Gleichgewicht Zelle < Biologie < Naturwiss. < Vorhilfe
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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 18:54 Mo 09.04.2007 | | Autor: | Phecda |
hi ich hab eine wahrscheinlich banale aber mir dennoch nicht beantwortbare frage. in einem bio buch hab ich gelesen, dass ein thermodynamisches gleichgewicht in der zelle dessen tod hervorruft. was hat das zu bedeuten?
mfg phecda
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Hallo Phecda,
beim thermodynamischen Gleichgewicht findet in der Zelle kein Stoffwechsel mehr statt,
nur bei einem Fließgleichgewicht.
Mit freundlichen Grüßen
Frieder
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 20:00 Di 10.04.2007 | | Autor: | Phecda |
im chemie untericht haben wir gleichgewichtsreaktionen behandelt. wenn sich in der zelle (bei einer gleichgewichtsreaktion) die edukte im chemischen gleichgewicht mit den produkten befinden, findet kein stoffwechsel statt. deshalb ist ein abtransport von den produkten nötig bzw. hinzufügung von edukten nötig. (Fließgleichgewicht). Dies leuchtet ein.
Nun kann ich im streng (biologischen) sinne mit dem begriff "thermodynamisches gleichgewicht" wenig anfangen. Ist damit der physikalische 0. Hauptsatz der Thermodynamik gemeint. (Von zwei Körpern ist die Temperatur gleich, wenn sie mit einem anderen Körper jeweils die gleiche Temperatur haben).
Mein Problem ist also, dass ich den begriff thermodynamsiches gleichgewicht nicht biologisch einordnen kann bzw. meine physikalsiche Definition vllt erweitert werden muss.
Danke für eine Erklärung ;)
mfg Phecda
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Die Thermodynamik bezeichnet ein System als im Gleichgewicht, wenn die Entropie des Systems einen Extremum annimt. Da aber die Entropie minimal Null sein kann (d.h. startet bei Null) kann man das Extremum mit dem Maximum gleichsetzen bzw. als gleichbedeutend annehmen.
Im thermodynamischen Gleichgewicht gilt grundsätzlich das Kräftegleichgewicht aus Gibbs freier Enthalpie: (das kann ich hier nicht schreiben)
Das heißt, dass keine Energie- bzw. Potenzialdifferenz zwischen den jeweiligen Punkten im Raum vorliegt.
Ohne innere Barrieren (z. B. Wände) und wirkende Kraftfelder (z. B. Schwerkraft) gilt die triviale Lösung. Sie setzt für zwei beliebige Punkte 1 und 2 des Systems
das thermische Gleichgewicht (s. u.) T1 = T2,
das mechanische Gleichgewicht (s. o.) p1 = p2 und
das Chemische Gleichgewicht μ1 = μ2
voraus. Die Temperatur T, der Druck p sowie das chemische Potenzial μ sind somit im Gleichgewicht überall zeitlich konstant und gleich. Allgemeiner kann man zeigen, dass die Forderung nach maximaler Entropie des Gesamtsystems gleichwertig zur Forderung der Konstanz aller freien intensiven Variablen ist bzw. einem Extremalprinzip bezüglich des zugehörigen thermodynamischen Potenzials entspricht.
Da keine treibenden Gradienten mehr vorliegen enthält ein System im thermodynamischen Gleichgewicht keine Flüsse, z. B. von Materie, Wärme oder Arbeit. Ein System im thermodynamischen Gleichgewicht ist daher immer stationär.
Der Umkehrschluss gilt jedoch nicht. Ein stationärer Zustand entspricht nicht in jedem Fall einem thermodynamischen Gleichgewicht. In einigen Fällen können durchaus stationäre Flüsse vorliegen: das nennt man das so genannte Fließgleichgewicht.
Ferner ist zu bemerken, dass reversible Prozesse nur entlang nahe beieinander liegender thermodynamischer Gleichgewichtspunkte möglich sind, da andernfalls die Entropie des Systems steigt.
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