Въпреки това, говори за ролята на ентропия като възможности на процеса мярка, трябва да се отбележи, че "мъдростта на живите системи" е показано тук. Енергийна метаболизъм ги организира, така че те могат да получат термодинамичен критерий за ентропия и те се случват възможно, но също така е невъзможно не само от термодинамична гледна точка реакцията на. Това всички реакции, за които се намалява ентропията и свободната енергия се увеличава, - биосинтезата на различни вещества, работата на активни транспортни системи и т.н. Как успя да направи биологични обекти? Това е възможно благодарение на така наречения механизъм на енергия свързване. Същността на това свързване е, че е възможно от гледна точка критерий реакцията на ентропията придружено с реакция термодинамично невъзможно и осигурява енергия (фиг. 3) за него. са необходими за прилагането на енергийната съединителя две условия: 1) безплатна енергия, дадена от реакцията е термодинамично е възможно, трябва да надвишава енергията, консумирана от реакцията е термодинамично невъзможно, това е, трябва да има някакъв излишък на енергия като се вземат предвид потенциалните загуби по време на предаването; 2) свързан двете реакции трябва да бъдат общ компонент. Такива компоненти в биологични системи могат да бъдат фосфат, електрохимична протонен градиент, и др.
Енергия свързване в Biosystems - това изобретение изключителен характер. Това обикновено се извършва с помощта на структурните елементи на клетката. Най-ярък пример за това са методите за конюгиране на окислителното фосфорилиране и фотосинтезата се провежда с участието на конюгиране съответно митохондриални и фотосинтетични мембрани. Известно е, че по време на тези процеси, дължащи за респираторна или фотосинтетичния електронен трансфер верига на енергия синтеза на богати на енергия ATP молекули (ADP фосфорилиране) използва за широк спектър на дейност.
Ентропията като мярка за система ред. Ние вече заяви, че ентропията отразява част от енергийната система, която се разгражда, че е равномерно разпръснати под формата на топлина. По този начин, по-малките реда в системата, което е по-ниска енергия градиент, толкова по своята ентропията.
Особено ясно ентропията връзка с подреждане система е показана във формулата на Планк-Болцман, който се свързва с термодинамична ентропията на вероятностите:
където S - ентропия, к - Болцман константа равна на 1.38 '10 - 23 J "К-1, или 3.31" ентропията 10- 24 единици (1 единица е равна на 1 ентропична кал "° С-1), и W - термодинамична вероятност, това е, броя на начините, които достигат до това състояние. Тя винаги е по-голям от един. В общи линии, това е равно на:
където (в случая на молекули) N - общ брой на молекулите, Ni - брой молекули в обема на I-та фаза.
Да предположим, че имаме система, състояща се от три отделения. девет молекули са в системата. Каша в тази система е, когато молекулите са разпределени равномерно, т.е. във всяко отделение ще бъде три молекули (фиг. 4). В термодинамична вероятността за такава система е равна на:
Цялата процедура в системата се случва, когато девет всички молекули в една от трите отделения (фиг. 4). В термодинамична вероятността за такава система ще бъде
По този начин, по-висок ред в системата, по-малко термодинамична му вероятността, и следователно, по-малката ентропията (виж екв. Планк-Болцман).
Степента, в която ентропията като мярка за поръчка е приложима към биологичните системи. Отговорът на този въпрос е до известна степен даде изчисления LA Blumenfeld [3], който се изчислява като ентропия промяна по време на образуването на елементите на човешкото тяло, нейните компоненти (мономери, полимери, клетки). Установено е, че подредбата на човешкото тяло може да се оценява на около 300 единици на ентропията. Много или малко? За да отговорим на този въпрос, е достатъчно да се каже, че такива промени ентропия чаши вода, когато тя се изпарява. Каква е причината такъв парадокс? Фактът, че ентропията оценява разпорежда само физическа енергия партия. Това не се отразява на качеството на ръката й. Уникалността на биологична структура не е колко енергия тя съдържа и как тя се е променила ентропията на формация, както и че тази структура има характеристики за качество, които му позволяват да изпълнява много специфични биологични функции. Уви, ентропията въобще не е заинтересован. По този начин, използването на ентропията като мярка за които се прилагат към биологични системи е безсмислено.
В MV Wolkenstein в книгата си "Ентропия и информация" [2] има следните редове:
Енергийни - светове кралица
Но черната сянка зад него
Изравняване на деня и нощта,
Унищожаването на цялата цена
Всичко се превръща в опушен mrak_
След ентропия винаги
Изобразени само начин.
Но сега разбрах, че сенките
Няма да има, не и не,
Каква промяна на поколения звезда
Само на ентропията - живота и светлината.
Ние не искаме да се включи в дебата за това, което е по-важно - енергия или ентропия. Ще разгледаме нашата мисия изпълнена, ако читателят ще се развива представа за значението на подобна атрактивна термодинамични функции като ентропия, както и ролята, която тя играе в биологичните системи.
1. Rubin AB Термодинамика на биологични процеси. М. МГУ, 1984. 283 стр.
2. MV Wolkenstein Ентропия и информация. Наука, Москва, 1986. 192 стр.
Свързани статии