Ang entropy ay nagdaragdag o bumababa sa panahon ng pagbabago ng itlog sa manok?

Sagot:

Kung isasaalang-alang ang itlog mula sa paninindigan ng statistical thermodynamics, ito ay nagdaragdag.

Gayunpaman, kapag kasama ang negatibong entropy kontribusyon mula sa gene expression na kinakailangan upang mapanatili ang paglago sa isang sisiw, ang pangkalahatang entropy ay iminungkahi ni Sanchez sa bumaba.

Paliwanag:

Ang kahulugan ng entropy ay maaaring hindi maliwanag sa mga tuntunin ng conceptualization. Ang "degree of randomness" na bahagi ay talagang mahirap na maisalarawan nang walang karagdagang pagtukoy kung ano ang "disorder".

PANGKASALUKUYANG ENTROPY DESCRIPTION

Sa simpleng paningin, ang isang hen-chick ay maaaring magmukhang mas "regular" kaysa sa isang itlog, na ibinigay na ito ay mas matatag. Ngunit, may ilang mga puntong dapat isaalang-alang:

• Kung isaalang-alang mo ang pinagmulan (0,0,0) at iwisik ang ilang mga tuldok na random sa paligid nito, (sa isang pare-pareho # r # sabihin nating), pagkatapos ng maraming mga pagtatangka na magiging isang globo. Ngayon gawin ito nang random # r # 's at makakahanap ka ng blurred spherical na istraktura, tulad ng:

Namin lamang tinukoy ang probabilidad density ng isang itlog (ovoid) sa paglipas ng panahon, ngunit ang probabilidad density chick ay mas mahusay na tinukoy (mas mahirap sa balangkas).

Samakatuwid, ang sisiw ay may posibilidad na maging mas maraming entropic mula sa isang tradisyunal na karamdaman (may kinalaman sa mekanika ng quantum) punto ng pananaw.

Gayundin, isinasaalang-alang ang molekular protina istraktura sa itlog, ang mga ito ay medyo simple. Subalit sila ay bumuo ng mas kumplikadong mga protina sa proseso ng pagpapaunlad ng embryo.

Dito, nakikita natin na ang entropy ayon sa non-biological pagsasaalang-alang nadadagdagan mula sa itlog hanggang sisiw, na ibinigay ang dagdagan sa pagiging kumplikado ng mga protina. Tawagin natin ito #DeltaS_ "patay na itlog" #.

Sa pamamagitan ng Ikalawang Batas ng Thermodynamics, #DeltaS_ "patay na itlog"> = q / T #, at dahil ang init ay dapat dumaloy sa itlog kung ihahanda ito ng inang hen upang itago ito, ibig sabihin nito #q> 0 # at sa gayon #DeltaS> 0 #.

Ang itlog ay laging naglalabas ng init at inaapektuhan ng ina ang init mula sa itlog nang husto upang ang itlog ay patuloy sa punto ng balanse. At kung wala ang ina (o, isang incubator, na ginagawa ang parehong bagay), ang itlog ay mabilis na naglalabas ng init, na imposible ang proseso ng pag-unlad.

PAGPAPATULO NA ITO SA MGA MARKETIK NA STATISTIKA

Susunod, isaalang-alang natin kung ano ang kilala bilang Kahulugan ni Boltzmann ng entropy:

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

kung saan #k_ text {B} # ay ang Boltzmann pare-pareho at # Omega # ang bilang ng "microstates" pare-pareho na may ibinigay na macrostate na kapansin-pansin.

Microstates ang bilang ng mga paraan na maaari mong isipin na ang isang sistema ay maaaring muling itayo na pareho ang sinusunod na macrostate. Nagbibigay-daan sa sabihin, mayroon kang isang bahay, at ang lahat ng mga permutasyon ng mga brick ay laging iniiwan sa parehong bahay (ang macroscopic observables ay dapat na pareho). Kaya, ang iyong bahay ay isang "average na grupo" ng lahat ng mga microstates na ito, para sa isang binigay na macroscopic observation ng bahay.

Ano ang nangyayari sa aming itlog#-># chick story sa puntong ito?

Ang aming system ay isang halos perpektong grand canonical ensemble, pinapayagan nito ang init exchange particle (karamihan # CO_2 # at # H_2O # sa pamamagitan ng mga pores) at enerhiya sa isang initbath, halos pinananatiling pare-pareho ang temperatura.

Ang bilang ng mga mikrosistang naa-access sa isang itlog ay mas mababa kaysa sa ma-access sa sisiw. Ang mga molecule sa isang itlog na mas simple, ito dahon relatibong mas kaunting mga paraan upang ayusin ang mga atoms upang ibalik ang parehong itlog macrostate.

Sapagkat, ang isang sisiw, na may maraming mas kumplikadong protina at iba pa, ay may mas maraming microstates para sa isang binigay na macrostate ng sisiw (buhay man o hindi!).

Kaya, ang non-biological component sa entropy ng itlog (nang walang pagsasaalang-alang para sa pagpapanatili ng embrayono paglago), bilang namin tinatawag #DeltaS_ "patay na itlog" #, ay positibo.

Muli, ipinapalagay nito na ang itlog ay hindi nabubuhay.

PAGKUNSOD NG ENTROPY HINDI PATAY NA PAGKAKATAON

Ngayon, dapat din nating isama ang biological component sa entropy; yan ay, ang entropy dahil sa pagpapahayag ng gene kinakailangan upang mapanatili ang pag-unlad ng itlog.

Habang lumalabas, nagmumungkahi si Sanchez sa dulo ng kanyang papel, bagaman ang kanyang "pagtatangka ay admittedly crude" (ang kanyang mga salita), sapat na upang itatag na ang entropy dahil sa gene expression, na tinatawag niya #DeltaS_ "gene" #, ay negatibo.

Halfway sa pamamagitan ng papel, sinabi niya na:

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

o sa notasyon na ginamit sa sagot na ito:

#color (asul) (DeltaS_ "itlog" ^ "sisiw" = DeltaS_ "patay na itlog" + DeltaS_ "gene" <0)

Iyon ay, ang entropy dahil sa pagpapahayag ng gene na kinakailangan upang mapanatili ang buhay ng sisiw bilang ito ay ipinapanganak ay sapat na negatibo na ang pangkalahatang entropy pagkakaiba sa pagitan ng itlog at ang binuo sisiw (#DeltaS_ "itlog" ^ "sisiw" #) ay negatibo.