A tojás csirke átalakulásakor az entrópia növeli vagy csökken?

Válasz:

Figyelembe véve a tojást a statisztikai termodinamika szempontjából, nő.

Azonban, ha a negatív entrópia-hozzájárulást a növekedés fenntartásához szükséges génexpresszióból a csibe fenntartjuk, a Sanchez a teljes entrópiát javasolja: csökken.

Magyarázat:

Az entrópia definíciója kétértelmű lehet a fogalomalkotás szempontjából. A "véletlenszerűség fokának" része valóban nehezen láthatóvá válik anélkül, hogy meghatároznánk, hogy mi a "rendellenesség".

ÁLTALÁNOS SZERVEZET LEÍRÁS

Egy egyszerű látványban a tyúk-csirke „rendesebbnek” tűnhet, mint egy tojás, mivel ez szilárdabb. De számos szempontot kell figyelembe venni:

• Ha úgy gondolja, hogy az eredet (0,0,0), és néhány pontot véletlenszerűen körbe szórunk (állandó értéken) # R # azt mondja), sok kísérlet után, amely egy gömb lesz. Most csináld ezt véletlenszerűen # R # és talál egy homályos gömb alakú szerkezetet, mint például:

Éppen a tojás valószínűségi sűrűségét (ovoid) határoztuk meg az idő múlásával, de a csaj valószínűségi sűrűsége kevésbé jól definiált (nehezebb megrajzolni).

Ezért a csajnak lehetősége van arra, hogy hagyományosabb rendellenességektől (a kvantummechanikát illetően) sokkal entrópikusabb legyen.

Figyelembe véve a molekuláris fehérjeszerkezeteket a tojásban, ezek elég egyszerűek. De sokkal összetettebb fehérjéket képeznek az embriológiai fejlődés folyamatában.

Itt látjuk, hogy az entrópia szerint nem biológiai megfontolások növekszik a tojástól a csajig, mivel a növekedés a fehérjék összetettségében. Hívjuk ezt #DeltaS_ "halott tojás" #.

A termodinamika második törvényével, #DeltaS_ "halott tojás"> = q / T #és mivel a hőnek a tojásba áramolnia kell, mivel az anya tyúk előkészíti a kikelt, ez azt jelentené #q> 0 # és így #DeltaS> 0 #.

A tojás mindig hőt szabadít fel, és az anya lassan felszívja a tojás hőjét, hogy a tojás folyamatosan egyensúlyban legyen. És ha nincs az anya (vagy egy inkubátor, amely ugyanazt csinálja), a tojás gyorsan felszabadítja a hőt, így a fejlődési folyamat lehetetlenné válik.

EZT A STATISZTIKAI MECHANIKÁVAL

Ezután vizsgáljuk meg, hogy mi az Boltzmann az entrópia meghatározása:

#S = k_ {B} ln Omega #,

hol #k_ text {B} # a Boltzmann állandó és #Omega# a "mikrostátumok" száma következetes az adott makrostáttal megfigyelhető.

mikroállapotok az a mód, ahogyan azt gondolhatja, hogy egy rendszer újjáépíthető, ugyanaz a megfigyelt makrosztatikus megtartása. Mondjuk, van egy házad, és a tégla minden permutációja mindig ugyanazon a házon marad (a makroszkopikus megfigyelhetőnek ugyanaznak kell lennie). Tehát a házad az összes mikrosztaták "együttes átlaga", a ház egy adott makroszkópos megfigyeléséhez.

Mi történik a tojással#-># chick történet ebben a pontban?

Rendszerünk szinte tökéletes nagy kanonikus együttes, lehetővé teszi a hőcserélő részecskéket (többnyire # # CO_2 és # # H_2O a pórusokon keresztül) és a hőfürdővel ellátott energiát, majdnem állandó t

A tojáshoz hozzáférhető mikrorendszerek száma Kevésbé a csaj számára hozzáférhető. A tojásban lévő molekulák egyszerűbbek, ez viszonylag kevésbé teszi lehetővé az atomok elrendezését ugyanazon tojás makrostát visszatérésére.

Míg a bonyolultabb fehérjével stb. Rendelkező csajnak több mikrosztata van a csaj egy adott makrostátjánál (akár élve, akár nem!).

Így a nem biológiai komponens a tojás entrópiájára (az embrionális növekedés fenntartására vonatkozó megfontolások nélkül), ahogy azt hívtuk #DeltaS_ "halott tojás" #, van pozitív.

Ez ismét azt feltételezi, hogy a tojás nem él.

FIGYELEMBE VÉVE a GENE KIFEJEZÉSRE VONATKOZÓ ENTROPY DUE

Most be kell vonnunk a biológiai komponenst az entrópiába; ez az, az entrópia a génexpresszió miatt szükséges a tojás növekedésének fenntartásához.

Amint kiderül, Sanchez a tanulmányának végén azt javasolja, hogy "a kísérlete valójában durva" (a szavai), elégséges annak megállapítása, hogy a génexpresszióból eredő entrópia, amit hív #DeltaS_ "gén" #, van negatív.

A papír félúton állítja, hogy:

#DeltaS_ "élő" = DeltaS "osztály" + DeltaS_ "gén" <0 #

vagy a válaszban használt jelölésben:

#color (kék) (DeltaS "tojás" ^ "csaj" = DeltaS_ "halott tojás" + DeltaS_ "gén" <0) #

Ez azt jelenti, hogy a gének expressziója miatt szükséges entrópia a csaj életének fenntartásához szükséges eléggé negatív hogy a tojás és a fejlett csirke közötti teljes entrópia különbség (#DeltaS_ "tojás" ^ "csaj" #) negatív.