Термодинамика – жылу энергиясын және оның заттың немесе белгілі бір ортаның бүкіл көлеміне таралу принциптерін зерттейтін физика саласы. Бұл пән кейбір жалпы әмбебап принциптерге негізделген және көптеген басқа ғылымдардың тәжірибесін пайдаланады. Термодинамикалық тепе-теңдік – бұл ғылыми білім саласының ірге тасы.
Тірі ағзалардың ең маңызды және, мүмкін, ең ерекше қасиеттерінің бірі - олардың энергияны түрлендіру және оны алуан түрлі формада сақтау қабілеті. Термодинамикалық тепе-теңдік – жүйенің параметрлері мен сипаттамалары сыртқы факторлардың әсерінсіз уақыт өте өзгермейтін күйі.
Яғни: бір немесе бірнеше физикалық объектілерден тұратын теориялық оқшауланған физикалық жүйе шексіз уақытқа тепе-теңдік күйінде қалуы мүмкін. Егер термодинамикалық тепе-теңдік бұзылса, кез келген жүйе қайтып оралуға бейім боладыөз бетінше тұрақты күйге дейін. Бұл біздің өмірімізде де, табиғатта да тым көп нәрсеге негізделген физиканың негізгі принциптерінің бірі.
Термодинамикалық тепе-теңдікті елестетудің ең оңай жолы - бұл өте оқшауланған жүйе, ыстық шайы бар термос сияқты адамның табиғи қасиетінің мысалы. Әрине, заттың кез келген нүктесіндегі температура (бұл жағдайда шай) бірдей болады. Бірақ егер сіз мұз текшесін термосқа түсірсеңіз, термодинамикалық тепе-теңдік лезде бұзылады, өйткені сұйықтықтың әртүрлі бөліктерінде температура айырмашылығы болады.
Бұл жағдайда жылу режимінің біркелкілігі бүкіл көлем бойынша орнатылғанша температура жоғарырақ аймақтан суық аймақтарға қарай жылу тасымалданады. Бұл орын алған кезде тұрақтылық қалпына келеді. Кез келген термодинамикалық жүйе масштабына және оның тұратын объектілердің санына қарамастан осылай жұмыс істейді.
Жүйенің барлық нүктелерінде бірдей температуралық көрсеткіш болып табылатын тепе-теңдіктің негізгі шарты тірі организмдер үшін ерекше маңызды. Барлық биологиялық объектілер қалыпты өмір сүруді қамтамасыз ету үшін тұрақты энергияны қажет етеді. Барлық биологиялық процестер тұрақты жылу алмасуды және біркелкі бөлуді қажет етеді.
Мысалы, өсімдіктер күн энергиясын жинақтай отырып, оны органикалық заттардың химиялық байланысына айналдырады.фотосинтез. Жануарлардың денесінде бәрі керісінше болады - тамақпен алынған органикалық заттар энергияға айналады. Мұндай процестердің барлығы (өсімдіктер мен жануарлар әлемінің өкілдері үшін) термодинамикалық жүйенің принциптеріне қатаң сәйкес келеді.
Термодинамиканың негізгі ұғымдары жанды биологиялық жүйелер үшін де, жансыз табиғат үшін де әмбебап және мызғымас. Термодинамиканың принциптері байланысты объектілердің кез келген жиынтығын термодинамикалық жүйе деп атауға болатынын айтады. Айырмашылық тек масштабта және нысандардың санында. Мұндай жүйелердің мысалдары біздің денеміздің жасушалары, жүрек немесе басқа ішкі органдар. Бүкіл ағза да белгілі бір мағынада термодинамикалық жүйе болып табылады. Тіпті биосфера, мұхиттар сияқты алып объектілер де осы санатқа жатады. Және олар бірдей термодинамикалық тепе-теңдік заңдарына бағынады.
