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Entropie und Energie

Lebewesen stellen hochgeordnete Gebilde dar, die eigentlich im Laufe der Zeit zu Asche zerfallen müßten. Warum existieren Lebewesen trotzdem?

Weil sie ständig Energie (Nahrung, Sonnenlicht) zuführen, um den Zustand der geringen Entropie aufrecht zu erhalten (siehe Karte "Entropie und Energie"). Außerdem geben Lebewesen überschüssige Entropie an die Umwelt ab: Tiere nehmen entropiearme Nährstoffe wie Glucose auf und stellen daraus entropiereiche Produkte wie Kohlendioxid und Wasserdampf her.

Das Grundprinzip dieser Energieaufnahme wird nun am Beispiel der heterotrophen Lebewesen (Tiere, Pilze) erläutert:

Energiereiche Nährstoffe wie z.B. Fett oder Glucose werden vom Lebewesen aufgenommen und dann in energiearme Verbindungen wie Wasser und Kohlendioxid abgebaut. Bei diesen exothermen Reaktionen wird sehr viel Energie freigesetzt. Die so gewonnene Energie kann nun zur Aufrechterhaltung des entropiearmen Zustandes eingesetzt werden.

Merke:
Lebewesen sind entropiearme Systeme hoher Ordnung. Dieser unwahrscheinliche Zustand kann nur durch permanente Zufuhr von Energie sowie durch Abgabe von Entropie aufrecht erhalten werden.

Analogbeispiel aus der Technik:
In einem Wassertank soll stets eine bestimmte Wassermenge gespeichert werden (entropiearmer Zustand; an sich würde das Wasser herausfließen). Wie jedes technische System funktioniert auch dieser Tank nicht 100%ig; ein Teil des Wassers fließt permanent durch irgendwelche Lecks ab.
Damit der Wasserstand aufrecht erhalten wird, muß also ständig eine kleine Wassermenge in den Tank hineingepumpt werden.