Podobieństwa między spalaniem a oddychaniem komórkowym

Silniki potrzebują energii do poruszania się. Dotyczy to zarówno silników spalinowych, które napędzają większość samochodów, jak i procesów, które napędzają organiczne formy życia. Silniki spalinowe uzyskują energię w procesie spalania, podczas gdy organizmy uzyskują energię w procesie zwanym oddychaniem komórkowym. Te dwa procesy mają bardzo podobny charakter.

Zarówno oddychanie komórkowe, jak i spalanie wymagają podstawowego paliwa, aby proces mógł w ogóle zajść. To paliwo to zmagazynowana energia, a cały proces spalania lub oddychania polega na przekształceniu tej energii z jej zmagazynowanej stan - w paliwie - do innego stanu, który silnik, mechaniczny lub bioniczny, może wykorzystać do napędzania swojego innego operacje. Chociaż paliwa kopalne i cząsteczki cukru mają bardzo różne struktury, oba mają szereg wiązań molekularnych, które rozerwie proces zbierania energii.

Podczas rozrywania wiązań, aby uwolnić zmagazynowaną energię z paliw – albo paliw kopalnych do spalania, albo cukrów do oddychania – wiązania nie rozerwą się same. W każdym przypadku do rozpoczęcia reakcji, która rozerwie wiązania, wymagany jest katalizator. W przypadku spalania katalizatorem jest iskra. Paliwa kopalne są łatwopalne, więc iskra zapali paliwo w cylindrze, rozrywając wiązania i uwalniając energię. Do oddychania wykorzystuje się enzymy, które rozbijają cząsteczkę cukru.

Po zerwaniu wiązań w paliwie uwolniona energia musi zostać przetransportowana do części „silnika”, w której zostanie wykorzystana. W przypadku silników spalinowych siła wybuchu naciska na tłok, który przekłada siłę wybuchu na energię mechaniczną napędzającą silnik. Do oddychania energia jest magazynowana poprzez tworzenie adenozynotrójfosforanu (ATP). Te cząsteczki ATP są następnie transportowane do części organizmu, które wymagają energii. Zerwanie wiązania fosforanowego spowoduje powstanie difosforanu adenozyny, a energia zmagazynowana w jednym z wiązań zostanie wykorzystana przez organizm.

Po tym, jak oddychanie komórkowe i spalanie wewnętrzne uzyskają z paliw to, czego potrzebują, pojawią się produkty uboczne konwersji. W przypadku spalania wewnętrznego są to szkodliwe gazy, takie jak tlenek węgla. W przypadku oddychania cząsteczka cukru jest rozbijana na dwie cząsteczki kwasu pirogronowego. Silniki spalinowe usuwają swoje produkty odpadowe przez rury wydechowe, podczas gdy organizmy usuwają kwas pirogronowy w procesie fermentacji.