Жизнь как термодинамический процесс

Поток солнечной энергии, воспринимается на Земле молекулами живых клеток растений и преобразуется в энергию химических связей. Создаваемые таким образом химические вещества последовательно переходят от одних организмов к другим. Вначале эти вещества переходят от растений к растительноядным животным. Затем от них эти вещества в форме белковой пищи переходят к плотоядным животным первого порядка, второго порядка и т.д.

Этот переход представляет собой последовательный поток вещества и энергии.

Но и вещество и энергия в пищевой цепи постепенно рассеиваются. Так, если температура того или иного тела выше, чем температура окружающей среды, то общая температура системы среда-тело стремится к выравниванию. Тело будет отдавать энергию до тех пор, пока его температура и температура окружающей среды не станут одинаковы и дальнейшие энергетические процессы станут невозможными. Здесь "работает" второй закон термодинамики и о такой системе говорят, что она находится в состоянии теплового равновесия или максимальной энтропии.

Энтропия отражает возможности превращения энергии и рассматривается как мера неупорядоченности системы. Если бы поток солнечного излучения, поступающего к Земле, только рассеивался, то жизнь на Земле была бы невозможной.

Чтобы энтропия системы не возрастала, система должна извлекать энергию" извне, т.е. непрерывно поддерживать, либо накапливать ее.

Живые организмы существуют именно таким образом. Они выполняют работу за счет потребления энергии из сложно организованных (упорядоченных) молекулярных структур,- сахаров, жиров, белков, и т.д. входящих в состав их пищи.

Часть энергии, получаемой живыми организмами из пищи, теряется, расходуясь на поддержание их жизненных процессов, а часть передается организмам последующих пищевых уровней.

Началом всего этого потока является процесс в растениях - фотосинтез, при котором происходит повышение упорядоченности деградировавших органических и минеральных веществ в клетках живых растений.

Используя солнечную энергию и минеральные соли, растение трансформирует энергию квантов света (фотонов) в энергию химических связей своего органического вещества.

Человеческое общество радикально изменяет эти процессы, преобразуя биосферу. В связи с этим формулируется закон компенсации энтропии биосферы: