Чи збільшується чи зменшується ентропія під час перетворення яйця на курку?

Відповідь:

Розглядаючи яйце з точки зору статистичної термодинаміки, вона зростає.

Однак, включаючи внесок негативної ентропії від експресії генів, необхідний для підтримки росту в курча, загальна ентропія запропонована Санчесом до зменшення.

Пояснення:

Визначення ентропії може бути неоднозначним з точки зору концептуалізації. Частина «ступеня випадковості» важко уявити без подальшого визначення того, що таке «безлад».

ЗАГАЛЬНЕ ОПИС ЕНТРОПІЇ

Звичайно, курятина може виглядати більш "регулярною", ніж яйце, враховуючи, що вона більш тверда. Але, є кілька моментів для розгляду:

• Якщо ви вважаєте походження (0,0,0) і обсипати деякими точками випадково навколо нього, (при постійній # r # скажемо), після багатьох спроб це буде сфера. Тепер зробіть це для випадкового # r # Ви знайдете розмиті сферичні структури, наприклад:

Ми тільки що визначили щільність ймовірності яйцеклітини (яйцеподібної яйцеклітини) з плином часу, але щільність імовірності пташеня є менш чітко визначеною (важче сформувати).

Отже, пташеня має потенціал бути більш ентропійним з точки зору традиційного розладу (щодо квантової механіки).

Крім того, враховуючи молекулярні структури білка в яйці, вони досить прості. Але вони утворюють набагато більш складні білки в процесі ембріологічного розвитку.

Тут ми бачимо, що ентропія відповідно до небіологічні міркування збільшується від яйця до пташеня, враховуючи збільшувати по складності білків. Назвемо це #DeltaS_ "мертве яйце" #.

Другий закон термодинаміки, #DeltaS_ "мертве яйце"> = q / T #, Оскільки тепла повинно потрапляти в яйце, коли курка готує її до вилуплення, це означатиме #q> 0 # і, таким чином #DeltaS> 0 #.

Яйце завжди відпускає тепло, і мати поглинає тепло від яйця повільно, так що яйце постійно знаходиться в рівновазі. І якщо немає матері (або інкубатора, який робить те ж саме), яйце швидко випускає тепло, роблячи процес розвитку неможливим.

ВИКОРИСТАННЯ ЦЕ З СТАТИСТИЧНИМ МЕХАНІКАМ

Далі розглянемо, як відомо Визначення Больцмана ентропії:

#S = k_ {B} ln Омега #,

де #k_ {B} # є постійною Больцмана і # Omega # - кількість "мікростанів" послідовний з даним макросостоянием можна спостерігати.

Мікродержави це кількість способів, якими можна подумати про те, що систему можна відновити, зберігаючи те ж саме спостережуване макростаті. Давайте скажемо, що у вас є будинок, і всі перестановки цегли завжди залишатимуть вас з тим самим будинком (макроскопічні спостереження повинні бути однаковими). Отже, ваш будинок - це «середня середня» всіх цих мікростанів, для даного макроскопічного спостереження за будинком.

Що відбувається з нашим яйцем#-># Чик оповідання в цей момент?

Наша система є майже ідеальним грандіозним канонічним ансамблем, вона дозволяє частково теплообмінникам # CO_2 # і # H_2O # через пори) і енергії з тепловоюприблизкою, майже зберігаються в постійній температурі.

Кількість мікросистем, доступних для яйця, є менше ніж доступні для курча. Молекули в яйцеклітини простіше, це залишає відносно менше способів розташування атомів, щоб повернути одне і те ж яйцеклітину.

У той час як пташеня, з набагато складнішими білками і т. Д., Має більше мікростанів для даного макроположення птаха (чи живий чи ні!).

Таким чином, небіологічний компонент до ентропії яйця (без міркування для підтримки росту ембріона), як ми називаємо #DeltaS_ "мертве яйце" #, є позитивний.

Знову ж таки, це припускає, що яйцеклітина не живе.

Враховуючи ентропію, обумовлену експресією генів

Тепер ми повинні також включити біологічний компонент до ентропії; це, ентропія, обумовлена експресією гена необхідний для підтримки росту яйця.

Як виявилося, Санчес пропонує наприкінці своєї роботи, хоча його «спроба є, безсумнівно, груба» (його слова), достатньо встановити, що ентропія обумовлена експресією генів, яку він називає. #DeltaS_ "ген" #, є негативний.

На півдорозі, він стверджує, що:

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

або в позначенні, використаному в цій відповіді:

#color (синій) (DeltaS_ "яйце" ^ "chick" = DeltaS_ "мертве яйце" + DeltaS_ "ген" <0) #

Тобто, ентропія, обумовлена експресією генів, необхідна для підтримки життя птаха, коли вона народжується, є достатньо негативним що загальна різниця ентропії між яйцем і розвиненою куркою (#DeltaS_ "яйце" ^ "курча" #) є негативний.