta 1938, ki ga je Wilhelm Konig izven Bagdada v Iraku. Zato so znani kot "baterije Bagdad". Bile so gline, ki so vsebovale bakreno jeklenko, ki je zaprla železno palico. Dokazi o kislini so našli tudi v kozarcih. Medtem ko raziskovalci in znanstveniki še naprej trdijo, da obstaja potencialna uporaba in izvor, je znano, da imajo natančne replike moč, da ustvarijo približno 8-2 voltov električnega toka.
• Smo ljudje zelo genialna bitja in kot taka ustvarjajo nove in zanimive načine za izkoriščanje moči v naših telesih. Eden izmed najbolj zanimivih načinov, ki sem ga v zadnjem času našel, je ustvariti svetilko, ki jo poganja le naša toplota telesa. Letos je Ann Mcosinski iz Victoria, Kanada, izumila svetilko, ki jo poganja preprosto drži. Dosežek si je zaslužil kot finalist na Google Science Fair. Za tiste, ki mislijo, da so taki podvigi samo za odrasle z veliko življenjskimi izkušnjami in izobraževanjem, je Ann star 15 let! Resno vse ostalo od tam, kdo je 15. Mogoče malo manj XBOX in malo več eksperimentiranja. Ann vas je vse naredila slabo.
• Ker je električni impulz, ki ga ustvarijo naša srca, prav to, elektrika. Stroj, ki ga zdravniki gledajo, da bi ugotovili, kako deluje srce (elektrokardiogram ali EKG), je merilo tega električnega toka in to je pot. To je izumil leta 1903 dr. Willhelm Einthoven. Ker to orodje preprosto meri električni tok v srcu in ne dejansko stiskanje samega srca, bi lahko imel na zaslonu povsem normalno videti ritem in še vedno mrtev. To je znano kot PEA ali brezpilotna električna aktivnost. Če vidite, da ravna črta na zaslonu in medicinske sestre začnejo jokati in zdravniki začnejo razburkati svoje glave, to pomeni, da v srcu ni električnega delovanja in ste najverjetneje mrtvi. Če ste radovedni, kako prebrati EKG, to res ni tako težko in sem vas pokril.