L'energia è la capacità di produrre un cambiamento.
La termodinamica descrive le leggi dell'energia.
I° regola della termodinamica
L'energia non può essere nè creata nè distrutta: durante una qualsiasi trasformazione l'energia rimane identica prima e dopo la trasformazione.
II° regola della termodinamica
Il disordine tende ad aumentare, dopo una trasformazione l'energia disponibile per il lavoro è minore dell'energia disponibile prima della trasformazione, ne consegue che nessun processo di trasformazione di energia è efficiente al 100%.
L'energia totale viene definita entalpia (H), l'energia disponibile viene chiamata energia libera (G), l'energia inutilizzabile è rappresentata dall'entropia (S) che costituisce la misura del disordine di un sistema per la temperatura T.
H = G + TS
Non è possibile misurare H, G o S in maniera diretta, ma solo attraverso il cambiamento con l'unità caloria (cal) o joule (J). Il cambiamento viene indicato con Δ. La variazione di energia di libera è la differenza tra l'energia libera dei prodotti e reagenti.
ΔGreazione = Gprodotti - Greagenti
da cui
ΔG = ΔH - TΔS
ΔG > 0 → energia rilasciata ΔG > 0 → energia richiesta
L'energia può essere divisa in due categorie:
energia potenziale: l'energia immagazzinata
energia cinetica: energia legata al movimento
La somma di tutti i processi di trasformazione di energia dell'organismo sono chiamati metabolismo e si può dividere in:
catabolismo: la somma delle reazioni cataboliche, formano molecole complesse partendo da molecole semplici → necessitano di energia e riducono l'entropia → reazione esoergonica.
anabolismo: la somma delle reazioni anaboliche, formano molecole semplici partendo da molecole complesse → cedono energia e aumentano l'entropia → reazione endoergonica.
Ogni reazione ha un determinato punto di equilibrio, quando un reagente A dà un prodotto B in linea di principio da B si può tornare ad A (reazione inversa), A ↔ B. Il punto di equilibrio si ha quando ΔG = 0.
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