Zvyšuje alebo klesá entropia počas transformácie vajíčka na kurča?

odpoveď:

S ohľadom na vajcia z hľadiska štatistickej termodynamiky sa zvyšuje.

Keď však zahrnujeme negatívny príspevok entropie z génovej expresie potrebnej na udržanie rastu do mláďaťa, celková entropia je navrhnutá Sanchezom. znížiť.

vysvetlenie:

Definícia entropie môže byť nejednoznačná z hľadiska konceptualizácie. Časť „stupňa náhodnosti“ je naozaj ťažké predstaviť bez ďalšieho definovania toho, čo je „porucha“.

VŠEOBECNÝ POPIS ENTROPY

V očiach, slepačie kuriatko môže vyzerať viac "normálne" ako vajcia, vzhľadom k tomu, že je pevnejšia. Je však potrebné zvážiť niekoľko bodov:

• Ak uvažujete o pôvode (0,0,0) a roztrúsite niekoľko bodov náhodne okolo neho (pri konštantnej hodnote) # R # povie), po mnohých pokusoch, ktoré budú sférou. Teraz to robte náhodne # R # a nájdete rozmazanú sférickú štruktúru, ako napríklad:

Práve sme definovali hustotu pravdepodobnosti vajíčka (vajcovitého) v čase, ale hustota pravdepodobnosti kurčiat je menej dobre definovaná (ťažšie sprisahanie).

Preto má mláďa potenciál byť viac entropický z tradičnej poruchy (s ohľadom na kvantovú mechaniku).

Vzhľadom na štruktúry molekulárnych proteínov vo vajciach sú tiež veľmi jednoduché. Ale v procese embryologického vývoja tvoria oveľa komplexnejšie proteíny.

Tu vidíme, že entropia podľa nebiologické úvahy stúpa z vajcia na kuriatko, vzhľadom na. t zvýšiť komplexnosti proteínov. Zavolajme to #DeltaS_ "mŕtve vajcia" #.

Druhým termodynamickým zákonom, #DeltaS_ "mŕtve vajcia"> = q / T #a keďže teplo musí prúdiť do vajca, keď ho matka sliepky pripraví na vyliahnutie, znamenalo by to #q> 0 # a teda #DeltaS> 0 #.

Vajíčko vždy uvoľňuje teplo a matka absorbuje teplo z vajíčka pomaly, takže vajcia sú v rovnováhe. A ak nie je matka (alebo inkubátor, ktorý robí to isté), vajíčko rýchlo uvoľňuje teplo, čo znemožňuje vývojový proces.

RIEŠENIE TEJTO ŠTATISTICKEJ MECHANIKY

Ďalej uvažujme o tom, čo je známe ako Boltzmannova definícia entropie:

#S = k_ {{}} n Omega #,

kde #k_ texte {B} # je Boltzmannova konštanta a # Omega # je počet "mikroštátov" dôsledný s daným makrostátom.

microstates sú počet spôsobov, ako si môžete myslieť na systém môže byť prestavaný udržať rovnaký pozorovaný macrostate rovnaký. Povedzme, že máte dom a všetky permutácie tehál vás vždy opustia tým istým domom (makroskopické pozorovania musia byť rovnaké). Takže, váš dom je "súborový priemer" všetkých týchto mikroústavov, pre dané makroskopické pozorovanie domu.

Čo sa stane s naším vajcom#-># Chick príbeh v tomto bode?

Náš systém je takmer dokonalým veľkým kanonickým súborom, umožňuje častice výmeny tepla (väčšinou # # CO_2 a # # H_2O cez póry) a energia s tepelným kúpeľom, takmer udržiavaná v konštantnej teplote.

Počet mikrosystémov, ktoré sú dostupné pre vajíčko, je menej ako sú prístupné pre mláďa. Molekuly v vajci, ktoré sú jednoduchšie, ponechávajú relatívne menej spôsobov, ako usporiadať atómy, aby vracali rovnaký vaječný makrostát.

Zatiaľ čo mláďa, s oveľa komplexnejšími proteínmi atď., Má viac mikrodátov pre daný makrostát kuriatka (či už živé alebo nie!).

Teda biologická zložka k entropii vajíčka (bez úvah o udržaní embryonálneho rastu), ako sme to nazvali #DeltaS_ "mŕtve vajcia" #, je pozitívne.

To opäť predpokladá, že vajcia nežijú.

BERÚC DO ÚVAHY VYSVETLIVOSŤ PRI VYJADRENÍ GENE

Musíme tiež zahrnúť biologickú zložku do entropie; to znamená, entropia v dôsledku génovej expresie na udržanie rastu vajec.

Ako sa ukazuje, Sanchez navrhuje na konci svojho príspevku, hoci jeho "pokus je síce hrubý" (jeho slová), stačí konštatovať, že entropia v dôsledku génovej expresie, ktorú nazýva #DeltaS_ "gén" #, je negatívny.

V polovici dokumentu uvádza, že:

#DeltaS_ "living" = DeltaS_ "class" + DeltaS_ "gén" <0 #

alebo v zápise použitom v tejto odpovedi:

#color (blue) (DeltaS_ "vajcia" ^ "chick" = DeltaS_ "mŕtve vajcia" + DeltaS_ "gén" <0) #

To znamená, že entropia spôsobená génovou expresiou, ktorá je nevyhnutná na udržanie života mláďaťa tak, ako sa narodí negatívne že celkový rozdiel entropie medzi vajcom a vyvinutým kuriatkom (#DeltaS_ "vajcia" ^ "chick" #) je negatívny.