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1、普里高京 耗散结构Entropy fluxEntropy-production第十二节 非平衡态热力学一、开放系统的定态 孤立系统中，自发变化朝着消除差别、均匀、混乱度 增加、作功能力减小的方向进行，这是一种趋于能量退 化的方向。 生物界进化过程是从单细胞到多细胞，从简单到复杂， 从无序朝着有序性增加方向进行。 生物界的进化，与自发变化趋于无序的退化方向形成鲜 明对照，如何把这两种进程统一起来？ 热力学平衡态： 状态函数不随时间变化，即达到定 态。系统内部不存在物理量的宏观流动，如热流、粒 子流等。 非平衡的稳定态：又称定态，指体系的任何体积单元的 热力学性质不随时间而变化的稳定状态。 孤立系
2、统，定态就是平衡态；开放系统达到定态，不一定是平衡态。一、开放系统的定态QQdT2T1热导体稳定存在的前提是T1,T2保持不变。 例二生物体在发展某一阶段可能处于宏观不变的定态， 但生物体内进行新陈代谢过程，因此生物体不随时间变 化的状态是非平衡定态，而不是平衡态。例一一、开放系统的定态孤立系统：任意敞开系统：Entropy fluxEntropy-production 熵流：系统与环境之间通过界面进行热量和物质交换时， 进入或流出系统的熵变。用deS表示,可正，负，零。 熵产生：系统内部自然而然地发生趋向平衡态的自发不 可逆变化，由此引起的熵变。用diS表示, diS0。二、熵流、熵产生和耗
3、散结构（1）孤立系统：自发变化dS0, 表示系统的熵将趋于最大，生物将 达到热力学平衡态，这样的系统，生命无法生存。任意开放系统：Entropy fluxEntropy-production二、熵流、熵产生和耗散结构(2)开放系统：如人体，摄入蛋白质，脂肪，淀粉等低熵 大分子，排出相对无序高熵小分子；此外不断对环境散 发热量和做功，所以体系的熵流为负值，且deS 的绝对值 很大。当系统将达到定态（非平衡体系的稳 定状态），生命将维持有序不变。当说明系统将向更有序的方向发展， 生命进化。 耗散结构( dissipative structures )普里高京，1977年诺贝尔奖。讨论二、熵流、熵产生和耗散结构l健康的生物体，有血液流动、扩散、各种物质生化变化等不可逆过程，体内熵产生l机体维持生命，保持有序状态，是靠吸入低熵排出高熵， 使deS 0。l因此生物体从无序进入有序的耗散结构状态，与热力学第 二定律并不相矛盾。二、熵流、熵产生和耗散结构普里高京 耗散结构Entropy fluxEntropy-production再见！
