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热力学定律 尸体腐烂背后的物理学原理

科普小知识2022-07-30 21:55:29
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知识点:热力学第二定律表明,一个封闭系统的熵会越来越高,趋于越来越混乱。尸体的熵每天都在增加。在这种情况下,衰变会变得越来越严重。

我们知道人们主要靠新陈代谢来生活。理论研究表明,为了生存,一个人每天平均要吃4袋牛奶,大约是600千卡热量。因为一卡路里大约是4焦耳,一个人每天需要吸收2400千焦耳的能量才能生存。然后,在吸收了这些能量之后,生物可以维持它们正常的身体功能。对死者来说,身体不再吸收这些能量。那为什么身体不吸收能量就腐烂了?-我们看到沿路的石头也不吸收能量。为什么它们没有腐烂?

这与热力学第二定律有关。生命的本质不仅应该从能量的角度来考虑,也应该从熵的角度来考虑。

事实上,每个人都可以保持活力,或者因为在吸收能量的过程中同时吸收了负熵。热力学第二定律表明,一个封闭系统的熵会越来越高,并趋于越来越混乱。这就像把手机的电源线和数据线放在书包里,随着时间的推移,它们会变得一团糟。对一具尸体来说,它也是一个封闭的系统。随着时间的推移,它的熵会越来越高——也就是说,它会腐烂。那么熵是如何计算的呢?我们每天吸收多少负熵?

熵是通过将吸收的热量除以温度来计算的,所以在这篇文章的开头,每个人每天应该吸收至少2400千焦耳的热量,而活着的人的温度是310开尔文(即体温是37摄氏度)。那么每天产生的熵是2400千焦除以310开尔文,大约是8千焦/开尔文。将这些数据除以每天24小时,就可以得到生物的新陈代谢率。

上面计算的8千焦/开尔文是人体每天需要的负吸收熵。身体不能从环境中吸收负熵,所以随着时间的推移,身体的熵每天都在增加——熵增加的物理意义是系统变得越来越无序和混乱,在这种情况下,身体的衰退变得越来越严重,最后变成一滩完全没有人形的死水。

那为什么石头不能腐烂?原因是石头每天只需要吸收很低的负熵就能保持它原来的样子,所以我们不容易看到石头像尸体一样腐烂。