光合作用熵变标准多少

光合作用熵变标准多少？

这个过程只要计算一下植物的熵收支平衡就明白了嘛。

也就是说，H2O、CO2、太阳辐射光子（ h\u_s ）是熵的入项，葡萄糖，氧气，吸收后被以热量形式散射的红外光 h\u_i 是熵的出项。

整个过程中的熵变包括两个部分：

\\Delta S_{total}=\\Delta S_r+\\Delta S_p

第一项，化学物质变化的熵变

第二项，光子的吸收与散射的熵变

我们先来看看化学物质的部分，光合作用的总反应所涉及的化学物质一共四种，水，CO2，葡萄糖，氧气。很容易它们的熵焓值（标准生成焓和标准熵）分别是：

熵（KJ/mol K）焓（KJ/mol）

H2O0.07-286

CO20.212-394.1

葡萄糖0.213-1264

O20.2050

通过这些数值非常容易得到，在不考虑光辐射的情况下，这个化学反应是个吸热反应，反应焓变为：

\\Delta H=2816KJ/mol

其中的基准是单位mol的葡萄糖。

这个过程的熵变是：

\\Delta S=-259.26J/mol \\cdot K

也就是说，这个过程中，生成物比反应物熵减少了。

我们再来看看光辐射的部分。叶绿体吸收高温光子（太阳辐射），然后一部分能量进入到葡萄糖中，另一部分以环境温度散射出去。

维基百科中列出了光合作用中每一步的光辐射利用率。[1]其中我们不考虑直接反射的、不能被吸收的各部分辐射，只考虑最理想的光合作用反应 - 700nm的光辐射。被叶绿体吸收的光辐射中，有32%可以被转化成葡萄糖的能量。

也就是说，产生1mol的葡萄糖，叶绿体大约需要吸收的辐射为：

\\frac{2816}{0.32}=8800KJ

这个数值，和大家常用的，每一个CO2需要8个光子是相近的。

也就是说，光合作用中，叶绿体吸收8800KJ的能量，并把其中5984KJ以热量（红外辐射）的形式辐射出去。在这个过程中，我们做一个很大胆的近似假设，即太阳光到达地球的过程中仍然保持黑体辐射的平衡态，且叶片把剩余的能量向外辐射的时候也保持黑体辐射平衡态。那么光辐射的净熵变为（设太阳温度6000K，地球温度300K）：

\\Delta S_p=\\frac{4}{3}\\frac{E_s}{T_s}-\\frac{4}{3}\\frac{E_e}{T_e}=24.6KJ/mol\\cdot K

所以说，算

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