De wetten van de thermodynamica in biologische systemen:

1. Eerste wet van thermodynamica:behoud van energie

Deze wet stelt dat energie niet kan worden gecreëerd of vernietigd, alleen van de ene vorm naar de andere getransformeerd. In biologische systemen betekent dit:

* Energie -input: Organismen vereisen een constante input van energie, meestal in de vorm van voedsel, om levensprocessen te behouden. Deze energie wordt omgezet in chemische energie die is opgeslagen in moleculen zoals ATP (adenosine trifosfaat).

* Energietransformatie: ATP wordt vervolgens gebruikt om verschillende metabole processen te voeden, zoals spiercontractie, eiwitsynthese en celsignalering. Deze processen omvatten energietransformatie en veranderen de energie van de ene vorm naar de andere.

* Energie -output: De energietransformaties zijn niet perfect efficiënt, wat leidt tot een afgifte van energie als warmte. Dit is de reden waarom onze lichamen warmte genereren, wat essentieel is voor het handhaven van de lichaamstemperatuur.

Voorbeeld: Planten gebruiken zonlicht om koolstofdioxide en water om te zetten in suikers door fotosynthese, waarbij de energie opbergt uit de zon in chemische bindingen. Deze suikers worden vervolgens verteerd door dieren, die ze afbreken om energie vrij te geven voor hun eigen processen.

2. Tweede wet van thermodynamica:entropie

Deze wet stelt dat de totale entropie (een maat voor wanorde of willekeur) van een geïsoleerd systeem altijd in de loop van de tijd toeneemt. In biologische systemen betekent dit:

* organismen zijn niet geïsoleerd: Levende organismen zijn geen geïsoleerde systemen, ze wisselen voortdurend energie uit en materie met hun omgeving.

* Bestelling handhaven: Ondanks de neiging tot toenemende entropie, behouden levende organismen een hoge mate van orde en complexiteit. Dit vereist een constante input van energie om de natuurlijke toename van entropie tegen te gaan.

* Energie -uitgaven: Het handhaven van deze volgorde kost een kosten - organismen besteden energie om hun structuren te bouwen en te onderhouden, metabole processen uit te voeren en zich voort te planten.

Voorbeeld: Uw lichaam moet constant energie besteden om een ​​stabiele interne omgeving te behouden, zoals het reguleren van de lichaamstemperatuur, het repareren van cellen en het filteren van afval. Dit vereist een continue input van energie uit voedsel.

Samenvattend:

* De eerste wet Benadrukt de behoefte aan energie -input om levensprocessen te ondersteunen.

* De tweede wet Benadrukt de uitdagingsorganismen die worden geconfronteerd bij het handhaven van orde en complexiteit in een universum dat neigt naar wanorde, waarvoor constant energieverbruik vereist is.

Deze wetten zijn fundamentele principes die de stroom en transformatie van energie in biologische systemen verklaren, waardoor het leven uiteindelijk de manier waarop het leven functioneert en evolueert.