Inquiries into the Nature of Free Energy and Entropy. In Respect to Biochemical Thermodynamics

دسته بندی: شیمی فیزیکی
ویرایش:  
نویسندگان: Stoner C.D.  
سری:  
 
ناشر:  
سال نشر:  
تعداد صفحات: 18 
زبان: English 
فرمت فایل : PDF (درصورت درخواست کاربر به PDF، EPUB یا AZW3 تبدیل می شود) 
حجم فایل: 337 کیلوبایت 

قیمت کتاب (تومان) : 42,000

مقاله علمی / آنتروپی، 2000، جلد. 2، شماره 3، صفحات 106-141. انرژی آزاد و آنتروپی به تفصیل از نقطه نظر ترمودینامیک کلاسیک مورد بررسی قرار می گیرند. این رویکرد به طور منطقی بر این واقعیت استوار است که کار ترمودینامیکی توسط انرژی حرارتی از طریق تمایل به انرژی غیرحرارتی برای تبدیل خود به خود به انرژی گرمایی و برای توزیع خود به خود و یکنواخت انرژی حرارتی در فضای قابل دسترس انجام می شود. این واقعیت که انرژی آزاد یک قانون دوم است، انرژی قابل مصرف است که انجام کار ترمودینامیکی را با نرخ های محدود امکان پذیر می کند. آنتروپی، همانطور که در ابتدا تعریف شد، به عنوان ضریب ظرفیت برای انرژی حرارتی که با توجه به دما پنهان است، اشاره شده است. این برای ارزیابی کیفیت عملی انرژی حرارتی و به حساب آوردن تغییرات در مقادیر انرژی های گرمایی نهان در سیستم های نگهداری شده در دمای ثابت است. با تعریف عملیاتی آنتروپی، می‌توان مشاهده کرد که T∆S از رابطه انرژی آزاد استاندارد گیبس ∆G° = ∆H° - T∆S° برای توضیح تفاوت‌ها یا تغییرات در انرژی‌های غیرحرارتی است که به آنها کمک نمی‌کند. ∆G° و اینکه، از آنجایی که ∆H° برای توضیح تفاوت ها یا تغییرات در انرژی کل است، جبران آنتالپی-آنتروپی کامل (∆H° - T∆S°) باید همواره در فرآیندهای همدما که T∆S° برای آنها محدود است رخ دهد. . هدف اصلی این بود که ابزاری را که به وسیله آن انرژی آزاد در توالی‌هایی از واکنش‌های بیولوژیکی همراه با واسطه‌های آزادانه قابل انتشار منتقل و حفظ می‌شود، روشن شود. برای دستیابی به این هدف، لازم است بین «انرژی آزاد مشخصه» که در تمام انرژی‌های قانون اول در مقادیری معادل مقادیر خود انرژی‌ها وجود دارد و «انرژی ری تمرکز» که ذاتاً مکانیکی و نسبتاً گریزان است، تمایز قائل شد. که می تواند به نظر عاری از انرژی قانون اول باشد. یافته ها در این رابطه به روشن شدن این واقعیت کمک می کند که انتقال انرژی پتانسیل شیمیایی از یک مخزن به مخزن دیگر در طول توالی واکنش های بیولوژیکی از نوع فوق از طریق انتقال انرژی قانون اول به عنوان انرژی حرارتی و انتقال قانون دوم رخ می دهد. انرژی به عنوان انرژی آزاد تمرکز

Scientific article / Entropy, 2000, Vol. 2, No. 3, pp. 106–141. Free energy and entropy are examined in detail from the standpoint of classical thermodynamics. The approach is logically based on the fact that thermodynamic work is mediated by thermal energy through the tendency for nonthermal energy to convert spontaneously into thermal energy and for thermal energy to distribute spontaneously and uniformly within the accessible space. The fact that free energy is a Second-Law, expendable energy that makes it possible for thermodynamic work to be done at finite rates is emphasized. Entropy, as originally defined, is pointed out to be the capacity factor for thermal energy that is hidden with respect to temperature; it serves to evaluate the practical quality of thermal energy and to account for changes in the amounts of latent thermal energies in systems maintained at constant temperature. With entropy thus operationally defined, it is possible to see that T∆S° of the Gibbs standard free energy relation ∆G° = ∆H° − T∆S° serves to account for differences or changes in nonthermal energies that do not contribute to ∆G° and that, since ∆H° serves to account for differences or changes in total energy, complete enthalpy-entropy (∆H° – T∆S°) compensation must invariably occur in isothermal processes for which T∆S° is finite. A major objective was to clarify the means by which free energy is transferred and conserved in sequences of biological reactions coupled by freely diffusible intermediates. In achieving this objective it was found necessary to distinguish between a 'characteristic free energy' possessed by all First-Law energies in amounts equivalent to the amounts of the energies themselves and a 'ree energy of concentration' that is intrinsically mechanical and relatively elusive in that it can appear to be free of First-Law energy. The findings in this regard serve to clarify the fact that the transfer of chemical potential energy from one repository to another along sequences of biological reactions of the above sort occurs through transfer of the First-Law energy as thermal energy and transfer of the Second-Law energy as free energy of concentration.