Termodynamikk er en gren av fysikken som studerer termisk energi og prinsippene for dens fordeling gjennom volumet til et stoff eller et bestemt medium. Denne disiplinen er basert på noen generelle universelle prinsipper og bruker erfaringene fra mange andre vitenskaper. Termodynamisk likevekt er hjørnesteinen i dette området av vitenskapelig kunnskap.
En av de viktigste og kanskje mest spesifikke egenskapene til levende organismer er deres unike evne til å omdanne energi og lagre den i en rekke forskjellige former. Termodynamisk likevekt er en slik tilstand i et system der dets parametere og egenskaper ikke kan endres over tid uten påvirkning av eksterne faktorer.
Det vil si: et teoretisk isolert fysisk system, bestående av ett eller flere fysiske objekter, kan forbli i en balanse på ubestemt tid. Hvis termodynamisk likevekt blir forstyrret, vil ethvert system ha en tendens til å gå tilbake tiltil sin stabile tilstand alene. Dette er et av fysikkens grunnleggende prinsipper, som det bygges for mye på både i livet vårt og i naturen.
Den enkleste måten å forestille seg termodynamisk likevekt på er ved å bruke eksemplet med en så naturlig menneskelig egenskap som en termos med varm te, som er det veldig isolerte systemet. Selvfølgelig vil temperaturen på ethvert punkt av stoffet (i dette tilfellet te) være den samme. Men hvis du slipper en isbit i en termos, vil den termodynamiske likevekten umiddelbart bli forstyrret, siden det vil være en temperaturforskjell i forskjellige deler av væsken.
I dette tilfellet vil varmeoverføring skje fra et område med høyere temperatur mot kaldere områder, inntil ensartetheten til det termiske regimet er etablert i hele volumet. Når dette skjer vil stabiliteten gjenopprettes. Slik fungerer ethvert termodynamisk system, uavhengig av skala og antall objekter det består av.
Hovedbetingelsen for likevekt, som er den samme temperaturindeksen på alle punkter i systemet, er spesielt viktig for levende organismer. Alle biologiske objekter krever regelmessig tilførsel av energi for å opprettholde norm alt liv. Alle biologiske prosesser trenger også stabil varmeoverføring og jevn fordeling.
For eksempel planter, akkumulerer solenergi, konverterer den til kjemiske bindinger av organiske stoffer gjennomfotosyntese. I dyrekroppen skjer alt akkurat det motsatte - organiske stoffer oppnådd med mat omdannes til energi. Alle slike prosesser (for representanter for både plante- og dyreverdenen) skjer i strengt samsvar med prinsippene for det termodynamiske systemet.
De grunnleggende konseptene for termodynamikk er universelle og urokkelige for både levende biologiske systemer og livløs natur. Prinsippene for termodynamikk sier at enhver samling av relaterte objekter kan kalles et termodynamisk system. Forskjellen er kun i skala og antall objekter. Eksempler på slike systemer er cellene i kroppen vår, hjertet eller andre indre organer. Hele organismen er også på en eller annen måte et termodynamisk system. Selv slike gigantiske objekter som biosfæren, havet tilhører også denne kategorien. Og de er underlagt de samme lovene for termodynamisk likevekt.
