Двигателям нужна энергия для движения. Это верно, говорите ли вы о двигателях внутреннего сгорания, которые приводят в действие большинство автомобилей, или о процессах, которые приводят в действие органические формы жизни. Двигатели внутреннего сгорания получают энергию в процессе сгорания, в то время как организмы получают энергию в процессе, называемом клеточным дыханием. Эти два процесса очень похожи по своей природе.
Топливо
И клеточное дыхание, и сгорание требуют основного топлива для того, чтобы процесс вообще происходил. Это топливо является запасенной энергией, и весь процесс сгорания или дыхания направлен на преобразование этой энергии из накопленной энергии. состояние - в топливе - в другое состояние, которое двигатель, механический или бионический, может использовать для питания других операции. Хотя ископаемое топливо и молекулы сахара имеют очень разные структуры, они оба имеют ряд молекулярных связей, которые в процессе сбора энергии разрушаются.
Катализатор
При разрыве связей для высвобождения накопленной энергии из топлива - ископаемого топлива для сжигания или сахаров для дыхания - связи не разорвутся сами собой. В каждом случае требуется катализатор, чтобы начать реакцию, которая разорвет связи. В случае горения катализатором выступает искра. Ископаемое топливо легко воспламеняется, поэтому искра воспламенит топливо в цилиндре, разрывая связи и высвобождая энергию. Для дыхания используются ферменты, которые расщепляют молекулу сахара.
Преобразование энергии
После того, как связи для топлива разорваны, высвобождаемая энергия должна быть доставлена в ту часть «двигателя», где она будет использоваться. В двигателях внутреннего сгорания сила взрыва воздействует на поршень, который преобразует силу взрыва в механическую энергию для запуска двигателя. Для дыхания энергия накапливается за счет создания аденозинтрифосфата (АТФ). Затем эти молекулы АТФ транспортируются к тем частям организма, которые нуждаются в энергии. Нарушение фосфатной связи приведет к образованию аденозиндифосфата, а энергия, которая была сохранена в одной из связей, будет использована организмом.
Побочные продукты
После того, как клеточное дыхание и внутреннее сгорание получат то, что им нужно из топлива, появятся побочные продукты преобразования. В случае внутреннего сгорания это вредные газы, такие как окись углерода. В случае дыхания молекула сахара распадается на две молекулы пировиноградной кислоты. Двигатели внутреннего сгорания избавляются от своих отходов через выхлопные трубы, в то время как организмы избавляются от пировиноградной кислоты в процессе ферментации.