Второе начало термодинамики. Понятие об экзэргонических и эндэргонических реакциях обмена. Принцип энергетического сопряжения

Содержание

Слайд 2

Вступление I закон термодинамики позволяет определить ΔΗреакции, но не даёт ответа

Вступление

I закон термодинамики позволяет определить ΔΗреакции, но не даёт ответа на

вопрос о её направлении. Ответ на этот вопрос даёт II закон термодинамики, который выделяет теплоту в особый вид энергии и вводит понятие энтропии.
Слайд 3

Второе начало термодинамики Энтропия (S) − мера рассеянной или обесцененной энергии.

Второе начало термодинамики

Энтропия (S) − мера рассеянной или обесцененной энергии.
“Теплота сама

по себе не может перейти от более холодного тела к более теплому” [Р.Клаузиус (1850)]
“В природе невозможен процесс, единственным результатом которого была бы механическая работа, совершенная за счет охлаждения теплового резервуара” [У.Томсон (1851)]

Рудольф Юлиус Эмануэль Клаузиус (1822-1888)

Слайд 4

Второе начало термодинамики В самопроизвольном процессе В равновесном процессе Для изолированной

Второе начало термодинамики

В самопроизвольном процессе
В равновесном процессе
Для изолированной системы, где

Q = 0:
В самопроизвольном процессе ΔS > 0
В равновесном процессе ΔS = 0
В общем случае в изолированной системе
ΔS ≥ 0
Слайд 5

Статистическая природа S W – число различных состояний системы, доступное ей

Статистическая природа S

W – число различных состояний системы, доступное ей при

данных условиях, или термодинамическая вероятность макросостояния системы.
kБ = R/NА = 1,38⋅10-16 [эрг/град] – постоянная Больцмана
В 1872 г. Л.Больцман предложил статистическую формулировку второго закона термодинамики:
«Изолированная система эволюционирует преимущественно в направлении большей термодинамическоой вероятности»

S = kБ lnW

Слайд 6

Приложение 2-го начала к биосистемам Катаболизм в лизосоме

Приложение 2-го начала к биосистемам

Катаболизм в лизосоме

Слайд 7

Приложение 2-го начала к биосистемам Анаболизм на рибосоме

Приложение 2-го начала к биосистемам

Анаболизм на рибосоме

Слайд 8

Уравнение Гиббса… … является объединённым выражением I и II начал термодинамики.

Уравнение Гиббса…

… является объединённым выражением I и II начал термодинамики.
Для данной

температуры
ΔG = ΔH − TΔS
При Δ G < 0 реакция возможна;
При Δ G > 0 реакция невозможна;
При Δ G = 0 система находится в равновесии

Джозайя Уиллард Гиббс
(1839-1903)

Слайд 9

Соотношение энтальпийного и энтропийного факторов

Соотношение энтальпийного и энтропийного факторов

Слайд 10

Слайд 11

Реакции обмена Экзэргонические − реакции обмена, идущие с выделением энергии (ΔG

Реакции обмена

Экзэргонические − реакции обмена, идущие с выделением энергии (ΔG<0).
Эндэргонические −

реакции обмена, идущие с потреблением энергии (ΔG>0).
Слайд 12

Энергетическое сопряжение

Энергетическое сопряжение

Слайд 13

Макроэрги

Макроэрги