第二节生物能学(生物化学中的热力学 热力学在生物化学中最基本的用处在于判断 个过程是否能够发生。 体系:热力学中的体系( system)是在一限定范围 内的物质。宇宙的其余部分的物质称为环境 surroundings)o 开放体系:体系与环境之间既有能量传递又有物质交 换 >封闭体系:体系与环境之间只有能量传递但没有物质 交换; >隔离体系:体系与环境之间没有能量传递也没有物质 交换
第二节 生物能学（生物化学中的热力学） 热力学在生物化学中最基本的用处在于判断 一个过程是否能够发生。 一、体系：热力学中的体系（system）是在一限定范围 内的物质。宇宙的其余部分的物质称为环境 （surroundings）。 ➢ 开放体系：体系与环境之间既有能量传递又有物质交 换； ➢ 封闭体系：体系与环境之间只有能量传递但没有物质 交换； ➢ 隔离体系：体系与环境之间没有能量传递也没有物质 交换
个体系的性质包括:压力、体积、温度、组成、比 热、表面张力等,热力学用体系的这些性质来描述一个 体系所处的状态,并把这种性质与状态间的单值对应关 系称为状态函数(只与体系状态变化的始态和终态有关, 而与状态变化的过程无关。) 1.内能U 2焓(H=U+PV) 3熵S与自由能AG 二、内能和热力学第一定律: >内能( internal energy):体系内部质点能量 的总和,用符号U(或E)表示。内能的绝对值 是无法测量的,但其改变量却是可以测量的
二、 内能和热力学第一定律 ： ➢内能（internal energy）：体系内部质点能量 的总和，用符号U（或E）表示。内能的绝对值 是无法测量的，但其改变量却是可以测量的。 一个体系的性质包括：压力、体积、温度、组成、比 热、表面张力等，热力学用体系的这些性质来描述一个 体系所处的状态，并把这种性质与状态间的单值对应关 系称为状态函数（只与体系状态变化的始态和终态有关， 而与状态变化的过程无关。）： 1．内能 U ; 2.焓 (H = U + PV); 3.熵 S 与自由能ΔG
>热力学第一定律:就是能量守衡定律,说明能 的形式只能互相转变不能消灭。第一定律的数学 表达式是:AU=Q-W(Q代表在过程中吸收的热 量,W代表体系所做的功,△U代表内能的变化) 熵和热力学第二定律 ●熵( entropy):用S表示,代表一个体系散乱无序 的程度。一个体系当变为更混乱时,它的熵增加。 ●热力学第二定律:说的是只有当体系及其周围的熵 之和增加时,过程才能自发地进行。对于自发过 程ΔS体系+ΔS环境>0
➢ 热力学第一定律: 就是能量守衡定律，说明能 的形式只能互相转变不能消灭。第一定律的数学 表达式是：ΔU= Q-W（Q代表在过程中吸收的热 量，W代表体系所做的功，ΔU代表内能的变化）。 三、熵和热力学第二定律： ● 熵（entropy）：用S表示，代表一个体系散乱无序 的程度。一个体系当变为更混乱时，它的熵增加。 ●热力学第二定律：说的是只有当体系及其周围的熵 之和增加时，过程才能自发地进行。对于自发过 程ΔS体系+ΔS环境>0
根据热力学第二定律,可以了解在机体内哪些 过程可能发生,推测哪些因素是某一过程发生的 条件。例如,形成一个高度有序的生物结构是可 能的,因为这种体系的熵减少被周围环境的熵增 加所补偿;生物体内部所有不可逆过程的发生是 可能的,它可不断地从周围环境吸取负熵来维持 生存,新陈代谢使机体成功地向周围环境释放正 熵。 ●自由能的概念: 1878年,J.W. Gibbs把热力学第一定律和第二定律 结合起来,提出了自由能这一函数
根据热力学第二定律，可以了解在机体内哪些 过程可能发生，推测哪些因素是某一过程发生的 条件。例如，形成一个高度有序的生物结构是可 能的，因为这种体系的熵减少被周围环境的熵增 加所补偿；生物体内部所有不可逆过程的发生是 可能的，它可不断地从周围环境吸取负熵来维持 生存，新陈代谢使机体成功地向周围环境释放正 熵。 ● 自由能的概念： 1878年，J.W.Gibbs 把热力学第一定律和第二定律 结合起来，提出了自由能这一函数