Мірою безповоротності процесу в замкнутій системі є зміна нової функції стану - ентропії. існування якої у рівноважної системи встановлює перше положення другого початку про неможливість вічного двигуна другого роду. Однозначність цієї функції стану призводить до того, що всякий необоротний процес є нерівновагим. Вірно і зворотне висновок: всякий нерівноважний процес незворотній, якщо на додаток до другого початку здійснюється досяжність будь-якого стану нерівноважної, коли воно досяжно з даного равновесно [вся сучасна практика підтверджує виконання цієї умови; однак протилежне умова виконується не завжди]. Розподіл процесів на оборотні та необоротні відноситься лише до процесів, випробовуваним ізольованою системою в цілому; поділ ж процесів на рівноважні і нерівноважні з цим не пов'язано.
Як приклади незворотних процесів наведемо наступні:
1. Процес теплопередачі при кінцевій різниці температур, є незворотнім, так як зворотний перехід пов'язаний з відібранням певної кількості теплоти у холодного тіла, перетворенням його без компенсації (некомпенсований) в роботу і витратою її на збільшення енергії нагрітого тіла. Незворотність цього процесу видно також з того, що він не є статичною.
2. Розширення газу в порожнечу є незворотнім. так як при такому розширенні не здійснюється робота, а стиснути газ так, щоб не зробити роботу, не можна. Вироблена ж при стисканні робота йде на нагрівання газу. Щоб газ не нагрівався, потрібно відняти у нього теплоту і перетворити її в роботу, що неможливо без компенсації.
3. Процес дифузії незворотній. Дійсно, якщо в посудині з двома різними газами, розділеними перегородкою, зняти перегородку, то кожен газ буде дифундувати в інший.
Походження життя: гіпотези панспермії і абіогенного походження життя.
Живі системи характеризуються дуже високим рівнем структурної і функціональної організації на молекулярному рівні, найвищої інформаційної щільністю, самоорганізацією, здатність до самовідновлення і т. П.
Існують наступні п'ять основних груп теорій про походження життя.
Креаціонізм. який стверджує, що життя було створене надприродною істотою (Богом, космічним розумом і т.п.), до цього напрямку примикають теологи і філософи-ідеалісти. Цей процес був проведений один раз, більше він не повториться і тому не доступний експериментальної перевірки. Тому цю теорію зазвичай виносять за рамки наукового дослідження.
Інші напрямки матеріалістичні.
Теорія мимовільного зародження - життя самозарождается при створенні для цього відповідних умов, і це протягом всієї історії Землі на ній відбувалося неодноразово, однак спроби створення життя в штучних лабораторних умовах (в «пробірці») хімічним шляхом поки не вдалися.
Теорія стаціонарного стану. Життя існувала завжди, і тільки змінювалися її форми.
Теорія панспермії. Життя на Землю була занесена з космосу, оскільки в ньому зародки життя і білкові елементи безперервно переносяться з планети на планету (підстава - знайдені на метеоритах органічні сполуки).
Теорія біохімічної революції - життя відбулася природним шляхом в результаті саморозвитку хімічних і фізичних процесів (примикає до другої групи теорій).
Остання група теорій в даний час є панівною. Згідно з нею біологічної еволюції передувала тривала хімічна еволюція - виникнення все більш складних хімічних сполук.
Теорія абіогенного походження життя
Найбільше визнання і поширення в XX столітті отримала гіпотеза походження життя на Землі, запропонована А.И.Опарина і Дж.Холдейном. Суть їх гіпотези зводиться до існування на Землі тривалого періоду абіогенного утворення органічних сполук. Процеси хімічної еволюції привели до появи пробіонтов. Земля виникла близько 4,5 млрд років тому. Охолодження її почалося близько 4 млрд років тому; вік земної кори оцінюється приблизно в 3,9 млрд років. До цього моменту утворилася первинна атмосфера Землі. Стародавня атмосфера Землі не містила вільного кисню і була насичена вулканічними газами, до складу яких входили оксиди сірки, азоту, аміак, оксид і діоксид (двоокис) вуглецю, пари води і ряд інших компонентів. Потужне космічне випромінювання і випромінювання Сонця (озонового шару в атмосфері не було), часті і сильні електричні розряди, активна вулканічна діяльність, що супроводжувалася викидами великих мас радіоактивних компонентів, привели до утворення органічних сполук. Значна частина утворюються мономерів руйнувалася під дією високих температур і численних хімічних реакцій. На тлі високої хімічної активності середовища відбувалися процеси ускладнення органічних сполук, і вони могли вступати в з'єднання один з одним. Потім формувалися Коацервати. Наступним етапом в утворенні життя стало формування мембран. Виникнення пробіонтов. По завершенні хімічної еволюції настав етап біологічної еволюції вже живої матерії. Сталося це 3,5-3,8 млрд років тому. Існує думка, що подальша еволюція життя пішла від загального предка, від якого відбулися перші прокаріоти. Саме це забезпечило велику схожість будови всіх прокаріотів, а згодом і еукаріот.
Головні етапи виникнення і розвитку життя. Поява клітини як вихідної точка біологічної еволюції.
Головні етапи виникнення і розвитку життя.
Відповідно до гіпотези Опаріна - Холдейна в походження життя на Землі можна виділити шість основних етапів:
1. Освіта первинної атмосфери з газів, що послужили основою для синтезу органічних речовин.
2. абіогенного утворення органічних речовин (таких мономерів, як амінокислоти, мононуклеотид, цукру).
3. Полімеризація мономерів в полімери - поліпептиди і полінуклеотіди.
4. Освіта протобионтов - передбіологічних форм складного хімічного складу, що мають деякі властивості живих істот.
5. Виникнення примітивних клітин.
6. Біологічна еволюція виникли живих істот.
Архей - найдавніша геологічна ера Землі (3,5 - 2,6 млрд. Років тому).
На час архею відноситься виникнення перших прокаріотів (бактерій і синьо-зелених) - організмів, які на відміну від еукаріот не володіють оформленим клітинним ядром і типовим хромосомним апаратом (спадкова інформація реалізується і передається через ДНК).
Протерозой (з грец. «Первинна життя») - величезний по тривалості етап історичного розвитку Землі (2,6 млрд.-570 млн. Років тому).
Виникнення многоклеточности - важливий ароморфоз в еволюції життя.
Кінець протерозою іноді називають «століттям медуз» - дуже поширених в цей час представників кишковопорожнинних.
Палеозой (від грец. «Древня життя») - геологічна ера (570-230 млн. Років) з наступними періодами:
· Кембрій (570-500 млн.років)
· Ордовік (500-440 млн. Років)
· Силур (440-410 млн. Років)
· Девон (410-350 млн. Років)
· Карбон (350-285 млн. Років)
· Чернігів (285-230 млн. Років)
Для розвитку життя в ранньому палеозої (кембрій, ордовик, силур) характерно інтенсивний розвиток наземних рослин і вихід на сушу тварин.
Мезозой (з грец. «Середнє життя») - це геологічна ера (230-67 млн.лет) з наступними періодами:
· Триас (230-195 млн.років)
· Юра (195-137 млн.років)
· Крейда (137-67 млн.лет)
Мезозой справедливо називають ерою плазунів. Їх розквіт, найширша дивергенція і вимирання відбуваються саме в цю епоху.
У мезозої посилюється посушливість клімату. Вимирає безліч сухопутних організмів, у яких окремі етапи життя пов'язані з водою: більшість земноводних, папороті, хвощі і плавуни. Замість них починають переважати наземні форми, в життєвому циклі яких немає стадій, пов'язаних з водою.
Геологічна ера, в яку ми живемо, називається кайнозой.
Кайнозой (від грец. «Нове життя») - це ера (67 млн. Років - наш час) розквіту квіткових рослин, комах, птахів і ссавців.
Кайнозой ділиться на два нерівних періоду: третинний (67-3 млн. Років) і четвертинний (3 млн. Років - наш час).
У першій половині третинного періоду широко поширені ліси тропічного і субтропічного типу. Протягом третинного періоду від комахоїдних ссавців відокремлюється загін приматів. До середини цього періоду стала вельми поширеною отримують і загальні предкові форми людиноподібних мавп і людей.