ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Энергия и энтропия в биосфере из "Эволюция биоэнергетических процессов" Вся Земля и ее поверхностный слой, если брать их в целом, находятся сейчас в устойчивом состоянии. Часть поверхностного слоя, доступная организмам, называется биосферой. Этот термин был предложен в 1875 г. венским геологом Э. Зюссом, его широко использовал Вернадский [1923]. Биосфера тоже находится в устойчивом состоянии. Таким образом, интересующий нас здесь запас энергии в биосфере не претерпевает со временем значительных изменений. Приток энергии точно компенсирует ее потери. [c.12] ГИЯ частиц космических лучей также чрезвычайно мала. Тепловая продукция самой Земли (за счет идущих в ней радиоактивных процессов) должна быть равна чистому потоку энергии наружу через кору. Она составляет всего 0,02% того потока энергии, который поступает на Землю от Солнца и просто теряется в пространстве (см., например, [889]).-Таким образом, в сравнении с тепловым потоком от Солнца теплопродукция самой Земли ничтожна. [c.13] В стационарном состоянии энтропия Земли также должна быть постоянной. Понятие об энтропии излучения, связанной с его энергией, было введено Больцманом позже его использовал Планк при выводе своего знаменитого закона излучения, лежащего в основе квантовой теории. Возрастание энтропии Земли происходит за счет солнечного излучения, а ее снижение — за счет электромагнитного излучения Земли. Но большое количество энтропии постоянно производится на Земле в результате протекания необратимых процессов. Скорость производства энтропии должна равняться скорости ее суммарной потери. Следовательно, в итоге Земля теряет энтропию, или, как выразился Шредингер [1666], поглощает отрицательную энтропию (негэнтропию, по Брил-люэну [274]). Производство энтропии должно уравновешиваться суммарной потерей энтропии и для отдельных частей Земли, если они находятся в стационарном состоянии. Таким образом, это верно и для ее поверхностного слоя, в частности для биосферы. [c.13] Шредингер применил свою концепцию негэнтропии и к самой живой материи. Организмы или комплексы организмов, находящиеся в стационарных состояниях, если можно так сказать, питаются негэнтропией. Они отдают столько же энергии, сколько получают, но энтропия, связанная с отданной энергией, должна превосходить энтропию, связанную с принятой энергией, так что организмы, чтобы жить, втискиваются в градиент энтропии между поступающей и уходящей энергией. [c.13] Энтропия поступает в организм в виде пищи (химического субстрата биоэнергетических процессов) и в виде света. Содержание энтропии в компонентах пищи в принципе можно определить стандартными физико-химическими методами. Были сделаны также попытки количественным образом приложить концепцию энтропии излучения к взаимоотношениям организмов со светом, особенно к фотосинтезу [510—513, 1020, 1578, 1767]. Суть этих попыток в том, что эффективному световому излучению приписывается определенная температура, так что из основного уравнения для цикла Карно 1,В) можно рассчитать максимальную работу, которая может быть произведена данным количеством света. Эта максимальная работа ставит предел выходу фотосинтеза. Такие расчеты в некоторых случаях можно использовать, чтобы исключить предлагаемые гипотетические механизмы биоэнергетических процессов, которые нарушают второй закон. [c.14] Вернуться к основной статье