生命生态的热力学基础专题.pptVIP

;一、线性系统与线性规律;线性系统有如下性质：; 线性系统的线性可加性在物理上又称为独立性叠加原理:即部分之和等于整体。两个不同因素的组合作用等于每个因素单独作用的简单叠加，遵守线性叠加原理。动力学方程的不同解加起来仍然是方程的解。如牛顿力学成立的系统称线性系统满足独立叠加性。; 线性系统中将时间T反转变为T=-T，那么将沿同一轨迹回到原状态，例如牛顿第二定律，F=ma，如果T=-T，它的形式是不变的，将沿原运动的逆运动运行。; 线性系统变化过程的动力学因果关系呈现出线性变化的关系。 ;二、近平衡态的非平衡过程;三维情况：; ;非线性不可逆过程热力学过程;按照内部相互作用的不同分为三种情况： 整体大于部分之和 ：系统各部分间反馈、散逸 整体小于部分之和 ：系统各部分间冲突、拮抗 整体等于部分之和 ：系统各部分间相互孤立;2．非线性规律 非线性系统变化过程的动力学因果关系呈非线性关系。 线性与非线性的比较： (1) 非线性是对正比关系的偏离。线性关系是“水涨船高”，非线性才能反映“过犹不及”、“一波三折”； （2）线性关系是互不相干独立贡献，而非线性则是相互作用； (3) 线性不会引发突变，非线性引发突变。;二、远离平衡态的非平衡过程;贝纳德实验呈现的空间结构性;1．自组织现象与耗散结构 自组织现象： 系统在一定条件下，自动地组织起来形成空间或时间上的有序状态。 耗散结构： 1969年比利是物理学家普里高津把在非平衡态下产生的时间或空间上的有序结构。;形成和维持耗散结构的条件： （1） 系统为开放系统，靠外界不断供给能量和物质才能维持； （2） 体系必须存在非线性动力系统，即发生在远离平衡态的情况下； （3） 系统具有时空结构，对称性低于耗散结构发生前的时空均匀状态； （4） 耗散结构稳定，不受小扰动的破坏。;2．耗散结构与熵的关系 耗散结构无序度低，系统熵小，形成耗散结构的过程中系统熵变小于零，而熵变由两部分组成;;生命的热力学基础; 1944年量子力学创立人 薛定额在小册子《生命是什 么？》中指出 ： ;一、生命体的熵;细胞分化、组织器官功能形成并增加;熵不断增加;生命体; 正如生命体的维护需要负熵一样,地球生态 环境的维护，也需要负熵，生命体的负熵来自 于食物，而生态环境的负熵来自于哪里？ ;光合作用; 光合作用的产物不仅是糖类，还有氨基酸、脂肪，都是低熵物质。 ;食物链:;三、对人口及生态问题的思考;谢 谢 ！;