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7.3:

Secondo principio della termodinamica

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Second Law of Thermodynamics

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– [Istruttore] Il secondo principio della termodinamica è dimostrabile anche in una catena alimentare classica. Esso afferma che l’entropia, cioè la quantità di disordine in un sistema, aumenta a ogni trasferimento o trasformazione di energia. Quando i produttori primari ricevono energia dal sole e producono cibo, una piccola quantità si trasforma in energia termica inutilizzabile, che viene rilasciata insieme all’ossigeno nell’ambiente. Mentre i consumatori primari raccolgono energia chimica dalle piante, rilasciano anche una piccola quantità di energia termica insieme al CO2 durante il metabolismo. Infine, a livello di predatori, solo una frazione dell’energia originale sfruttata dal sole è disponibile all’uso. L’energia termica liberata e altri sottoprodotti metabolici hanno aumentato l’entropia del sistema.

7.3:

Secondo principio della termodinamica

La seconda legge della termodinamica afferma che l’entropia, o la quantità di disturbo in un sistema, aumenta ogni volta che l’energia viene trasferita o trasformata. Ogni trasferimento di energia si traduce in una certa quantità di energia che viene persa, di solito sotto forma di calore, che aumenta il disordine dell’ambiente circostante. Questo può essere dimostrato anche in una classica rete alimentare. Gli erbivori raccolgono l’energia chimica dalle piante e rilasciano calore e anidride carbonica nell’ambiente. I carnivori raccolgono l’energia chimica prodotta dagli erbivori, con solo una frazione che rappresenta l’energia radiante originale del sole, e rilasciano anche energia termica con anidride carbonica nell’ambiente circostante. Di conseguenza, l’energia termica e altri sottoprodotti metabolici rilasciati in ogni fase della rete alimentare hanno aumentato la sua entropia.

La seconda legge della termodinamica

La seconda legge della termodinamica afferma che l’entropia, o la quantità di disturbo in un sistema, aumenta ogni volta che l’energia viene trasferita o trasformata. In ogni trasferimento di energia, una certa quantità di energia viene persa in una forma inutilizzabile, di solito sotto forma di calore. Questa energia termica può aumentare temporaneamente la velocità delle molecole che incontra. Come tale, più energia che un sistema perde per l’ambiente circostante, meno ordinato e più casuale diventa.

Simile alla Prima Legge della Termodinamica, la Seconda Legge della Termodinamica può essere dimostrata anche all’interno di una classica rete alimentare. Quando i produttori primari, come le piante, ricevono energia dal sole e fanno cibo, una piccola quantità viene trasformata in energia termica inutilizzabile e viene rilasciata insieme all’ossigeno nell’ambiente.

Quando i consumatori primari, come gli erbivori raccolgono energia chimica dalle piante, rilasciano anche una piccola quantità di energia termica insieme all’anidride carbonica durante il metabolismo. I carnivori raccolgono l’energia chimica prodotta dagli erbivori, con solo una frazione che rappresenta l’energia radiante originale del sole, e rilasciano anche energia termica con anidride carbonica nell’ambiente circostante. Così, l’energia termica rilasciata e altri sottoprodotti metabolici hanno aumentato l’entropia all’interno della rete alimentare.

Suggested Reading

Feinman, Richard D, and Eugene J Fine. “‘A Calorie Is a Calorie’ Violates the Second Law of Thermodynamics.” Nutrition Journal 3 (July 28, 2004): 9. [Source]

Kleidon, A. “A Basic Introduction to the Thermodynamics of the Earth System Far from Equilibrium and Maximum Entropy Production.” Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences 365, no. 1545 (May 12, 2010): 1303–15. [Source]