7.3: Druga zasada termodynamiki

Druga zasada termodynamiki stwierdza, że entropia, czyli stopień nieuporządkowania w układzie, wzrasta za każdym razem, gdy energia jest przekazywana lub przekształcana. Każdy transfer energii powoduje utratę pewnej ilości energii — zwykle w postaci ciepła — co zwiększa chaos w otoczeniu. Można to również wykazać w klasycznej sieci pokarmowej. Roślinożercy pozyskują energię chemiczną z roślin i uwalniają ciepło i dwutlenek węgla do środowiska. Mięsożercy zbierają energię chemiczną wytwarzaną przez zwierzęta roślinożerne — przy czym tylko jej ułamek reprezentuje pierwotną energię promieniowania słonecznego — a także uwalniają energię cieplną wraz z dwutlenkiem węgla do swojego otoczenia. W rezultacie energia cieplna i inne produkty uboczne metabolizmu uwalniane na każdym etapie sieci pokarmowej zwiększają jej entropię.

Druga zasada termodynamiki

Druga zasada termodynamiki stwierdza, że entropia, czyli stopień nieuporządkowania w układzie, wzrasta za każdym razem, gdy energia jest przekazywana lub przekształcana. Podczas każdego transferu energii pewna ilość energii jest tracona w postaci, która nie nadaje się do wykorzystania — zwykle w postaci ciepła. Ta energia cieplna może tymczasowo zwiększyć prędkość napotykanych cząsteczek. W związku z tym im więcej energii system traci do otoczenia, tym mniej uporządkowany i bardziej losowy się staje.

Podobnie jak Pierwsza zasada termodynamiki, drugą zasadę termodynamiki można również wykazać w ramach klasycznej sieci pokarmowej. Kiedy pierwotni producenci, np. rośliny, pozyskują energię ze słońca i wytwarzają żywność, niewielka jej ilość przekształca się w bezużyteczną energię cieplną i jest uwalniana wraz z tlenem do środowiska.

Kiedy pierwotni konsumenci, tacy jak zwierzęta roślinożerne, pozyskują energię chemiczną z roślin, podczas metabolizmu uwalniają również niewielką ilość energii cieplnej wraz z dwutlenkiem węgla. Mięsożercy zbierają energię chemiczną wytwarzaną przez zwierzęta roślinożerne — przy czym tylko jej ułamek reprezentuje pierwotną energię promieniowania słonecznego — a także uwalniają energię cieplną wraz z dwutlenkiem węgla do swojego otoczenia. Zatem uwolniona energia cieplna i inne produkty uboczne metabolizmu zwiększyły entropię w sieci troficznej.

Drugą zasadę termodynamiki można również zademonstrować w klasycznej sieci pokarmowej. Stwierdza ona, że entropia, czyli stopień nieporządku w systemie, wzrasta za każdym razem, gdy energia jest przekazywana lub przekształcana.

Kiedy pierwotni producenci otrzymują energię słoneczną i wytwarzają żywność, niewielka ilość jest przekształcana w bezużyteczną energię cieplną, która jest uwalniana wraz z tlenem do środowiska.

Podczas gdy pierwotni konsumenci pozyskują energię chemiczną z roślin, uwalniają one również niewielką ilość energii cieplnej wraz z dwutlenkiem węgla podczas metabolizmu.

Wreszcie, na poziomie drapieżników, tylko ułamek pierwotnej energii pozyskiwanej ze słońca jest dostępny do wykorzystania. Uwolniona energia cieplna i inne metaboliczne produkty uboczne zwiększyły teraz entropię systemu.