Ali se entropija med preoblikovanjem jajc v piščanca poveča ali zmanjša?

Odgovor:

Ob upoštevanju jajčeca s stališča statistične termodinamike se poveča.

Vendar, če vključimo negativni prispevek entropije iz izražanja genov, ki je potreben za vzdrževanje rasti v piščanci, Sanchez predlaga skupno entropijo, da zmanjšanje.

Pojasnilo:

Opredelitev entropije je lahko dvoumna v smislu konceptualizacije. Del "stopnje naključnosti" je res težko vizualizirati, ne da bi nadalje opredelili, kaj je "motnja".

SPLOŠNI OPIS ENTROPIJE

Videti je, da bi kokoška lahko izgledala bolj "pravilna" kot jajce, saj je trdnejša. Vendar je treba upoštevati več točk:

• Če pomislite na izvor (0,0,0) in naključno okoli nje potresemo nekaj pik (pri konstanti # r # recimo), po mnogih poskusih, ki bodo krogla. Zdaj pa za naključno # r # in boste našli zamegljeno okroglo strukturo, na primer:

Pravkar smo opredelili gostoto verjetnosti jajčeca (jajčasto) v daljšem časovnem obdobju, vendar je gostota piščančje verjetnosti manj natančno definirana (težje je načrtovati).

Torej ima piščanca možnost, da postane bolj entropična z vidika tradicionalne motnje (glede na kvantno mehaniko).

Tudi glede na molekularne proteinske strukture v jajcih so zelo enostavne. Toda v procesu embriološkega razvoja tvorijo veliko bolj kompleksne beljakovine.

Tu vidimo, da je entropija po nebiološki premislekov povečuje od jajca do piščanca, glede na porast v kompleksnosti beljakovin. Naj to imenujemo #DeltaS_ "mrtvo jajce" #.

Po drugem zakonu termodinamike, #DeltaS_ "mrtvo jajce"> = q / T #, in ker mora toplota priti v jajce, ko jo mati kokoš pripravlja, da se izleže, bi to pomenilo #q> 0 # in s tem #DeltaS> 0 #.

Jajce vedno oddaja toploto, mati pa absorbira toploto iz jajca počasi, tako da je jajce stalno v ravnotežju. In če ni matere (ali inkubatorja, ki počne isto), jajce hitro sprošča toploto, kar onemogoča razvojni proces.

ZNOTRAJTE S STATISTIČNO MEHANIKO

Nato si poglejmo, kaj je znano kot Boltzmannova definicija entropije:

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

kje #k_ {B} # je Boltzmannova konstanta in # Omega # je število "mikro držav" dosledno z danim makrostatom.

Microstates je število načinov, kako lahko zamislite sistem, ki ga je mogoče obnoviti, pri čemer enako opazujete isto. Recimo, da imate hišo, in vse permutacije opeke vas bodo vedno pustile z isto hišo (makroskopski opazovalci morajo biti enaki). Torej, vaša hiša je "povprečno povprečje" vseh teh mikrostanic, za dano makroskopsko opazovanje hiše.

Kaj se zgodi z našim jajcem#-># bejba zgodba na tej točki?

Naš sistem je skoraj popoln grand kanonski ansambel, omogoča prenos toplote delcev (večinoma # CO_2 # in # H_2O # skozi pore) in energijo s toplotno kopeljo, skoraj ohranjeno v konstantni temperaturi.

Število mikrosistemov, ki so dostopni jajcu, je manj ki so dostopni piščanci. Molekule v jajcih so enostavnejše, zato je razmeroma manj načinov, da se atomi uredijo, da vrnejo isto jajčevo makrostate.

Medtem ko ima piščanec z veliko bolj zapletenimi beljakovinami ipd. Več mikrodržav za dano makrostate piščancev (živih ali ne!).

Tako je nebiološki sestavni del na entropijo jajčeca (brez premislekov za ohranitev rasti zarodka), kot smo jo imenovali #DeltaS_ "mrtvo jajce" #, je pozitiven.

Tudi to predpostavlja, da jajce ne živi.

GLEDE NA ENTROPIJO ZARADI GENSKEGA IZRAŽANJA

Zdaj moramo vključiti tudi biološko komponento v entropijo; to je entropije zaradi genske ekspresije potrebno za vzdrževanje rasti jajc.

Kot se izkaže, Sanchez predlaga na koncu svojega prispevka, čeprav njegov "poskus je res surov" (njegove besede), je dovolj, da ugotovimo, da je entropija zaradi ekspresije genov, ki jo imenuje. #DeltaS_ "gen" #, je negativno.

Na polovici dokumenta navaja:

#DeltaS_ "živi" = DeltaS_ "class" + DeltaS_ "gen" <0 #

ali v zapisu, uporabljenem v tem odgovoru:

#color (modra) (DeltaS_ "jajce" ^ "chick" = DeltaS_ "mrtvo jajce" + DeltaS_ "gen" <0) #

To pomeni, da je entropija zaradi izražanja genov, ki je potrebna za ohranjanje življenja piščanca, ko se rodi, to dovolj negativno da je celotna entropijska razlika med jajcem in razvitim piščancem (t#DeltaS_ "jajce" ^ "chick" #) je negativno.