Процессы преобразования энергии в системе подчиняются законам термодинамики. Согласно первому закону термодинамики (закону сохранения энергии), энергия не создается заново и не исчезает, а может переходить из одной формы в другую. Первый закон термодинамики утверждает, что в любой изолированной системе общее количество энергии остается постоянным. Этот закон позволяет определить общий баланс энергетических превращений, но не дает возможности предсказать, будет ли тот или иной процесс происходить на самом деле. Установить это и определить направление изменения энергии реакции позволяет второй закон термодинамики, согласно которому на совершение полезной работы система может использовать только часть энергии системы. Второй закон термодинамики налагает определенные ограничения на возможные самопроизвольные превращения энергии и поэтому позволяет с большой вероятностью предсказать, в каком направлении пройдет реакция. Согласно этому закону, все процессы идут в направлении, соответствующем возрастанию общей энтропии системы и окружающей среды.

Исходя из сказанного, в живой клетке общая энергия системы, равная ее теплосодержанию, складывается из свободной энергии, необходимой для совершения работы, и связанной энергии (T.S), представляющей собой ту часть энергии, которая теряется системой и являющейся, как уже было ранее сказано мерой необратимости процесса. Изменение энтропии и свободной энергии связаны строгой зависимостью: повышение энтропии при необратимой реакции сопровождается снижением свободной энергии. Все химические процессы протекают самопроизвольно с уменьшением. G до тех пор, пока не будет достигнуто состояние равновесия, для которого характерно минимальное значение свободной энергии и максимальный уровень энтропии.

Для живых организмов характерна высокая сложность биоорганических молекул и упорядоченность их внутренней структуры, поэтому их энтропия невелика. Создавать и поддерживать такую упорядоченность живые организмы могут только за счет увеличения энтропии окружающей среды. Они получают из окружающей среды энергию в том виде, в каком могут ее использовать, и затем возвращают в среду эквивалентное количество энергии в менее пригодном виде. Энергия, возвращаемая живыми организмами во внешнюю среду, обычно выделяется в форме тепла. Это ведет к уменьшению упорядоченности среды, т. е. к повышению ее энтропии.

---

Заключение. Из сказанного следует, что законы термодинамики в полной мере применимы только к изолированным системам, которые не обмениваются с окружающей средой ни веществом, ни энергией. Живая клетка представляет собой открытую систему, поскольку она постоянно обменивается с внешней средой как веществом, так и энергией, преобразуя и то и другое. Открытые системы никогда не достигают состояния полного равновесия, находятся в стационарном состоянии (динамическом равновесии), при котором скорость притока вещества и энергии соответствует скорости оттока из системы. В состоянии равновесия система обладает минимальной свободной энергией при максимальной степени дезорганизации (энтропии) и не способна совершать работу. Живой организм способен совершать работу именно потому, что не находится в состоянии равновесия. Кроме того, контролировать и регулировать протекание биохимических реакций можно только в системе, далекой от равновесия.

Таким образом, в основе главных особенностей, определяющих принципиальное отличие живого от неживого, лежит постоянный обмен веществ с окружающей средой. Однако, следует заметить, что процессы, которые можно охарактеризовать как обмен веществ с внешней средой, происходят и в неживой природе (ржавление металла на воздухе, разрушение камня и др.). В результате этих процессов исходное вещество перестает существовать и видоизменяется: при взаимодействии металла с кислородом воздуха образуется новое вещество (оксид металла), при разрушении камня – песок. В отличие от этого в живых организмах обмен веществ обеспечивает постоянство состава и внутренних параметров организма (гомеостаз), его жизнедеятельность, рост, развитие, способность к движению, размножению и т. п.

Список литературы

• 
  https://studfile.net/preview/5920818/
  
• 
  http://vmede.org/sait/?id=Biohimija_severin_2009&menu=Biohimija_severin_2009&page=6&ysclid=lhqmur4cdl263692660
  
• 
  https://studme.org/240796/geografiya/bioenergetika?ysclid=lhqmv1gwip228263147
  
• 
  https://studopedia.ru/18_54662_vzaimosvyaz-obmena-veshchestv-i-obmena-energii-istochniki-energii-i-zakoni-termodinamiki.html?ysclid=lhqmvc95ko211200665
  

---

Смотрите также файлы

• Социологические науки.pdf

• Человек и общество абсолютная истина.pdf

• Курсовой работы. Тема Столбняк коровы.docx

• Разработка технологического процесса техни ческого обслуживания и ремонта транспортных и транспортнотехнологических машин и обо.pdf

• Решение Введем в рассмотрение следующие события A получили слово река, B получили слово карета.docx