Упражнения, эксергия и мясоеды: разрешение термодинамического равновесия жизни

Жизнь существует в термодинамических крайностях. Кажется, что живые организмы нарушают законы термодинамики, будучи упорядоченными системами. Однако они не являются замкнутыми системами.

Общая энтропия системы не уменьшается. Живые существа получают энергию от Солнца, и энтропия солнечной системы возрастает. Порядок жизни на Земле «оплачивается» увеличением энтропии Солнца и окружающего пространства.

Команда из Турции в International Journal of Exergy объясняет, как организмы существуют вдали от термодинамического равновесия со средой. Они импортируют эксергию, экспортируют энтропию и поддерживают постоянство внутренней среды с помощью гомеостаза. Эксергия — это мера энергии, способной совершать работу в термодинамическом смысле.

Исследователи из Университета Едитепе (Сеннет Йылдыз, Волкан Адем Билгин, Байрам Йылмаз, Мустафа Озилген) использовали данные литературы, чтобы рассчитать, как гомеостаз помогает организмам экономить эксергию в жизненных процессах. В то же время поддержание температуры тела требует затрат эксергии.

Расчёты показали существенную разницу между млекопитающими и рептилиями в потребностях в эксергии. Суточный расход эксергии животного зависит от скорости метаболизма, массы тела и усвоения питательной эксергии.

• Эндотермному (гомойотермному) млекопитающему, проводящему около трети времени в активном метаболическом режиме, требуется всего 6 граммов мяса на килограмм массы тела в день для удовлетворения потребностей в эксергии.
• Эктотермной рептилии с таким же уровнем активности требуется 500 граммов мяса на килограмм массы тела в день.