1. Koncentrationsgradient och entropi:
* En koncentrationsgradient representerar ett tillstånd av lägre entropi . Molekylerna på membranets sida med högre koncentration är mer ordnade, medan de på sidan med lägre koncentration är mer spridda.
* Diffusion tenderar att öka entropin genom att flytta molekyler från en region med hög koncentration till en region med låg koncentration. Detta skapar ett mer jämnt fördelat, mindre ordnat tillstånd.
2. Spontan rörelse:
* Den andra lagen dikterar att processer inträffar spontant om de leder till en ökning av systemets övergripande entropi.
* Diffusion över ett membran är en spontan process eftersom den resulterar i en ökning av entropin. Molekylerna blir mer störda och det övergripande systemet blir mer slumpmässigt.
3. Gratis energi:
* Den andra lagen kan uttryckas i termer av fri energi, vilket är den energi som är tillgänglig för att göra arbete. Ett system kommer spontant att gå mot ett tillstånd av lägre fri energi.
* I diffusion minskar systemets fria energi när koncentrationsgradienten sprids, vilket gör processen gynnsam.
4. Membran och barriärer:
* Membran kan fungera som hinder för diffusion, men de förhindrar inte det helt.
* Den andra lagen gäller fortfarande, men diffusionshastigheten påverkas av faktorer som membranpermeabilitet, storleken på molekylerna och storleken på koncentrationsgradienten.
Sammanfattningsvis:
Den andra lagen om termodynamik, genom att driva system mot ökad entropi, förklarar varför diffusion över ett membran inträffar spontant. Det gynnar rörelsen av molekyler från områden med hög koncentration till låg koncentration, vilket resulterar i ett mer stört och mindre energiskt tillstånd.
