Мне невероятно надоел периодически всплывающий аргумент анти-дарвинистов о том, что якобы возникновение жизни несовместимо с 2-м началом термодинамики, потому что якобы энтропия (степень беспорядка) продуктов химической реакции всегда больше чем энтропия реагентов, т.е. из менее упорядоченных веществ якобы не могут самопроизвольно образовываться более упорядоченные.
Я решил наглядно рассчитать энтропию какой-нибудь реакции, в которой из простых неорганических веществ самопроизвольно, при комнатной температуре и нормальном давлении, образуется более сложное органическое, причем энтропия (степень беспорядка) продуктов реакции меньше, чем энтропия реагентов.
Примером такой реакции является образование жидкого метанола из угарного газа и водорода: CO + 2 H2 - - > CH3OH. Реакция самопроизвольно протекает при комнатной температуре. Для расчета изменения энтропии возьмем стандартную энтропию образования CO, H2 и CH3OH из справочника или учебника, например Kotz & Treichel, Chemistry and Chemical Reactivity.
S0 CO при 298.15 кельвинов и нормальном атмосферном давлении: 197.674 джоулей на кельвин на моль, S0 H2: 130.7 J/K*mol, S0 CH3OH (в жидком состоянии при комнатной температуре): 127.19 J/K*mol.
Разница между энтропией продукта реации и реагентов:
127.19 – (197.674 + 2*130.7) = -331.884 J/K*mol.
Необходимо умножить S0 H2 на 2 из-за стохиометрического коэффициента. Так вот, господа, как вы видите, изменение энтропии (степень беспорядка) отрицательно, т.е. продукты этой самопроизвольной реакции более упорядочены.
Теперь вы спросите: а как же это, энтропия же всегда увеличивается?
Кто вам сказал такую чушь, господа, что энтропия всегда увеличивается? А, 2-е начало термодинамики? Ха, так по второму началу термодинамики энтропия ВСЕЛЕННОЙ всегда увеличивается. Про то, что случится с энтропией в одной отдельно взятой пробирке или на одной отдельно взятой планете - 2-е начало термодинамики молчит.
Для того, чтобы понять, что же случилось с энтропией вселенной, нужно вспомнить о другой функции состояния – энтальпии. Изменение энтальпии системы соответствует прибыванию в систему теплоты или убыванию теплоты из системы при постоянном давлении. Стандартная энтальпия формирования тоже приведена в учебнике (Kotz & Treichel, Chemistry and Chemical Reactivity): deltaH0f CO: –110.525 килоджоулей на моль (обращаю внимание, что энтальпия приводится в килоджоулях, в то время как энтропия в джоулях на кельвин). Delta H0f H2 равна нулю по определению стандартной энтальпии (элементарное вещество в стандартном состоянии). Delta H0f CH3OH в жидком состоянии: -238.4 kJ/mol.
Видно, что изменение энтальпии в процессе реакции равно
–238.4 – (-110.525) = -127.875 kJ/mol
Обратите внимание, что изменение энтальпии системы отрицательно, т.е. в процессе реакции выделяется тепло. Это тепло, выделившееся в окружение системы, увеличивает энтропию окружения на
Теперь мы видим, что суммарная энтропия ВСЕЛЕННОЙ действительно увеличилась на Delta S системы + delta S окружения = -331.884 J/K*mol + 428.89 J/K*mol = 97.011 J/K*mol
Так что 2-е начало термодинамики конечно же соблюдается, что не мешает самопроизвольному возникновению упорядоченных структур с меньшей энтропией, чем энтропия исходных веществ. Что и требовалось доказать.
Попытайтесь осмыслить бесконечность хотя бы на основе вшивой статейки в БСЭ.
**И почему мой не устраивает?
Не соответствует действительности.
**В данном случае вполне соответствует тому, что я хотел сказать:
открытая система может бесконечно качать энергию из окружающей среды, хоть и отдавая энергию другой внешней среде.
Бесконечность не имеет "данных случаев". Бесконечность Пространства и Времени не имеет данных случаев. Бесконечность не делится. Из нее ничего нельзя качать.
**становится
открытая система может практически неограничено качать энергию из окружающей среды, хоть и отдавая энергию другой внешней среде
**бесконечный - практически неограниченный в данной ситуации.
Демонстрация абсолютного непонимания термина БЕСКОНЕЧНОСТЬ.
Ваш вариант? И почему мой не устраивает?
В данном случае вполне соответствует тому, что я хотел сказать: открытая система может бесконечно качать энергию из окружающей среды, хоть и отдавая энергию другой внешней среде.
становится открытая система может практически неограничено качать энергию из окружающей среды, хоть и отдавая энергию другой внешней среде
Неограниченных ресурсов в природе вещей не бывает.
Бывают практически неограниченные в конкретных ситуациях. Такие я и имел в виду. Соответственно меняю формулировку: бесконечный - практически неограниченный в данной ситуации.
Земля больше энергии излучает в пространство, чем получает от Солнца.
Точно? Ссылочка или подробности есть?
Подробности есть. Тепловой поток, который идёт из глубины коры равен 130-170 Дж/(см^2*год).При этом атмосфера не нагревается, энергия в ней не аккумулируется. А приток энергии из глубины вызван радиоактивным распадом и охлаждением ядра и мантии. А Юпитер излучает энергии в два раза больше, чем получает от Солнца. Это как пример.
открытая система может бесконечно качать энергию из окружающей среды, хоть и отдавая энергию другой внешней среде.
Тем самым это приводит к повышению энтропии окружающей среды! Только и всего!
**Ну увеличивает, и что? А что происходит с энтропией внутри системы, неопределено. Я про это и говорил.
Рано или поздно энтропия внутри системы будет расти за счет притока тепла из окружающей среды
Рано или поздно – не есть точное определение. Можно немного закачать, а потом прекратить процесс, или пустить его в обратную сторону: отдавать больше чем получать. А потом – всё сначала. А энтропия может и не увеличиваться.
