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Der Entropie-Begriff, drei Beispiele

Entropie - Beispiele - GIBBS-HELMHOLTZ - Lebewesen - Wahrscheinlichkeit - Autotrophie - Heterotrophie

Das Wärme-Beispiel

Ein heißer Stein und ein kalter Stein

Hier sehen wir zwei Steine. Der linke Stein wurde auf 100 Grad Celsius erhitzt, der andere hat Zimmertemperatur, ist also relativ kalt. Beide Steine liegen direkt nebeneinander, so dass sie sich berühren. Geht man nun für längere Zeit aus dem Zimmer, um beispielsweise eine Webseite über Entropie zu schreiben, und kommt dann zurück, so hat sich der linke Stein abgekühlt, während sich der rechte erwärmt hat. Im Idealfall (der also nie eintritt) haben beide Steine am Ende die gleiche Temperatur; rein rechnerisch müssten sie 60 Grad warm sein. Praktisch denkende Menschen werden jetzt natürlich einwenden, dass beide Steine mit der Zeit abkühlen und dann nicht mehr 60 Grad warm sind - aber das soll uns jetzt egal sein. Das Grundprinzip habe ich hoffentlich verdeutlicht: Vorher herrschte ein Zustand hoher Ordnung = geringer Entropie, der eine Stein war heiß, der andere kalt, ein recht unwahrscheinlicher Zustand. Nach dem Wärmeausgleich herrscht ein Zustand geringer Ordnung = hoher Entropie, es ist viel wahrscheinlicher, dass zwei nebeneinander liegende Steine die gleiche Temperatur haben, als dass sie unterschiedliche Temperaturen besitzen.

Das Konzentrations-Beispiel

Konzentrationsausgleich durch eine permeable Membran hindurch

Ein Beispiel aus dem Chemie-Labor. Ein Glasgefäß wird durch eine permeable Membran in zwei Hälften geteilt. In die linke Hälfte des Gefäßes wird Natronlauge der Konzentration c(NaOH) = 2 mol/l gefüllt, in die rechte Hälfte destilliertes Wasser. Hier ist die Konzentration c(NaOH) = 0 mol/l. Die Membran ist durchlässig für Wasser-Moleküle sowie Natrium- und Hydroxid-Ionen. Diese Teilchen diffundieren entlang ihrer Konzentrationsgradienten, und nach einiger Zeit kommt es zu einem Konzentrationsausgleich, in beiden Hälften des Gefäßes herrscht die gleiche Konzentration von c(NaOH) = 1 mol/l.