能源

做功能力
动能
- 物体因运动而具有的能量
潜在/化学势
- 储存能量:物体因其位置或化学结构而具有的能量
能量及其转换的研究
系统
- 被研究对象
- 三种类型
  - 孤立系统
    - 不与环境交换物质或能量
    - 绝缘热水瓶
    - 封闭的系统
      - 能与环境交换能量而不交换物质吗
      - 地球的前女友。
      - 开放的系统
        
        物质和能量都可以在系统和环境之间自由运动
        
        例什么生活
周围的环境
- 系统之外的一切
能量可以从一种形式转化为另一种形式，或者从一个地方转移到另一个地方，但它不能被创造或毁灭
例尼亚加拉大瀑布
能量转换并不总是有效的
- 能量失去而不能做功
- 以热的形式散失(分子的随机运动)
每一次能量转换都增加了宇宙的无序/随机性(熵)
孤立系统的无序性总是增加(熵)
物理对象总是会崩溃
蛋白质总是会分解
所有生活质量:高度有序
- 例如:DNA螺旋，蛋白质，核糖体
活细胞=开放系统
- 与环境交换能量和物质，并利用它们来产生秩序
吃东西保持低熵
生物放出热量和二氧化碳^nd通过增加秩序来制定法律)
不需要能量输入
生成物的势能比反应物的低
- 势能=焓(H):
- ΔH = H_最后- - - - - - H_最初的
- 放热:ΔH
  - 释放能量
- 吸热:+ΔH
  - 吸收能量
生成物不如反应物有序
- 生成物的熵更大
- 熵的增加
系统能做功的部分

读:

熵

热力学

热力学第一定律

能量可以从一种形式转化为另一种形式，或者从一个地方转移到另一个地方，但它不能被创造或毁灭
例尼亚加拉大瀑布

热力学第二定律

能量转换并不总是有效的
- 能量失去而不能做功
- 以热的形式散失(分子的随机运动)
每一次能量转换都增加了宇宙的无序/随机性(熵)
孤立系统的无序性总是增加(熵)
物理对象总是会崩溃
蛋白质总是会分解

生命与热力学第二定律

所有生活质量:高度有序
- 例如:DNA螺旋，蛋白质，核糖体
活细胞=开放系统
- 与环境交换能量和物质，并利用它们来产生秩序
吃东西保持低熵
生物放出热量和二氧化碳^nd通过增加秩序来制定法律)

自发反应

吉布斯自由能

∆g =∆h - t∆s

∆g = g_最终状态- G_开始状态

焓和熵的贡献

高自由能
- 更不稳定
- 更大的工作能力
系统自发地转变为更稳定的状态
- 葡萄糖转化为二氧化碳
- 例浓度梯度
从固体>液体>气体的转变允许熵的增加

三磷酸腺苷

含有大量的自由能由于高能量的磷酸键
磷酸基团紧密相连-负电荷相斥=键的排列不稳定
磷酸基的去除-自发反应-释放大量的自由能
水解反应=升温反应-在细胞中不发生(很少)
能量耦合
- ATP与反应物基团密切接触
- 末端磷酸基转移到反应物分子上使其不稳定(磷酸化)
  - 高磷基转移电位
- 酶介导(活性位点不与水结合-只有ATP和反应物分子)