Organismi e termodinamica

Tutte queste trasformazioni interne di energia all’organismo mettono capo sempre alla cessione di energia all’ambiente (in forma di lavoro, di energia chimica contenuta in sostanze cedute); è allora evidente che ogni organismo, per compensare le proprie perdite e mantenere in pareggio il proprio bilancio energetico, deve continuamente assumere energia dall’ambiente.
Nel corso delle trasformazioni che accompagnano i processi vitali, l’entropia nell’organismo (S org) può diminuire se aumenta il suo ordine interno o aumentare se l’ordine interno diminuisce; a queste variazioni dell’entropia, corrisponderanno variazioni in senso opposto all’energia libera interna dell’organismo, si avrà allora che:

1. quando l’organismo si sviluppa e cresce, aumenta la sua energia interna, perché assume sostanze e quindi energia chimica (U org >0)
   D’altro canto, con la biosintesi di molecole complesse che determina l’accrescimento, diminuisce l’entropia dell’organismo (S org <0); cresce perciò la sua energia libera (G org >0). Ovviamente questa diminuzione dell’entropia e questo aumento dell’energia libera all’interno dell’organismo, comporteranno un maggiore incremento dell’entropia e una maggiore diminuzione dell’energia libera nell’ambiente in cui l’organismo vive.
2. Quando, dopo essersi sviluppato, l’organismo mantiene costante la sua organizzazione e l’equilibrio dei suoi scambi con l’ambiente, resta invariata anche la sua energia interna (U org = 0). La sua entropia e la sua energia libera si mantengono perciò mediamente costanti (S org =0 e G org =0), il che comporta un aumento della entropia e una diminuzione dell’energia libera dell’ambiente.
3. Quando con la vecchiaia decade la sua organizzazione ed infine con la morte l’organismo si spegne, diminuisce la sua energia interna (U org <0), aumenta la sua entropia e diminuisce la sua energia libera (S org > 0 e U org < 0) finchè, con la finale decomposizione del suo corpo, l’essere vivente restituisce all’ambiente tutta l’energia che contiene.