0
EN
1
المرجع الالكتروني للمعلوماتية

علم الكيمياء

تاريخ الكيمياء والعلماء المشاهير

التحاضير والتجارب الكيميائية

المخاطر والوقاية في الكيمياء

اخرى

مقالات متنوعة في علم الكيمياء

كيمياء عامة

الكيمياء التحليلية

مواضيع عامة في الكيمياء التحليلية

التحليل النوعي والكمي

التحليل الآلي (الطيفي)

طرق الفصل والتنقية

الكيمياء الحياتية

مواضيع عامة في الكيمياء الحياتية

الكاربوهيدرات

الاحماض الامينية والبروتينات

الانزيمات

الدهون

الاحماض النووية

الفيتامينات والمرافقات الانزيمية

الهرمونات

الكيمياء العضوية

مواضيع عامة في الكيمياء العضوية

الهايدروكاربونات

المركبات الوسطية وميكانيكيات التفاعلات العضوية

التشخيص العضوي

تجارب وتفاعلات في الكيمياء العضوية

الكيمياء الفيزيائية

مواضيع عامة في الكيمياء الفيزيائية

الكيمياء الحرارية

حركية التفاعلات الكيميائية

الكيمياء الكهربائية

الكيمياء اللاعضوية

مواضيع عامة في الكيمياء اللاعضوية

الجدول الدوري وخواص العناصر

نظريات التآصر الكيميائي

كيمياء العناصر الانتقالية ومركباتها المعقدة

مواضيع اخرى في الكيمياء

كيمياء النانو

الكيمياء السريرية

الكيمياء الطبية والدوائية

كيمياء الاغذية والنواتج الطبيعية

الكيمياء الجنائية

الكيمياء الصناعية

البترو كيمياويات

الكيمياء الخضراء

كيمياء البيئة

كيمياء البوليمرات

مواضيع عامة في الكيمياء الصناعية

الكيمياء التناسقية

الكيمياء الاشعاعية والنووية

قم بتسجيل الدخول اولاً لكي يتسنى لك الاعجاب والتعليق.

Bioenergetics and Thermodynamics:- Biological Energy Transformations Obey the Laws of Thermodynamics

المؤلف:  David L. Nelson، Michael M. Cox

المصدر:  Lehninger Principles of Biochemistry

الجزء والصفحة:  p490-491

2026-05-27

52

+

-

20

Bioenergetics and Thermodynamics:- Biological Energy Transformations Obey the Laws of Thermodynamics

Many quantitative observations made by physicists and chemists on the interconversion of different forms of energy led, in the nineteenth century, to the formulation of two fundamental laws of thermodynamics. The first law is the principle of the conservation of energy: for any physical or chemical change, the total amount of energy in the universe remains constant; energy may change form or it may be transported from one region to another, but it cannot be created or destroyed. The second law of thermodynamics, which can be stated in several forms, says that the universe always tends toward increasing disorder: in all natural processes, the entropy of the universe increases. Living organisms consist of collections of molecules much more highly organized than the surrounding materials from which they are constructed, and organisms maintain and produce order, seemingly oblivious to the second law of thermodynamics. But living organisms do not violate the second law; they operate strictly within it. To discuss the application of the second law to bio logical systems, we must first define those systems and their surroundings.

The reacting system is the collection of matter that is undergoing a particular chemical or physical process; it may be an organism, a cell, or two reacting com pounds. The reacting system and its surroundings together constitute the universe. In the laboratory, some chemical or physical processes can be carried out in isolated or closed systems, in which no material or energy is exchanged with the surroundings. Living cells and or ganisms, however, are open systems, exchanging both material and energy with their surroundings; living systems are never at equilibrium with their surroundings, and the constant transactions between system and sur roundings explain how organisms can create order within themselves while operating within the second law of thermodynamics.

Gibbs free energy, G, expresses the amount of energy capable of doing work during a reaction at constant temperature and pressure. When a reaction proceeds with the release of free energy (that is, when the system changes so as to possess less free energy), the free-energy change, ΔG, has a negative value and the reaction is said to be exergonic. In endergonic reactions, the system gains free energy and ΔG is positive.

Enthalpy, H, is the heat content of the reacting system. It reflects the number and kinds of chemical bonds in the reactants and products. When a chemical reaction releases heat, it is said to be exothermic; the heat content of the products is less than that of the reactants and ΔH has, by convention, a negative value. Reacting systems that take up heat from their surroundings are endothermic and have positive values of ΔH.

Entropy, S, is a quantitative expression for the randomness or disorder in a system. When the products of a reaction are less complex and more disordered than the reactants, the reaction is said to proceed with a gain in entropy.

The units of ΔG and ΔH are joules/mole or calories/mole (recall that 1 cal 4.184 J); units of entropy are joules/mole Kelvin (J/mol K) (Table 13–1). Under the conditions existing in biological systems (including constant temperature and pressure), changes in free energy, enthalpy, and entropy are related to each other quantitatively by the equation

ΔG=ΔH-T ΔS

in which ΔG is the change in Gibbs free energy of the reacting system, ΔH is the change in enthalpy of the system, T is the absolute temperature, and S is the change in entropy of the system. By convention, S has a positive sign when entropy increases and ΔH, as noted above, has a negative sign when heat is released by the system to its surroundings. Either of these conditions, which are typical of favorable processes, tend to make ΔG negative. In fact, ΔG of a spontaneously reacting system is always negative.

The second law of thermodynamics states that the entropy of the universe increases during all chemical and physical processes, but it does not require that the entropy increase take place in the reacting system itself. The order produced within cells as they grow and divide is more than compensated for by the disorder they create in their surroundings in the course of growth and division. In short, living or ganisms preserve their internal order by taking from the surroundings free energy in the form of nutrients or sun light, and returning to their surroundings an equal amount of energy as heat and entropy.

صادق الياسري2026-05-27

يتناول المقال مفهوم الطاقة الحيوية والديناميكا الحرارية داخل الخلايا الحية، موضحا أن الخلايا تحتاج إلى الطاقة الحرة لإنجاز وظائفها الحيوية، لأنها تعمل في ظروف ثابتة تقريبا من حيث الحرارة والضغط. ويشرح المقال أن الطاقة الحرارية وحدها لا تكفي لأداء العمل داخل الخلية، لذلك تعتمد الكائنات الحية على طاقة تعرف ب طاقة جيبس الحرة (Gibs Fre Energy). كما يبين أن التفاعلات الكيميائية في الخلية قد تكون: مطلقة لطاقة وتحدث تلقائيا. مستهلكة لطاقة وتحتاج إلى مصدر خارجي لطاقة. وتقوم الخلايا بربط هذه التفاعلات معا لضمان استمرار العمليات الحيوية مثل النمو، وبناء الجزيئات، والنقل عبر الأغشية. ويعد جزيء ATP المصدر الأساسي لنقل الطاقة داخل الخلية، إذ يخزن الطاقة الكيميائية ويطلقها عند الحاجة لتشغيل مختلف الأنشطة الحيوية.

حالة التعديل

اخفاء الردود

رد

1
301693

المزيد

اخر الاخبار

اشترك بقناتنا على التلجرام ليصلك كل ما هو جديد