Энтропия внутри клетки

Живые клетки подчиняются второму закону термодинамики, который гласит, что системы имеют тенденцию переходить от состояний с низкой энтропией к состояниям с высокой энтропией и неупорядоченными состояниями без внешнего вмешательства.

Например, пассивный транспорт концентрированного кислорода из легких в менее насыщенную кислородом кровь рассеивает молекулы кислорода, увеличивая энтропию системы.

Клетки получают энергию от расщепления молекул, таких как глюкоза. Побочные продукты реакции – углекислый газ, вода и тепло – выделяются в окружающую среду, повышая ее энтропию.

Выживание клеток зависит от высокоупорядоченных систем, таких как ДНК и белки. Образование этих упорядоченных структур вызывает уменьшение энтропии системы, которое должно сопровождаться равным или большим увеличением энтропии окружающей среды.

Одиночные нити ДНК неупорядочены, и их энтропия уменьшается при повторном отжиге в упорядоченную структуру двойной спирали.

В то же время энергия выделяется в окружающую среду при образовании двойной спирали. Эта энергия делает окружающую обстановку более неупорядоченной и увеличивает ее энтропию.