생물학적 시스템의 열역학 법칙 :
1. 열역학의 첫 번째 법칙 :에너지 보존
이 법은 에너지가 생성되거나 파괴 될 수 없으며 한 형태에서 다른 형태로만 변형 될 수 없다고 명시합니다. 생물학적 시스템에서 이것은 다음을 의미합니다.
* 에너지 입력 : 유기체는 생명 과정을 유지하기 위해 일반적으로 음식의 형태로 일정한 에너지 입력을 요구합니다. 이 에너지는 ATP (아데노신 트리 포스페이트)와 같은 분자에 저장된 화학 에너지로 전환됩니다.
* 에너지 변환 : 그런 다음 ATP는 근육 수축, 단백질 합성 및 세포 신호와 같은 다양한 대사 과정에 전력을 공급하는 데 사용됩니다. 이러한 과정에는 에너지 변환이 포함되어 에너지를 한 형태에서 다른 형태로 변경합니다.
* 에너지 출력 : 에너지 변환은 완벽하게 효율적이지 않아 에너지가 열로 방출됩니다. 이것이 바로 우리 몸이 열을 생성하는 이유이며, 이는 체온을 유지하는 데 필수적입니다.
예 : 식물은 햇빛을 사용하여 광합성을 통해 이산화탄소와 물을 설탕으로 전환하여 화학 결합에 태양의 에너지를 저장합니다. 이 설탕은 동물에 의해 소비되어 자신의 과정을 위해 에너지를 방출하기 위해 분해합니다.
2. 열역학 제 2 법칙 :엔트로피
이 법률은 분리 된 시스템의 총 엔트로피 (장애 또는 무작위성 측정)가 항상 시간이 지남에 따라 증가한다고 명시하고 있습니다. 생물학적 시스템에서 이것은 다음을 의미합니다.
* 유기체는 분리되지 않습니다 : 살아있는 유기체는 고립 된 시스템이 아니며, 지속적으로 에너지를 교환하고 주변 환경과 물질을 교환합니다.
* 순서 유지 : 엔트로피 증가 경향에도 불구하고 살아있는 유기체는 높은 순서와 복잡성을 유지합니다. 이를 위해서는 엔트로피의 자연 증가에 대응하기 위해 일정한 에너지 입력이 필요합니다.
* 에너지 소비 : 이 순서를 유지하는 데 비용이 듭니다. 유기체는 구조를 구축하고 유지하고 대사 과정을 수행하며 번식하기 위해 에너지를 소비합니다.
예 : 신체는 체온 조절, 세포 수리 및 폐기물 여과와 같은 안정적인 내부 환경을 유지하기 위해 지속적으로 에너지를 소비해야합니다. 이를 위해서는 음식으로부터 지속적인 에너지를 입력해야합니다.
요약 :
* 첫 번째 법률 생명 공정을 유지하기 위해 에너지 입력의 필요성을 강조합니다.
* 제 2 법칙 장애를 향한 우주에서 질서와 복잡성을 유지하는 데있어 유기체가 직면 한 도전을 강조합니다.
이 법은 생물학적 시스템에서 에너지의 흐름과 변형을 설명하는 기본 원칙이며, 궁극적으로 삶의 기능과 진화 방식을 형성합니다.
