שינויים

</ref>

</ref>

לטענת שניידר וקיי, החוק השני של התרמודינמיקה הוא תנאי הכרחי אך לא מספיק לקיום החיים. דבר זה בא על רקע טענה שלהם ושל חוקרים אחרים כי המנגנון של [[התארגנות עצמית]] הוא מנגנון חשוב לא פחות ממנגנון המוכר של [[אבולוציה]] בהתפתחות החיים, שכן האבולוציה היא רק מנגנון מסדר שני, הפועל על ידי בחירה מתוך מגוון. ואילו התפתחות המגוון מוסברת באמצעות התארגנות עצמית.  

לטענת שניידר וקיי, החוק השני של התרמודינמיקה הוא תנאי הכרחי אך לא מספיק לקיום החיים. דבר זה בא על רקע טענה שלהם ושל חוקרים אחרים כי המנגנון של [[התארגנות עצמית]] הוא מנגנון חשוב לא פחות ממנגנון המוכר של [[אבולוציה]] בהתפתחות החיים, שכן האבולוציה היא רק מנגנון מסדר שני, הפועל על ידי בחירה מתוך מגוון. ואילו התפתחות המגוון מוסברת באמצעות התארגנות עצמית.  

==מעבר חום, ויחס שטח פנים- מאסה==

==מעבר חום, ויחס שטח פנים- מאסה==

==רמות טרופיות במערכת אקולוגית==

==רמות טרופיות במערכת אקולוגית==

נניח נתונה לנו [[מערכת אקולוגית]] כלשהיא. כמות הזאבים במערכת תלויה בכמות הצרכנים הראשונים (אוכלי עשב וצמחונים אחרים) שתלויה בכמות [[ייצור ראשוני|הצמחייה]] שיש. בהיבט זה, של [[רמות טרופיות]], למערכת האקולוגית יש מבנה היררכי. בגלל [[החוק השני של התרמודינמיקה]] יש איבוד של אנרגיה בכל טרנספורמציה של אנרגיה.  

נניח נתונה לנו [[מערכת אקולוגית]] כלשהי. כמות הזאבים במערכת תלויה בכמות הצרכנים הראשונים (אוכלי עשב וצמחונים אחרים) שתלויה בכמות [[ייצור ראשוני|הצמחייה]] שיש. בהיבט זה, של [[רמות טרופיות]], למערכת האקולוגית יש מבנה היררכי. בגלל [[החוק השני של התרמודינמיקה]] יש איבוד של אנרגיה בכל טרנספורמציה של אנרגיה.  

ב-1994 הציעו אריק שניידר וג'יימס קיי (בעקבות Kestin) ניסוח מחודש של החוק שמתאים לתהליכים תרמודינמיים שרחוקים משיווי משקל.<ref name="Schneider_Kay_1994"/>  

ב-1994 הציעו אריק שניידר וג'יימס קיי (בעקבות Kestin) ניסוח מחודש של החוק שמתאים לתהליכים תרמודינמיים שרחוקים משיווי משקל.<ref name="Schneider_Kay_1994"/>  

{{ציטוט|תוכן =העקרון התרמודינמי שמנהל את ההתנהגות של מערכות הוא שכאשר הן מורחקות משיווי משקל, הן ישתמשו בכל הערוצים הזמינים כדי להתנגד לגרדיאנטים המיושמים. כאשר הגרדאגינט המיושם גדל, כך גדלה גם היכולת של המערכת להתנגד לתנועה רחוקה יותר משיווי המשקל}}

{{ציטוט|תוכן =העקרון התרמודינמי שמנהל את ההתנהגות של מערכות הוא שכאשר הן מורחקות משיווי משקל, הן ישתמשו בכל הערוצים הזמינים כדי להתנגד לגרדיאנטים המיושמים. כאשר הגרדיאנט המיושם גדל, כך גדלה גם היכולת של המערכת להתנגד לתנועה רחוקה יותר משיווי המשקל}}

שניידר וקיי טוענים כי כאשר מעלים את הגרדיאנט - לדוגמה את הפרש הטמפרטורה בין שני מאגרים -  המערכת שמושפעת מהגרדינאט הזה, וכתוצאה מכך נמצאת במרחק משיווי משקל תרמודינמי, מוצאת דרכים כדי להקטין את הגרדיאנט, ודרכים אלה הופכת יותר ויותר יעילות ככל שהגרדיאנט גדל.  

שניידר וקיי טוענים כי כאשר מעלים את הגרדיאנט - לדוגמה את הפרש הטמפרטורה בין שני מאגרים -  המערכת שמושפעת מהגרדיאנט הזה, וכתוצאה מכך נמצאת במרחק משיווי משקל תרמודינמי, מוצאת דרכים כדי להקטין את הגרדיאנט, ודרכים אלה הופכת יותר ויותר יעילות ככל שהגרדיאנט גדל.  

[[קובץ:BenardConvection.png|ממוזער|450px|חתך של תא ברנרד. חימום צד אחד של התא גורם ליצירת מערבולות זרימה היוצרות [[ארגון עצמי|מבנים בעלי סדר]]. לפי שניידר וקיי הדבר גורם להולכת חום טובה יותר שמקטינה את הפרש הטמפרטורות בין שני צידי התא בצורה מהירה יותר]]

[[קובץ:BenardConvection.png|ממוזער|450px|חתך של תא ברנרד. חימום צד אחד של התא גורם ליצירת מערבולות זרימה היוצרות [[ארגון עצמי|מבנים בעלי סדר]]. לפי שניידר וקיי הדבר גורם להולכת חום טובה יותר שמקטינה את הפרש הטמפרטורות בין שני צידי התא בצורה מהירה יותר]]

הם מדגימים את ההגדרה שלהם באמצעות תא ברנארד Bénard cell. כאשר מגדילים את הפרשי הטמפרטורה בין מאגר חם למאגר קר הנוזל באמצע מפתח "תאי זרימה", ותאים אלה (שהם מבנים מסודרים יותר) מגדילים את הקצב הבזבוז או הפיזור של האנרגיה וכן את קצב ההרס של ה[[אקסרגיה]]. כמו כן, התאים עצמם הם אזורים איזותרמיים כלומר בתוכם יש טמפרטורה אחידה, מפל הטמפרטורות מתקיים רק בשכבות הגבול שהופכות יותר ויותר דקות. אם רוצים להגדיל את הפרשי הטמפרטורה בין המאגר החם והקר יש צורך להשקיע יותר ויותר עבודה כדי לבצע דבר זה (היות ומערכת הופכת יעילה יותר בהשוואת הטמפרטורות ביניהם). הם מראים כי קצב הבזבוז של החום, קצב ייצור האנטרופיה במערכת, וקצב ההרס של ה[[אקסרגיה]] גדלים כולם ככל שעוצמת הגרדינאט עולה, והם עולים בקצב הולך ומתחזק ככל שהגרדיאנט גדל. הופעת המבנה המסודר (תאי ברנארד שהם דוגמה ל[[ארגון עצמי]]) החל מגרדינאט מסויים, מגדילה את קצב הבזבוז של חום והאקסרגיה בכל גרדינאט נתון, וזאת בהשוואה לקצב הפיזור ללא נוכחות של תאי ברנארד.

הם מדגימים את ההגדרה שלהם באמצעות תא ברנארד Bénard cell. כאשר מגדילים את הפרשי הטמפרטורה בין מאגר חם למאגר קר הנוזל באמצע מפתח "תאי זרימה", ותאים אלה (שהם מבנים מסודרים יותר) מגדילים את הקצב הבזבוז או הפיזור של האנרגיה וכן את קצב ההרס של ה[[אקסרגיה]]. כמו כן, התאים עצמם הם אזורים איזותרמיים כלומר בתוכם יש טמפרטורה אחידה, מפל הטמפרטורות מתקיים רק בשכבות הגבול שהופכות יותר ויותר דקות. אם רוצים להגדיל את הפרשי הטמפרטורה בין המאגר החם והקר יש צורך להשקיע יותר ויותר עבודה כדי לבצע דבר זה (היות ומערכת הופכת יעילה יותר בהשוואת הטמפרטורות ביניהם). הם מראים כי קצב הבזבוז של החום, קצב ייצור האנטרופיה במערכת, וקצב ההרס של ה[[אקסרגיה]] גדלים כולם ככל שעוצמת הגרדינאט עולה, והם עולים בקצב הולך ומתחזק ככל שהגרדיאנט גדל. הופעת המבנה המסודר (תאי ברנארד שהם דוגמה ל[[ארגון עצמי]]) החל מגרדינאט מסויים, מגדילה את קצב הבזבוז של חום והאקסרגיה בכל גרדינאט נתון, וזאת בהשוואה לקצב הפיזור ללא נוכחות של תאי ברנארד.

# יותר אנרגיה זורמת בתוך המערכת - שוב ככל שהזרימה גדולה יותר יש פוטנציאל רב יותר לפיזור האנרגיה.  

# יותר אנרגיה זורמת בתוך המערכת - שוב ככל שהזרימה גדולה יותר יש פוטנציאל רב יותר לפיזור האנרגיה.  

# יש מחזוריות גדולה יותר של אנרגיה ושל חומרים. יגדל מספר המחזורים, כמות הצמתים בכל מחזור תגדל, תגדל גם כמות החומר במחזור, קצב מחזור יתקצר. כתוצאה מכך יש קיטון ביחס ייצור\ ביומאסה ועקב כך זמן השהייה של חומרים בתוך המערכת מתארך.  

# יש מחזוריות גדולה יותר של אנרגיה ושל חומרים. יגדל מספר המחזורים, כמות הצמתים בכל מחזור תגדל, תגדל גם כמות החומר במחזור, קצב מחזור יתקצר. כתוצאה מכך יש קיטון ביחס ייצור\ ביומאסה ועקב כך זמן השהייה של חומרים בתוך המערכת מתארך.  

# מבנה טרופי ממוצע גבוה יותר - שרשאות מזון טרופיות ארוכות יותר, מינים יהיו ברמה טרופית ממוצעת גבוה יותר, יעילות טרופית גבוהה יותר.

# מבנה טרופי ממוצע גבוה יותר - שרשראות מזון טרופיות ארוכות יותר, מינים יהיו ברמה טרופית ממוצעת גבוה יותר, יעילות טרופית גבוהה יותר.

# כמות גדולה יותר של נשימה ושל אידוי מים. (תהליכים אלה גומרים לאיבוד אנרגיה רב)

# כמות גדולה יותר של נשימה ושל אידוי מים. (תהליכים אלה גומרים לאיבוד אנרגיה רב)

# ביומאסה גדולה יותר של המערכת האקולוגית - שכן פרוש הדבר יותר דרכים להרס אנרגיה.

# ביומאסה גדולה יותר של המערכת האקולוגית - שכן פרוש הדבר יותר דרכים להרס אנרגיה.

* החוק מסביר בצורה תרמודינמית מדוע מתקיימת [[סוקצסיה]] בצמחים.  

* החוק מסביר בצורה תרמודינמית מדוע מתקיימת [[סוקצסיה]] בצמחים.  

* לפי החוק מערכות מורכבות יותר ומפותחות יותר יתקיימו באיזורים בהם יש יותר אור (כלומר יש מפל אנרגיה גבוה יותר) - דבר שמסביר מדוע ביערות גשם יש מערכות אקולוגיות מורכבות יותר.  

* לפי החוק מערכות מורכבות יותר ומפותחות יותר יתקיימו באיזורים בהם יש יותר אור (כלומר יש מפל אנרגיה גבוה יותר) - דבר שמסביר מדוע ביערות גשם יש מערכות אקולוגיות מורכבות יותר.  

* לטענת שניידר וקי הם מסוגלים להסביר באמצעות החוק שלהם עקרונות דומים שהוצאו על ידי חוקרים אחרים, כמו "[[עקרון העוצמה המקסימילית]]" אם כי בניסוח מעט מדוייק יותר.  

* לטענת שניידר וקי הם מסוגלים להסביר באמצעות החוק שלהם עקרונות דומים שהוצאו על ידי חוקרים אחרים, כמו "[[עקרון העוצמה המקסימלית]]" אם כי בניסוח מעט מדוייק יותר.  

* לפי התחזית של החוק מערכות מפותחות יותר מצליחות לבזבז בצורה יעילה יותר כמות גדולה יותר של אקסרגיה. קיי ושניידר מנתחים תוצאות של תצלומים אוויריים ומוצאים כי דבר זה מתקיים. אחת ההשלכות של דבר זה היא שבאקלים דומה, איזורים בעלי מערכת אקולוגית מפותחת יותר יראו קרים יותר בתצלומים אינפרה אדום. שניידר וקיי מציעים ליישם שיטה זו כדי לנטר מרחוק את מצבן של מערכות אקולוגיות.

* לפי התחזית של החוק מערכות מפותחות יותר מצליחות לבזבז בצורה יעילה יותר כמות גדולה יותר של אקסרגיה. קיי ושניידר מנתחים תוצאות של תצלומים אוויריים ומוצאים כי דבר זה מתקיים. אחת ההשלכות של דבר זה היא שבאקלים דומה, איזורים בעלי מערכת אקולוגית מפותחת יותר יראו קרים יותר בתצלומים אינפרה אדום. שניידר וקיי מציעים ליישם שיטה זו כדי לנטר מרחוק את מצבן של מערכות אקולוגיות.

* [[ארגון עצמי]]

* [[ארגון עצמי]]

* [[מערכת מפזרת]]

* [[מערכת מפזרת]]

* [[עקרון העוצמה המקסימילית]]

* [[עקרון העוצמה המקסימלית]]

==הערות שוליים==

==הערות שוליים==