1,638 matches
-
exemplu), pentru care ecuația fundamentală a termodinamicii este: fiind potențialul chimic iar n numărul de particule din compusul i. iµ i Se modifică temperatura sistemului la T ′ , (componenții rămânând aceeași), variația de entropie va fi Sd ′dSdSi −= pentru producția de entropie se găsește: unde am definit fluxurile termodinamice de forma: Forțele termodinamice sunt niște gradienți. Deci cauza ireversibilității unor procese o reprezintă gradienții unor parametri intensivi (gradient de temperatură, potențial chimic, etc.). Producția de entropie mai poate fi scrisă sub forma
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
fi Sd ′dSdSi −= pentru producția de entropie se găsește: unde am definit fluxurile termodinamice de forma: Forțele termodinamice sunt niște gradienți. Deci cauza ireversibilității unor procese o reprezintă gradienții unor parametri intensivi (gradient de temperatură, potențial chimic, etc.). Producția de entropie mai poate fi scrisă sub forma: Se poate arăta că fluxurile termodinamice sunt proporționale cu forțele termodinamice care le produc. Am arătat deja că, în cazul difuziei, fluxul de substanță este proporțional cu gradientul de concentrație: gradientul de concentrație fiind
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
substanță. Se poate postula o liniaritate între forțele termodinamice și fluxurile termodinamice, dacă forțele sunt slabe, deci sistemul se află în apropierea echilibrului. se numesc coeficienți fenomenologici și se pot scrie deci sub forma unei matrici. Atunci pentru producția de entropie se obține: Teorema Onsager afirmă că factorii Lij sunt simetrici. Teorema Onsager este considerată de unii autori drept principiul al IV-lea al termodinamicii. IV.1.6. Semnificația entropiei. Entropie și ordine Evoluția ireversibilă a sistemelor izolate către starea de
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
pot scrie deci sub forma unei matrici. Atunci pentru producția de entropie se obține: Teorema Onsager afirmă că factorii Lij sunt simetrici. Teorema Onsager este considerată de unii autori drept principiul al IV-lea al termodinamicii. IV.1.6. Semnificația entropiei. Entropie și ordine Evoluția ireversibilă a sistemelor izolate către starea de echilibru termodinamic poate fi descrisă cu ecuația lui Boltzmann. Boltzmann a avut o idee deosebită de a lega entropia, care este un concept macroscopic, de proprietățile microscopice dând astfel
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
scrie deci sub forma unei matrici. Atunci pentru producția de entropie se obține: Teorema Onsager afirmă că factorii Lij sunt simetrici. Teorema Onsager este considerată de unii autori drept principiul al IV-lea al termodinamicii. IV.1.6. Semnificația entropiei. Entropie și ordine Evoluția ireversibilă a sistemelor izolate către starea de echilibru termodinamic poate fi descrisă cu ecuația lui Boltzmann. Boltzmann a avut o idee deosebită de a lega entropia, care este un concept macroscopic, de proprietățile microscopice dând astfel o
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
principiul al IV-lea al termodinamicii. IV.1.6. Semnificația entropiei. Entropie și ordine Evoluția ireversibilă a sistemelor izolate către starea de echilibru termodinamic poate fi descrisă cu ecuația lui Boltzmann. Boltzmann a avut o idee deosebită de a lega entropia, care este un concept macroscopic, de proprietățile microscopice dând astfel o interpretare statistică principiului al II-lea al termodinamicii. Să considerăm că avem un gaz aflat într-un cilindru și, cu ajutorul unui perete despărțitor, se comprimă gazul până ce ocupă doar
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
moleculele se află cu siguranță în aceași jumătate de volum, în timp ce în starea finală ele se pot afla în oricare din cele două jumătăți. Deci în starea finală pozițiile moleculelor sunt mai puțin cunoscute, starea aceasta este mai puțin ordonată. Entropia este deci o măsură a dezordinii în sensul că starea cu dezordinea cea mai mare are entropia mai mare. Stefan Boltzmann a legat entropia de probabilitatea termodinamică prin relația care-i poartă numele: kS = k fiind constanta lui Boltzmann iar
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
afla în oricare din cele două jumătăți. Deci în starea finală pozițiile moleculelor sunt mai puțin cunoscute, starea aceasta este mai puțin ordonată. Entropia este deci o măsură a dezordinii în sensul că starea cu dezordinea cea mai mare are entropia mai mare. Stefan Boltzmann a legat entropia de probabilitatea termodinamică prin relația care-i poartă numele: kS = k fiind constanta lui Boltzmann iar P probabilitatea termodinamică care este numărul de microstări corespunzătoare unei macrostări. Sub această formulare entropia are o
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
Deci în starea finală pozițiile moleculelor sunt mai puțin cunoscute, starea aceasta este mai puțin ordonată. Entropia este deci o măsură a dezordinii în sensul că starea cu dezordinea cea mai mare are entropia mai mare. Stefan Boltzmann a legat entropia de probabilitatea termodinamică prin relația care-i poartă numele: kS = k fiind constanta lui Boltzmann iar P probabilitatea termodinamică care este numărul de microstări corespunzătoare unei macrostări. Sub această formulare entropia are o interpretare statistică, ea fiind cu atât mai
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
mare are entropia mai mare. Stefan Boltzmann a legat entropia de probabilitatea termodinamică prin relația care-i poartă numele: kS = k fiind constanta lui Boltzmann iar P probabilitatea termodinamică care este numărul de microstări corespunzătoare unei macrostări. Sub această formulare entropia are o interpretare statistică, ea fiind cu atât mai mare cu cât numărul de microstări posibile este mai mare. Deci sensul fizic al noțiunii de entropie este acela de măsură a ordinii atomo-moleculare a sistemului; cu cât sistemul este mai
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
P probabilitatea termodinamică care este numărul de microstări corespunzătoare unei macrostări. Sub această formulare entropia are o interpretare statistică, ea fiind cu atât mai mare cu cât numărul de microstări posibile este mai mare. Deci sensul fizic al noțiunii de entropie este acela de măsură a ordinii atomo-moleculare a sistemului; cu cât sistemul este mai bine structurat, cu atât entropia sa este mai mică, cu cât este mai dezordonat, entropia este mai mare. Cu acestă accepțiune, de indice al ordonării unui
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
ea fiind cu atât mai mare cu cât numărul de microstări posibile este mai mare. Deci sensul fizic al noțiunii de entropie este acela de măsură a ordinii atomo-moleculare a sistemului; cu cât sistemul este mai bine structurat, cu atât entropia sa este mai mică, cu cât este mai dezordonat, entropia este mai mare. Cu acestă accepțiune, de indice al ordonării unui sistem, noțiunea de entropie este larg răspândită în diferite domenii ale științelor naturii și cu deosebire în cadrul sistemelor biologice
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
microstări posibile este mai mare. Deci sensul fizic al noțiunii de entropie este acela de măsură a ordinii atomo-moleculare a sistemului; cu cât sistemul este mai bine structurat, cu atât entropia sa este mai mică, cu cât este mai dezordonat, entropia este mai mare. Cu acestă accepțiune, de indice al ordonării unui sistem, noțiunea de entropie este larg răspândită în diferite domenii ale științelor naturii și cu deosebire în cadrul sistemelor biologice. Spre deosebire de sistemele mecanice, sistemele termodinamice fac diferența între trecut și
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
măsură a ordinii atomo-moleculare a sistemului; cu cât sistemul este mai bine structurat, cu atât entropia sa este mai mică, cu cât este mai dezordonat, entropia este mai mare. Cu acestă accepțiune, de indice al ordonării unui sistem, noțiunea de entropie este larg răspândită în diferite domenii ale științelor naturii și cu deosebire în cadrul sistemelor biologice. Spre deosebire de sistemele mecanice, sistemele termodinamice fac diferența între trecut și viitor, direcția scurgerii timpului fiind dată de creșterea entropiei, deci de creșterea dezordinii. Degradarea naturală
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
al ordonării unui sistem, noțiunea de entropie este larg răspândită în diferite domenii ale științelor naturii și cu deosebire în cadrul sistemelor biologice. Spre deosebire de sistemele mecanice, sistemele termodinamice fac diferența între trecut și viitor, direcția scurgerii timpului fiind dată de creșterea entropiei, deci de creșterea dezordinii. Degradarea naturală și tendința generală de creștere a entropiei (spre o dezordine din ce în ce mai mare) sunt universale. Acesta este motivul pentru care, I. Prigogine, belgian de origine rusă (premiul Nobel pentru chimie în anul 1977) a extins
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
ale științelor naturii și cu deosebire în cadrul sistemelor biologice. Spre deosebire de sistemele mecanice, sistemele termodinamice fac diferența între trecut și viitor, direcția scurgerii timpului fiind dată de creșterea entropiei, deci de creșterea dezordinii. Degradarea naturală și tendința generală de creștere a entropiei (spre o dezordine din ce în ce mai mare) sunt universale. Acesta este motivul pentru care, I. Prigogine, belgian de origine rusă (premiul Nobel pentru chimie în anul 1977) a extins principiul al II-lea al termodinamicii afirmând chiar că “pentru un sistem izolat
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
Acesta este motivul pentru care, I. Prigogine, belgian de origine rusă (premiul Nobel pentru chimie în anul 1977) a extins principiul al II-lea al termodinamicii afirmând chiar că “pentru un sistem izolat, viitorul este dat de sensul în care entropia crește”. De altfel, principiul al II-lea al termodinamicii a fost denumit de Prof. H.F. Blum de la Universitatea Princeton ca “săgeată a timpului” în sensul că timpul se scurge în sensul creșterii entropiei (timpul, ca și procesele reale din lumea
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
viitorul este dat de sensul în care entropia crește”. De altfel, principiul al II-lea al termodinamicii a fost denumit de Prof. H.F. Blum de la Universitatea Princeton ca “săgeată a timpului” în sensul că timpul se scurge în sensul creșterii entropiei (timpul, ca și procesele reale din lumea vie, sunt ireversibile). Stephen W. Hawking, unul dintre cei mai mari fizicieni ai secoluluial XXlea, arăta în cartea sa “Scurtă istorie a timpului” că “progresul rasei umane în înțelegerea universului a stabilit un
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
de ori mai mult decât creșterea ordinii din creierul cititorului. IV.1.7. Sistemele biologice ca structuri disipative Din punct de vedere al structurii lor, sistemele termodinamice pot fi de două feluri: a) Structuri de echilibru (cristale) apărute prin scăderea entropiei produsă de scăderea temperaturii. b) Structuri disipative, care se mențin numai în cadrul unui schimb continuu de energie (disipare de energie). Procesele, din punct de vedere al sensului variației entropiei, pot fi: ♦ Procese cuplante, când entropia crește; ♦ Procese cuplate, când entropia
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
de două feluri: a) Structuri de echilibru (cristale) apărute prin scăderea entropiei produsă de scăderea temperaturii. b) Structuri disipative, care se mențin numai în cadrul unui schimb continuu de energie (disipare de energie). Procesele, din punct de vedere al sensului variației entropiei, pot fi: ♦ Procese cuplante, când entropia crește; ♦ Procese cuplate, când entropia scade. Existența cuplajelor explică fenomenele biologice care se desfășoară antientropic. IV.1.7.1. Fluxuri cuplate. Formarea lanțurilor proteice 1) Amestecul a două gaze având temperaturi diferite aflate într-
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
echilibru (cristale) apărute prin scăderea entropiei produsă de scăderea temperaturii. b) Structuri disipative, care se mențin numai în cadrul unui schimb continuu de energie (disipare de energie). Procesele, din punct de vedere al sensului variației entropiei, pot fi: ♦ Procese cuplante, când entropia crește; ♦ Procese cuplate, când entropia scade. Existența cuplajelor explică fenomenele biologice care se desfășoară antientropic. IV.1.7.1. Fluxuri cuplate. Formarea lanțurilor proteice 1) Amestecul a două gaze având temperaturi diferite aflate într-un recipient se separă spontan astfel încât
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
entropiei produsă de scăderea temperaturii. b) Structuri disipative, care se mențin numai în cadrul unui schimb continuu de energie (disipare de energie). Procesele, din punct de vedere al sensului variației entropiei, pot fi: ♦ Procese cuplante, când entropia crește; ♦ Procese cuplate, când entropia scade. Existența cuplajelor explică fenomenele biologice care se desfășoară antientropic. IV.1.7.1. Fluxuri cuplate. Formarea lanțurilor proteice 1) Amestecul a două gaze având temperaturi diferite aflate într-un recipient se separă spontan astfel încât unul din gaze să se
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
partea rece. Acesta este fenomenul de termodifuzie. Curentul de substanță va fi în sens opus scăderii concentrației (invers decât în cazul difuziei) pentru că este cuplat cu curentul caloric mergând de la partea mai caldă spre cea mai rece. Asfel, lipsa de entropie dintr-un proces se regăsește prin producerea de entropie în celălalt. 2) Cuplajul între două reacții chimice este de asemenea posibil. Cuplajul reacțiilor chimice într-un sistem deschis face posibile reacții endoterme (interzise în sistemele închise) care conduc la creșterea
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
substanță va fi în sens opus scăderii concentrației (invers decât în cazul difuziei) pentru că este cuplat cu curentul caloric mergând de la partea mai caldă spre cea mai rece. Asfel, lipsa de entropie dintr-un proces se regăsește prin producerea de entropie în celălalt. 2) Cuplajul între două reacții chimice este de asemenea posibil. Cuplajul reacțiilor chimice într-un sistem deschis face posibile reacții endoterme (interzise în sistemele închise) care conduc la creșterea energiei libere (scăderea entropiei). Cel mai important exemplu este
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
se regăsește prin producerea de entropie în celălalt. 2) Cuplajul între două reacții chimice este de asemenea posibil. Cuplajul reacțiilor chimice într-un sistem deschis face posibile reacții endoterme (interzise în sistemele închise) care conduc la creșterea energiei libere (scăderea entropiei). Cel mai important exemplu este formarea lanțurilor proteice. Cuplajul proceselor endoterme cu hidroliza ATP este universală în biologie. Dacă celulele ar fi sisteme izolate, ATP n-ar putea da energia liberă necesară derulării reacțiilor exoenergetice. Deci, în aproximația liniară, termodinamica
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]