然而,生命系统是开放系统。不会达 到平衡。它们通过将高焓低熵的基质转化 成低焓高嫡的代谢产物,不断地获得自由 能(其中一部分转化为代谢能,用来推动 有序化进程)。吉布斯自由能: G=H-TS G,吉布斯自由能 H,物系的焓(描述恒压热效应) 绝对温度 物系的熵(描述混乱程度) 202k 张星元:发酵原理
2021/2/22 张星元：发酵原理 16 然而，生命系统是开放系统，不会达 到平衡。它们通过将高焓低熵的基质转化 成低焓高熵的代谢产物，不断地获得自由 能（其中一部分转化为代谢能，用来推动 有序化进程）。吉布斯自由能： G = H－TS G，吉布斯自由能 H，物系的焓（描述恒压热效应） T，绝对温度 S，物系的熵（描述混乱程度）
2.1.2经典热力学与微生物代谢 202k 张星元:发酵原理
2021/2/22 张星元：发酵原理 17 2.1.2 经典热力学与微生物代谢
热力学把宇宙中我们感兴越艄部 分定义为系统,诸如一个生物反应器 或一个细胞,而把其他部分叫做它的 环境。系统是开放的还是封闭的、隔 离的,取决于其是否可与环境交换物 /质和能量。因为活细胞吸收营养物质、 释放代谢产物,并做功和放热。因此 吧们是开放系统 202k 张星元:发酵原理
2021/2/22 张星元：发酵原理 18 热力学把宇宙中我们感兴趣的部 分定义为系统，诸如一个生物反应器 或一个细胞，而把其他部分叫做它的 环境。系统是开放的还是封闭的、隔 离的，取决于其是否可与环境交换物 质和能量。因为活细胞吸收营养物质、 释放代谢产物，并做功和放热。因此 它们是开放系统
系统状态由一组状态函数来定义。 这些状态函数包括内能(U,系统固 有的全部能量的度量,描写恒容热效 应的状态函数)、焓(H,描写恒压 热效应的状态函数)、熵(S,系统 混乱程度的度量)。这些状态函数可 用来表示和解释这两个热力学定律, 经典热力学就是建立在这两个定律的 基础的。 202k 张星元:发酵原理
2021/2/22 张星元：发酵原理 19 系统状态由一组状态函数来定义。 这些状态函数包括内能（ U，系统固 有的全部能量的度量，描写恒容热效 应的状态函数）、焓（ H，描写恒压 热效应的状态函数）、熵（ S，系统 混乱程度的度量）。这些状态函数可 用来表示和解释这两个热力学定律， 经典热力学就是建立在这两个定律的 基础上的
这两个定律是: ①热力学第一定律:能量既不能创生画不 能消灭。用数学方式表达为;AU=DM联 含义是,在任何隔离系统中系统储藏的能 量不变。 ②热力学第二定律:自发过程向熵值(宇 宙的总的混乱程度)增加的方向进行。用 数学方式表达为:AS>0,其含义是 在任何隔离系统中,不违背第一定律的过 程得唛进行的最起码的条件是该系统的熵 值增加。 202k 张星元:发酵原理
2021/2/22 张星元：发酵原理 20 这两个定律是： ①热力学第一定律：能量既不能创生也不 能消灭。用数学方式表达为：ΔU = 0， 其 含义是，在任何隔离系统中系统储藏的能 量不变。 ②热力学第二定律：自发过程向熵值（宇 宙的总的混乱程度）增加的方向进行。用 数学方式表达为：ΔS ＞ 0， 其含义是， 在任何隔离系统中，不违背第一定律的过 程得以进行的最起码的条件是该系统的熵 值增加