entropie

Suzanne stelde deze vraag op 04 juni 2014 om 07:35.

Bij het experiment van Miller en Urey worden er aminozuren gevormd. Nu is mijn vraag of de entropie-formule:

S=K ln W ook van toepassing is op dit experiment en wat er gebeurt met het aantal microtoestanden en de entropie tijdens dit experiment. 

Als er iemand is die mij zou kunnen helpen, zou dat heel fijn zijn!

Reacties

Theo op 04 juni 2014 om 09:13

De thermodynamische formule S = k ln W is algemeen (k = constante van Boltzmann en W het aantal micro-toestanden die mogelijk zijn binnen een systeem (zoals ABCD, BCDA, ABDC etc) dat als macro-toestand hetzelfde blijft ("de eerste 4 letters van het alfabet")).

De formule is alleen geldig voor afgesloten systemen die geen interactie hebben met de omgeving. Anders kan energie worden uitgewisseld en wordt de boekhouding veel complexer.

Aminozuren zijn meer geordend dan losse atomen en hebben dan een lagere entropie. Maar om dit te bereiken is meestal arbeid verricht en energie van buiten gebruikt (een "levend wezen" is geordend maar werd dit door energie-opname van voedsel waarbij een deel in arbeid en een deel in warmte (=chaos) werd omgezet zodat netto de entropie toenam, alleen verschillend verdeeld over de verschillende deelsystemen (lichaam, omgeving).

De grote vraag is dus of dit systeem gesloten was. Zo ja, dan blijft de entroptie gelijk en daarmee het aantal microtoestanden. Zo nee, dan neemt de entropie toe en daarmee verandert de macrotoestand en het aantal microtoestanden. Ik ken het experiment (en herhalingen ervan) te weinig om een keuze te maken.

Suzanne op 04 juni 2014 om 14:08

Dus ik kan er in principe vanuit gaan dat het aantal microtoestanden groter wordt, meer aminozuren, maar de entropie lager wordt omdat aminozuren een lage entropie hebben?
Bedankt voor de reactie trouwens!

Theo op 04 juni 2014 om 18:18

Aantal microtoestanden wordt groter als de entropie toeneemt.

Als je aminozuren bouwt neemt de entropie van de (geordende) aminozuren af en daarmee het aantal microtoestanden binnen het "systeem" aminozuren.

Maar om die aminozuren te maken moet je energie toevoegen (arbeid verrichten om dingen bij elkaar te brengen en te ordenen) en wordt het systeem (aminozuren + omgeving) verandert in meer microtoestanden in de omgeving en minder in de aminozuren. De entropie neemt meer toe in de omgeving dan hij afneemt in de aminozuren zodat de optelsom van beide een grotere entropie geeft. Dit komt overeen met de thermodynamische bevinding dat de entropie over een voldoende groot systeem alleen maar toeneemt en dat elke afname in een klein systeem wordt overtroffen door een grotere toename in de omliggende systemen.

 

Plaats een reactie

+ Bijlage

Bevestig dat je geen robot bent door de volgende vraag te beantwoorden.

Clara heeft zes appels. Ze eet er eentje op. Hoeveel appels heeft Clara nu over?

Antwoord: (vul een getal in)