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7.3: Zweiter Thermodynamischer Hauptsatz
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Second Law of Thermodynamics
 
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7.3: Second Law of Thermodynamics

7.3: Zweiter Thermodynamischer Hauptsatz

The Second Law of Thermodynamics states that entropy, or the amount of disorder in a system, increases each time energy is transferred or transformed. Each energy transfer results in a certain amount of energy that is lost—usually in the form of heat—that increases the disorder of the surroundings. This can also be demonstrated in a classic food web. Herbivores harvest chemical energy from plants and release heat and carbon dioxide into the environment. Carnivores harvest the chemical energy produced by herbivores—with only a fraction of it representing the original radiant energy from the sun—and also release heat energy with carbon dioxide into their surroundings. As a result, the heat energy and other metabolic by-products released at each stage of the food web have increased its entropy.

The Second Law of Thermodynamics

The Second Law of Thermodynamics states that entropy, or the amount of disorder in a system, increases each time energy is transferred or transformed. In every energy transfer, a certain amount of energy is lost in a form that is unusable—usually in the form of heat. This heat energy can temporarily increase the speed of molecules it encounters. As such, the more energy that a system loses to its surroundings, the less ordered and the more random it becomes.

Similar to the First Law of Thermodynamics, the Second Law of Thermodynamics can also be demonstrated within a classic food web. When primary producers, such as plants, receive energy from the sun and make food, a small amount is transformed into unusable heat energy and is released along with oxygen into the environment.

When primary consumers, like herbivores harvest chemical energy from plants, they also release a small amount of heat energy along with carbon dioxide during metabolism. Carnivores harvest the chemical energy produced by herbivores—with only a fraction of it representing the original radiant energy from the sun—and also release heat energy with carbon dioxide into their surroundings. Thus, the released heat energy and other metabolic by-products have increased the entropy within the food web.

Der Zweite Hauptsatz der Thermodynamik besagt, dass die Entropie bzw. die Menge der Unordnung in einem System mit jeder Energieübertragung oder-umwandlung zunimmt. Bei jeder Energieübertragung geht eine bestimmte Menge an Energie verloren. Gewöhnlich in Form von Wärme. Das verstärkt die Unordnung in der Umgebung. Dies kann auch in einer klassischen Nahrungskette nachgewiesen werden. Pflanzenfresser nutzen chemische Energie aus Pflanzen und geben Wärme und Kohlendioxid an die Umwelt ab. Fleischfresser nutzen die von Pflanzenfressern erzeugte chemische Energie. Dabei stellt nur ein Bruchteil davon die ursprüngliche Strahlungsenergie der Sonne dar. Auch sie geben Wärmeenergie und Kohlendioxid an ihre Umgebung ab. Infolgedessen haben die auf jeder Stufe der Nahrungskette freigesetzte Wärmeenergie und andere metabolische Nebenprodukte deren Entropie erhöht.

Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik

Der Zweite Hauptsatz der Thermodynamik besagt, dass die Entropie oder die Menge der Unordnung in einem System mit jeder Energieübertragung oder-umwandlung zunimmt. Bei jeder Energieübertragung geht eine bestimmte Menge an Energie in einer Form verloren, die nicht mehr nutzbar ist. Sie entweicht oft in Form von Wärmeenergie. Diese Wärmeenergie kann vorübergehend die Geschwindigkeit von Molekülen, auf die sie trifft, erhöhen. Je mehr Energie ein System also an seine Umgebung verliert, desto ungeordneter wird es.

Ähnlich wie der Erste Hauptsatz der Thermodynamik kann auch der Zweite Hauptsatz der Thermodynamik innerhalb einer klassischen Nahrungskette demonstriert werden. Primärproduzenten, wie z.B. Pflanzen, nutzen die Energie der Sonne, um zu wachsen. Sie stellen anderen Lebewesen somit Nahrung zu Verfügung. Bei diesem Prozess wird jedoch eine kleine Menge der Energie in unbrauchbare Wärmeenergie umgewandelt und zusammen mit Sauerstoff an die Umgebung abgegeben.

Wenn Primärkonsumenten, wie Pflanzenfresser, chemische Energie aus Pflanzen ernten, setzen sie während des Stoffwechsels auch eine kleine Menge an Wärmeenergie zusammen mit Kohlendioxid frei. Fleischfresser nutzen die chemische Energie, die von Pflanzenfressern produziert wird. Nur ein Bruchteil davon stellt die ursprüngliche Strahlungsenergie der Sonne dar. Sie geben auch Wärmeenergie mit Kohlendioxid an ihre Umgebung ab. So haben die freigesetzte Wärmeenergie und andere Stoffwechselnebenprodukte die Entropie innerhalb der Nahrungskette erhöht.


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