Thermodynamique des cellules

Introduction

La thermodynamique est la discipline qui permet de mesurer de manière quantitative les

échanges de chaleur et d’énergie dans les équilibres chimiques.

Cette discipline repose sur le concept du système et des notions suivantes :

• Un système est la partie de l’univers étudié, tout ce qui l’entoure constitue son environnement

• Un système ouvert échange de l’énergie et de la matière avec son environnement, un

organisme est considéré comme un système vivant

• Un système fermé ne peut échanger que l’énergie avec l’environnement

• Un système isolé dit « adiabatique » n’échange ni matière ni énergie avec son

environnement

Parmi les principes de base de la thermodynamique :

1. L’énergie globale de l’univers reste constante

2. L’entropie (désordre) de l’univers augmente

L’énergie constitue toutes forme de travail et de chaleur et l’entropie est le degré de hasard ou de

désordre dans un système.

L’énergie totale d’un composé biochimique ou organique, brulé entièrement dans un calorimètre

est appelé « Enthalpie totale (H) ». Une partie de cette énergie est susceptible de fournir du

travail c’est l’énergie libre ou l’enthalpie libre (G).

La différence entre H et G représente l’énergie entropique (TS) ou l’énergie du désordre d’un

système.

La relation liant ces différentes énergie a été établie par Willard Gibbs et c’est ce qu’on appelle la

relation de GIBBS qui est une relation fondamentale :

H = G + T*S

En Biologie ou en Biochimie, les mesures des énergies totales est sans intérêt particulier et on

préfère mesurer la variation de l’énergie qui nous renseigne sur l’évolution d’un système.

Ceci est obtenu de la manière suivante :

ΔH = ΔG + T*ΔS

Les énergies ou les variations d’énergie sont exprimées en calorie.mol-1 ou en joule. mol-1

En biochimie