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Le interazioni degli organismi viventi e l’ambiente terrestre sono molto complesse; ciascun organismo infatti scambia con l’ambiente energia e materia in vario modo, secondo i momenti della sua esistenza ed inoltre, al suo interno, avvengono continuamente trasformazioni di energia.
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:
- 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.
- 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.
- 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.