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物理代写|热力学作业代写THERMODYNAMICS代考|MECH337 How Do I Measure the Energy Transitions during Metabolic Processes?

如果你也在 怎样代写热力学Thermodynamics MECH337这个学科遇到相关的难题,请随时右上角联系我们的24/7代写客服。热力学Thermodynamics的发展源于提高早期蒸汽机效率的愿望,特别是通过法国物理学家萨迪-卡诺(1824年)的工作,他认为发动机的效率是可以帮助法国赢得拿破仑战争的关键。苏格兰-爱尔兰物理学家开尔文勋爵在1854年首次提出了热力学的简明定义,其中指出:”热力学是关于热与作用在身体相邻部分之间的力的关系,以及热与电的关系的课题。”

 热力学Thermodynamics在热力学中,大型物体集合体之间的相互作用被研究和归类。这方面的核心是热力学系统及其周围环境的概念。一个系统是由粒子组成的,其平均运动定义了它的属性,而这些属性又通过状态方程相互关联。属性可以结合起来表达内能和热力学势,这对确定平衡和自发过程的条件很有用。

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物理代写|热力学作业代写THERMODYNAMICS代考|How Do I Measure the Energy Transitions during Metabolic Processes?

Metabolic processes are always associated with heat exchange with the environment. They are usually exothermic but can also be endothermic (Liu et al. 2001). The calorimetric monitoring of this heat exchange provides real-time information on the amount of biomass, its status and reproductive capacity and on the metabolic reaction sequence (Maskow and Paufler 2015). This is important, for example, in medicine, pharmacy and the food industry, where very small bacterial contaminations must be detected at an early stage, or in biotechnology where, conversely, high cell concentrations should convert educts into products with high space-time yields. The first application requires calorimeters which accurately sense very small amounts of heat. Since the metabolism is often strongly dependent on temperature, isothermal micro-calorimeters (IMCs) or Calvet calorimeters are preferentially used for such applications. In IMC or Calvet-type calorimeters, the thermoelectric effect is exploited, which correlates a heat flux $\dot{Q}$ detected by a thermoelectric device called a Peltier element with a Seebeck coefficient $\pi_{\mathrm{AB}}$ yielding a measurable current, $I$, or voltage. An equation describing this type of calorimeter written for a measured current is obtained if Equation $1.85$ is simplified for isothermal operation in a closed system and assuming a fixed metabolic stoichiometry,
$$
\Delta_{\mathrm{r}} H V r=\dot{Q} \approx-\dot{W}{\mathrm{el}}=\pi{\mathrm{AB}} I .
$$

物理代写|热力学作业代写THERMODYNAMICS代考|How Do I Measure Joule-Thomson Coefficients?

Heat, or more correctly, temperature, effects that are triggered by pressure changes are designated as Joule-Kelvin, Joule-Thomson or Kelvin-Joule effects. The Joule-Thomson effect is explained in Question 3.5.8. Here we consider only how the coefficient can be measured. When a gas expands through a valve or porous plug, the process is described quantitatively by the Joule-Thomson coefficient $\mu_{\mathrm{JT}}$ (Equation 3.118)
$$
\mu_{\mathrm{TT}}=\left(\frac{\partial T}{\partial p}\right){H}=\frac{V}{C{p}}(\alpha T-1) .
$$
The first of these two equations is the formal definition of the Joule-Thomson coefficient. The symbol $\alpha$ represents the coefficient of thermal expansion of the gas. Especially for the design of cooling processes such as air conditioners, heat pumps and liquefiers, $\mu_{\mathrm{JT}}$ is a key parameter.

The coefficient can be measured using an adiabatic flow calorimeter, shown in Figure 1.12. It consists of a thermally isolated tube with a throttle (a constriction), through which gas flows leading to a pressure drop across it, a resistance heater and a measured source of power $P$ downstream of the throttle, and a means of measuring the temperature and pressure before and after the throttle.

Material present upstream of the throttle at temperature $T_{1}$ and pressure $p_{1}$ passes at a rate $\dot{n}$ through the throttle where it emerges at temperature $T_{2}$ and pressure $p_{2}$ in an adiabatic enclosure where a power $P$ is applied to the resistor, $R$. For an amount of substance $n$, the First Law of Thermodynamics for an open system for this situation (Equation 1.75) becomes
$$
\Delta U=U_{2}-U_{1}=\frac{P n}{\dot{n}}+p_{1} V\left(T_{1}, p_{1}\right)-p_{2} V\left(T_{2}, p_{2}\right),
$$
where we assume that the tube is horizontal and that the kinetic energy of the gas is negligible as is often the case. In terms of the enthalpy, then
$$
H\left(T_{2}, p_{2}\right)-H\left(T_{1}, p_{1}\right)=P n / \dot{n} .
$$

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热力学代考

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代㓔过程总是与与环境的热交换有关。它们通常是放热的,但也可能是吸热的 (Liu et al. 2001)。这种热交换的量热监测可提供 有关生物量、其状态和等殖能力以及代㓔反应序列的实时信息 (Maskow 和 Paufler 2015) 。这很重要,例如,在医药、制药和 食品工业中,必须在早期阶段检测到非常小的细菌污染,或者在生物技术中,相反,高细胞浓度应该将离析物转化为具有高时空产 率的产品. 第一个应用需要量热计,它可以准确地恧应非常少量的热量。由于新陈代谢通常强烈依赖于温度,等温微量热计 (IMC) 或 Calvet 量热计优先用于此粂应用。在 IMC 或 Calvet 型热量计中,利用了热电效应,它与热通量相关联 $\dot{Q}$ 由具有塞贝克系数的 称为 Peltier 元件的热电装置检则 $\pi_{\mathrm{AB}}$ 产生可测量的电流, $I$ ,或电压。如果方程 $1.85$ 为在封闭系统中的等温操作而简化并假设固 定的代谢化学计量,
$$
\Delta_{\mathrm{r}} H V r=\dot{Q} \approx-\dot{W} \mathrm{el}=\pi \mathrm{AB} I
$$


物理代写|热力学作业代写THERMODYNAMICS代考|How Do I Measure JouleThomson Coefficients?


由压力变化触发的热效应,或者更准确地说是温度效应,称为焦耳-开尔文、焦耳-汤姆逊或开尔文-焦耳效应。焦耳-汤姆叕效应 在问题 3.5.8 中解释。这里我们只考虑如何测量系数。当气体通过北门或多孔塞嘭胀时,该过程由焦耳-沙姆逊系数定量描述 $\mu_{\mathrm{JT}}$ (公式 3.118)
$$
\mu_{\mathrm{TT}}=\left(\frac{\partial T}{\partial p}\right) H=\frac{V}{C p}(\alpha T-1) .
$$ 程的设计, $\mu_{\mathrm{JT}}$ 是一个关键参数。
该系数可以使用绝热流量热量计来测量,如图 $1.12$ 所示。它由一个带有节流㭖 (收缩) 的隔热管、一个电阻加热器和一个测量的电 源组成 $P$ 节气门的下游,是测量节气门前后温度和压力的一种手段。
在温度下存在于节流阀上游的材料 $T_{1}$ 和压力 $p_{1}$ 以一定的速度通过 $\dot{n}$ 通过节气门,它在温度下出现 $T_{2}$ 和压力 $p_{2}$ 在绝热外壳中,其中 电源 $P$ 施加到电阻器上, $R$. 对于一定量的物质 $n$ ,对于这种情况,开放系统的热力学第一定律 (方程 1.75) 变为
$$
\Delta U=U_{2}-U_{1}=\frac{P n}{\dot{n}}+p_{1} V\left(T_{1}, p_{1}\right)-p_{2} V\left(T_{2}, p_{2}\right)
$$
我们假设管子是水平的,并且通常情况下气体的动能可以忽略不计。就焓而言,那么
$$
H\left(T_{2}, p_{2}\right)-H\left(T_{1}, p_{1}\right)=P n / \dot{n} .
$$

物理代写|热力学作业代写Thermodynamics代考

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微观经济学代写

微观经济学是主流经济学的一个分支,研究个人和企业在做出有关稀缺资源分配的决策时的行为以及这些个人和企业之间的相互作用。my-assignmentexpert™ 为您的留学生涯保驾护航 在数学Mathematics作业代写方面已经树立了自己的口碑, 保证靠谱, 高质且原创的数学Mathematics代写服务。我们的专家在图论代写Graph Theory代写方面经验极为丰富,各种图论代写Graph Theory相关的作业也就用不着 说。

线性代数代写

线性代数是数学的一个分支,涉及线性方程,如:线性图,如:以及它们在向量空间和通过矩阵的表示。线性代数是几乎所有数学领域的核心。

博弈论代写

现代博弈论始于约翰-冯-诺伊曼(John von Neumann)提出的两人零和博弈中的混合策略均衡的观点及其证明。冯-诺依曼的原始证明使用了关于连续映射到紧凑凸集的布劳威尔定点定理,这成为博弈论和数学经济学的标准方法。在他的论文之后,1944年,他与奥斯卡-莫根斯特恩(Oskar Morgenstern)共同撰写了《游戏和经济行为理论》一书,该书考虑了几个参与者的合作游戏。这本书的第二版提供了预期效用的公理理论,使数理统计学家和经济学家能够处理不确定性下的决策。

微积分代写

微积分,最初被称为无穷小微积分或 “无穷小的微积分”,是对连续变化的数学研究,就像几何学是对形状的研究,而代数是对算术运算的概括研究一样。

它有两个主要分支,微分和积分;微分涉及瞬时变化率和曲线的斜率,而积分涉及数量的累积,以及曲线下或曲线之间的面积。这两个分支通过微积分的基本定理相互联系,它们利用了无限序列和无限级数收敛到一个明确定义的极限的基本概念 。

计量经济学代写

什么是计量经济学?
计量经济学是统计学和数学模型的定量应用,使用数据来发展理论或测试经济学中的现有假设,并根据历史数据预测未来趋势。它对现实世界的数据进行统计试验,然后将结果与被测试的理论进行比较和对比。

根据你是对测试现有理论感兴趣,还是对利用现有数据在这些观察的基础上提出新的假设感兴趣,计量经济学可以细分为两大类:理论和应用。那些经常从事这种实践的人通常被称为计量经济学家。

MATLAB代写

MATLAB 是一种用于技术计算的高性能语言。它将计算、可视化和编程集成在一个易于使用的环境中,其中问题和解决方案以熟悉的数学符号表示。典型用途包括:数学和计算算法开发建模、仿真和原型制作数据分析、探索和可视化科学和工程图形应用程序开发,包括图形用户界面构建MATLAB 是一个交互式系统,其基本数据元素是一个不需要维度的数组。这使您可以解决许多技术计算问题,尤其是那些具有矩阵和向量公式的问题,而只需用 C 或 Fortran 等标量非交互式语言编写程序所需的时间的一小部分。MATLAB 名称代表矩阵实验室。MATLAB 最初的编写目的是提供对由 LINPACK 和 EISPACK 项目开发的矩阵软件的轻松访问,这两个项目共同代表了矩阵计算软件的最新技术。MATLAB 经过多年的发展,得到了许多用户的投入。在大学环境中,它是数学、工程和科学入门和高级课程的标准教学工具。在工业领域,MATLAB 是高效研究、开发和分析的首选工具。MATLAB 具有一系列称为工具箱的特定于应用程序的解决方案。对于大多数 MATLAB 用户来说非常重要,工具箱允许您学习应用专业技术。工具箱是 MATLAB 函数(M 文件)的综合集合,可扩展 MATLAB 环境以解决特定类别的问题。可用工具箱的领域包括信号处理、控制系统、神经网络、模糊逻辑、小波、仿真等。

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