Are entropia creste sau scade in timpul transformarii oului in pui?

Răspuns:

Luând în considerare oul din punct de vedere al termodinamicii statistice, acesta crește.

Cu toate acestea, atunci când includem contribuția entropiei negative din expresia genetică necesară pentru a susține creșterea într-o pui, entropia globală este propusă de Sanchez pentru a scădea.

Explicaţie:

Definiția entropiei poate fi ambiguă în termeni de conceptualizare. Partea "gradului de aleatorie" este într-adevăr greu de vizualizat fără a mai defini ceea ce înseamnă "tulburare".

DESCRIERE GENERALĂ ENTROPY

La prima vedere, o găină poate arăta mai "regulată" decât un ou, având în vedere că este mai solidă. Dar, există mai multe puncte de luat în considerare:

• Dacă luați în considerare originea (0,0,0) și presați câteva puncte aleatoriu în jurul acestuia (la o constantă # R # lets say), după multe încercări care vor fi o sferă. Acum faceți-o pentru întâmplare # R # și veți găsi o structură sferică neclară, cum ar fi:

Tocmai am definit densitatea probabilității unui ou (ovoid) în timp, dar densitatea de probabilitate a puilor este mai puțin bine definită (mai greu de complot).

Prin urmare, puiul are potențialul de a fi mai entropic de la o tulburare tradițională (în ceea ce privește mecanica cuantică) punct de vedere.

De asemenea, având în vedere structurile moleculare de proteine din ou, ele sunt destul de simple. Însă ele formează proteine mult mai complexe în procesul dezvoltării embriologice.

Aici, vedem că entropia conformă non-biologice consideraţii creșteri de la ou la pui, dat fiind crește în complexitatea proteinelor. Să spunem asta #DeltaS_ "ou mort" #.

Prin a doua lege a termodinamicii, #DeltaS_ "ou mort"> = q / T #, și căci căldura trebuie să curgă în ou, așa cum o pregătește mama găină, pentru asta ar însemna #q> 0 # și, astfel #DeltaS> 0 #.

Oul eliberează întotdeauna căldură, iar mama absoarbe încet căldura din ou, astfel încât oul este în permanență la echilibru. Și dacă nu există mama (sau incubatorul care face același lucru), oul eliberează rapid căldura, făcând imposibil procesul de dezvoltare.

REALIZAREA ACESTORA CU MECANICI STATISTICE

Apoi, să luăm în considerare ceea ce este cunoscut Definiția lui Boltzmann a entropiei:

#S = k_ text {B} ln Omega #,

Unde #k_ text {B} # este constanta Boltzmann și #Omega# este numarul de "micro-statii" consistent cu macrostatul dat observabil.

microstările sunt numărul de moduri în care vă puteți gândi că un sistem poate fi reconstruit păstrând același macrostat observat același lucru. Să spunem că aveți o casă și că toate permutarea cărămizilor vă vor lăsa întotdeauna cu aceeași casă (observabilele macroscopice trebuie să fie identice). Deci, casa ta este o "medie a ansamblului" tuturor acestor microstații, pentru o observație macroscopică dată a casei.

Ce se întâmplă cu oul nostru#-># poveste de pui în acest moment?

Sistemul nostru este un ansamblu aproape canonic perfect, permite particulelor de schimb de căldură (mai ales # # CO_2 și # # H_2O prin pori) și energie cu o baie de căldură, aproape ținută la o temperatură constantă.

Numărul de microsisteme accesibile unui ou este Mai puțin decât că sunt accesibile puii. Moleculele dintr-un ou fiind mai simple, acest lucru lasă relativ mai puține moduri de a aranja atomii pentru a reveni la același macrostat de ou.

În timp ce o pui, cu proteine mult mai complexe etc., are mai multe microstații pentru o macrostată dată de pui (fie că este viu sau nu!).

Astfel, componentă non-biologică la entropia oului (fără considerente pentru susținerea creșterii embrionare), așa cum am numit-o #DeltaS_ "ou mort" #, este pozitiv.

Din nou, acest lucru presupune că oul nu trăiește.

CONSIDERÂND ENTROPIA DATORATĂ EXPRIMĂRII GENULUI

Acum, trebuie să includem și componenta biologică în entropie; acesta este, entropia datorată expresiei genelor necesară pentru a susține creșterea ouălor.

După cum se dovedește, Sanchez propune la sfârșitul lucrării sale, deși "încercarea lui este adesea brutală" (cuvintele sale), este suficient să se stabilească că entropia datorată expresiei genetice, pe care o numește #DeltaS_ "gena" #, este negativ.

La jumatatea hartiei, el afirma ca:

#DeltaS_ "viață" = DeltaS_ "clasă" + DeltaS_ "gena" <0 #

sau în notația folosită în acest răspuns:

#color (albastru) (DeltaS_ "ou" ^ "chick" = DeltaS_ "ou mort" + DeltaS_ "gena" <0) #

Aceasta este entropia datorată expresiei genetice necesară pentru a susține viața puicuței pe măsură ce se naște destul de negativ că diferența globală de entropie dintre ou și puiul dezvoltat (#DeltaS_ "ou" ^ "pui" #) este negativ.