7.3: 열역학 제2법칙

열역학 제2법칙은 엔트로피(entropy) 즉, 에너지가 전달되거나 변형될 때마다 시스템의 무질서(disorder) 양이 증가한다고 말합니다. 각각의 에너지 전달(energy transfer)은 특정한 양의 에너지(보통 열의 형태로)를 손실하고 주변 환경의 무질서를 증가시키는 결과를 초래합니다. 이것은 또한 고전적인 먹이사슬에서도 입증될 수 있습니다. 초식동물은 식물로부터 화학 에너지를 수확하고 열과 이산화탄소를 환경에 방출합니다. 육식동물은 초식동물에 의해 생성된 화학 에너지(극히 일부만이 식물이 수확한 복사 에너지)를 수확하고 이산화탄소와 함께 열에너지를 주변으로 방출합니다. 그 결과, 열에너지와 먹이사슬의 각 단계에서 방출되는 여러 대사 부산물은 엔트로피를 증가시켰습니다.

열역학의 제2법칙

열역학 제2법칙은 에너지가 전달 또는 변환될 때마다 엔트로피, 즉 시스템의 무질서의 양이 증가한다고 말합니다. 모든 에너지 전달에서 일정량의 에너지는 사용할 수 없는 형태로 손실됩니다 (보통 열의 형태로 손실됩니다). 이 열에너지는 에너지와 만나는 분자의 속도를 일시적으로 증가시킬 수 있습니다. 이와 같이 하나의 시스템이 주변 환경에 잃는 에너지가 많을수록 질서는 사라지고 더 무작위적이 됩니다.

열역학 제1법칙과 마찬가지로, 열역학 제2법칙은 먹이사슬 안에서 입증될 수 있습니다. 식물 같은 1차 생산자가 태양으로부터 에너지를 받아 식량을 만들면 소량의 에너지는 쓸 수 없는 열에너지로 변모해 산소와 함께 환경으로 배출됩니다.

초식동물과 같은 주요 소비자들이 식물로부터 화학 에너지를 수확할 때, 물질대사를 통해 이산화탄소와 함께 적은 양의 열에너지를 방출합니다. 육식동물은 초식동물에 의해 생성된 화학 에너지를 수확하고 (그 에너지 중 극히 일부만이 태양에서 식물이 수확한 복사 에너지) 마찬가지로 이산화탄소와 함께 열에너지를 주변으로 방출합니다. 이에 따라 방출된 열에너지와 여러 대사 부산물은 먹이사슬 안의 엔트로피를 증가시킵니다.

- 열역학 제2법칙 역시고전적인 먹이 사슬에서 볼 수 있습니다엔트로피 즉체계 내 무질서도가에너지가 전달되거나 변형될 때마다 증가한다고 설명합니다1차 생산자가 태양에서 에너지를 전달 받으면먹거리를 만들고 소량은 변형시켜당장 사용할 수 없는 열에너지로 만들었다가산소와 함께 환경에 방출합니다1차 소비자는 식물에서 화학 에너지를 거둬들이는 동안그들 또한 소량의 열에너지를 방출하는데신진대사 과정에서 이산화탄소와 함께 내보냅니다마지막으로, 포식자 수준에서는태양을 이용해 만든 원래 에너지의아주 일부만 사용하게 됩니다방출된 열 에너지와 기타 대사 부산물은이제 체제의 엔트로피를 증가시켰습니다