Øker eller senker entropi under omdannelse av egg til kylling?

Svar:

Med tanke på egget fra standpunktet for statistisk termodynamikk, øker det.

Når imidlertid det negative entropi-bidraget fra genuttrykk som kreves for å opprettholde veksten i en kylling, inkluderes, er den samlede entropien foreslått av Sanchez å avta.

Forklaring:

Definisjon av entropi kan være tvetydig når det gjelder konseptualisering. Parten "grad av tilfeldighet" er veldig vanskelig å visualisere uten å definere videre hva "lidelse" er.

GENEREL ENTROPY BESKRIVELSE

I vanlig øye kan en høne-kylling se mer "vanlig" enn et egg, da det er mer solidt. Men det er flere poeng å vurdere:

• Hvis du vurderer opprinnelse (0,0,0) og dryss noen punkter tilfeldig rundt den, (med en konstant # R # La oss si), etter mange forsøk som vil være en sfære. Nå gjør det for tilfeldig # R # s og du vil finne en sløret sfærisk struktur, som:

Vi har nettopp definert sannsynlighetsdensiteten til et egg (ovoid) over tid, men en kylles sannsynlighetstetthet er mindre veldefinert (vanskeligere å plotte).

Derfor har kyllingen potensial for å være mer entropisk fra en tradisjonell lidelse (med hensyn til kvantemekanikk) synspunkt.

Også, med tanke på molekylære proteinstrukturer i egg, er de ganske enkle. Men de danner mye mer komplekse proteiner i prosessen med embryologisk utvikling.

Her ser vi at entropien ifølge ikke-biologisk betraktninger øker fra egg til kylling, gitt øke i kompleksiteten av proteiner. La oss ringe dette #DeltaS_ "dødt egg" #.

Ved den andre loven om termodynamikk, #DeltaS_ "dødt egg"> = q / T #, og siden varmen må strømme inn i egget som morhøna forbereder den til å luke, ville dette bety #q> 0 # og dermed #DeltaS> 0 #.

Egget slipper alltid varme ut og moren absorberer varmen fra egget sakte, slik at egget kontinuerlig er i likevekt. Og hvis det ikke er moren (eller en inkubator, som gjør det samme), gir egget raskt varmen, noe som gjør utviklingsprosessen umulig.

TACKLING DETTE MED STATISTISKE MEKANIKKER

La oss da vurdere hva som er kjent som Boltzmanns definisjon av entropi:

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

hvor #k_ tekst {B} # er Boltzmann konstant og # Omega # er antall "mikrostater" konsistent med gitt makrostat observerbar.

mikro er antall måter du kan tenke på et system kan gjenoppbygges, slik at du holder samme observerte makrostat samme. La oss si at du har et hus, og alle permutasjonene til mursteinene vil alltid forlate deg med samme hus (makroskopiske observerbarhetene må være de samme). Så er huset ditt et "ensemble gjennomsnitt" av alle disse mikrostatene, for en gitt makroskopisk observasjon av huset.

Hva skjer med egget vårt?#-># chick story på dette punktet?

Vårt system er et nesten perfekt stort kanonisk ensemble, det tillater varmevekslingspartikler (for det meste # CO_2 # og # H_2O # gjennom porene) og energi med en varmebad, holdt nesten i konstant temperatur.

Antallet av mikrosystemer som er tilgjengelige for et egg er mindre enn det som er tilgjengelig for kyllingen. Molekylene i et egg er enklere, dette etterlater relativt færre måter å ordne atomerene til å returnere samme eggmakrostat.

Mens en kylling, med mye mer komplekse proteiner etc., har flere mikrostatistikker for en gitt makrostat av kyllingen (enten levende eller ikke!).

Dermed er det ikke-biologisk komponent til entropi av egget (uten hensyn til opprettholdelse av embryonale vekst), som vi kalte #DeltaS_ "dødt egg" #, er positiv.

Igjen antar dette at egget ikke lever.

TROVENDE ENTREKT PÅGÅENDE GENNYTTELSE

Nå må vi også inkludere den biologiske komponenten til entropien; det er, entropien på grunn av genuttrykk kreves for å opprettholde veksten av egget.

Som det viser seg, foreslår Sanchez på slutten av hans papir, selv om hans "forsøk er riktignok rå" (hans ord), er det tilstrekkelig å fastslå at entropien på grunn av genuttrykk, som han kaller #DeltaS_ "gen" #, er negativ.

Halvveis gjennom papiret forteller han at:

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

eller i notasjonen som brukes i dette svaret:

#color (blå) (DeltaS_ "egg" ^ "chick" = DeltaS_ "dødt egg" + DeltaS_ "gen" <0) #

Det er at entropien på grunn av genuttrykk som er nødvendig for å opprettholde kyssens liv som det blir født, er negativt nok at den samlede entropi forskjellen mellom egget og den utviklede kyllingen (#DeltaS_ "egg" ^ "chick" #) er negativ.