Ich stoße manchmal auf Erklärungen von Phänomenen, bei denen nur die Entropie als Treiber genannt wird, zB Osmose, Diffusion, hydrophober Effekt... Aber kann die Entropie jemals der einzige Treiber eines Prozesses sein? Ich bin auf eine „entropische Kraft“ gestoßen, ist es eine echte Kraft? Sind bei diesen Prozessen nicht immer Energieänderungen vorhanden?
Wenn dies der Fall ist, wenn es um Konzentrationsgradienten geht, „enthalten“ diese Gradienten potentielle Energie, aber ich kann nicht herausfinden, woher sie stammt. Zum Beispiel verpasst ein Wassermolekül, das Teil des Käfigs um ein lipophiles Molekül ist, eine potenzielle Wasserstoffbindung und spürt daher eine Nettokraft, die entgegengesetzt ist. Dieses Versäumen stabiler Wechselwirkungen, das Gefühl einer entgegengesetzten Kraft ... ist das, was potenzielle Energie „erzeugt“. Ich kann diese Dinge in Diffusion und Osmose für neutrale gelöste Stoffe nicht sehen (wenn der gelöste Stoff geladen ist, kommt die elektrostatische Kraft ins Spiel - elektrochemisches Potential - dies fühlt sich natürlicher an, als potentielle Energie zu betrachten), die nur ein zufälliges Mischen zu sein scheint. . aber im Falle der Osmose kann der Gradient Arbeit verrichten und eine hydrostatische Druckdifferenz erzeugen, die die potentielle Energie dort beweist, da sie in eine andere Unterart umgewandelt werden kann? Die semipermeable Membran scheint bei diesen Phänomenen für die zu leistende Arbeit (Osmose, Transmembranpotentialerzeugung in der Biologie) wesentlich zu sein? Freie Diffusion in Massenlösung ohne Membranen könnte niemals funktionieren und die gesamte potenzielle Energie würde als Wärme abgeführt?
Die Rolle der Ladung bei all dem ... Osmose ist eine kolligative Eigenschaft, daher spielt die Ladung des gelösten Stoffes eigentlich keine Rolle.
Aber wenn die Membran nur für den gelösten Stoff durchlässig ist, kann ein chemischer Gradient elektrische potentielle Energie über der Membran speichern. Der chemische Gradient bearbeitet die geladenen Teilchen, indem er sie gegen ihr elektrisches Potential drückt. Aber was verursacht diesen Stoß gegen das elektrische Feld, den Konzentrationsunterschied? Dies scheint jedoch eher ein Wahrscheinlichkeitsfaktor zu sein. Das elektrische Feld über der Membran wirkt negativ und der Konzentrationsgradient positiv?
Zurück zur Osmose, der Gradient der gelösten Stoffe leistet positive Arbeit und der hydrostatische Druck leistet negative Arbeit. Die Ladung spielt also doch keine Rolle?
Was passiert, wenn in all diesen Fällen das Gleichgewicht erreicht ist? Null Arbeit?
Danke
Aus meiner Sicht beinhaltet der Treiber hinter allen Systemprozessen, die Sie beschreiben, Ungleichgewichte, dh Druck-, Temperatur-, Konzentrationsunterschiede oder Gradienten; und das Erreichen des Gleichgewichts als Ergebnis des Prozesses führt zu einer Entropieproduktion, dh zu einer allgemeinen Zunahme der Entropie (System plus Umgebung), wie dies bei allen realen (irreversiblen) Prozessen der Fall ist. In diesem Sinne kann man sich also die Entropieproduktion als Treiber von Prozessen vorstellen.
All diese Prozesse beruhen auf zufälligen Ereignissen. Die Atome "fühlen" keinen Konzentrationsgradienten, aber zufällige Wanderungen bewirken, dass die Diffusion Konzentrationsunterschiede ausgleicht.
Zitrone
Roger Wadim