Termodinamika adalah cabang fisika yang mempelajari energi panas dan prinsip-prinsip distribusinya di seluruh volume suatu zat atau media tertentu. Disiplin ini didasarkan pada beberapa prinsip universal umum dan menggunakan pengalaman banyak ilmu lain. Kesetimbangan termodinamika adalah landasan bidang pengetahuan ilmiah ini.
Salah satu sifat organisme hidup yang paling penting dan mungkin paling spesifik adalah kemampuan unik mereka untuk mengubah energi dan menyimpannya dalam berbagai bentuk. Kesetimbangan termodinamika adalah suatu keadaan sistem di mana parameter dan karakteristiknya tidak dapat berubah dari waktu ke waktu tanpa pengaruh faktor eksternal.
Yaitu: sistem fisik yang terisolasi secara teoritis, yang terdiri dari satu atau lebih objek fisik, dapat tetap dalam keadaan seimbang tanpa batas. Jika kesetimbangan termodinamika terganggu, setiap sistem akan cenderung kembali keke keadaan stabil dengan sendirinya. Ini adalah salah satu prinsip dasar fisika, yang terlalu banyak dibangun baik dalam kehidupan kita maupun di alam.
Cara termudah untuk membayangkan kesetimbangan termodinamika adalah dengan contoh sifat alami manusia seperti termos dengan teh panas, yang merupakan sistem yang sangat terisolasi. Tentu saja, suhu di setiap titik zat (dalam hal ini, teh) akan sama. Tetapi jika Anda menjatuhkan es batu ke dalam termos, kesetimbangan termodinamika akan langsung terganggu, karena akan ada perbedaan suhu di berbagai bagian cairan.
Dalam hal ini, perpindahan panas akan terjadi dari daerah bersuhu lebih tinggi ke daerah yang lebih dingin, sampai keseragaman rezim termal terbentuk di seluruh volume. Ketika ini terjadi, stabilitas akan dipulihkan. Beginilah cara kerja sistem termodinamika, terlepas dari skala dan jumlah objeknya.
Kondisi utama keseimbangan, yang merupakan indeks suhu yang sama di semua titik dalam sistem, sangat penting bagi organisme hidup. Semua benda biologis membutuhkan pasokan energi yang teratur untuk mempertahankan kehidupan normal. Semua proses biologis juga membutuhkan perpindahan panas yang stabil dan distribusi yang seragam.
Misalnya, tanaman, mengumpulkan energi matahari, mengubahnya menjadi ikatan kimia zat organik melaluifotosintesis. Dalam tubuh hewan, semuanya terjadi sebaliknya - zat organik yang diperoleh dengan makanan diubah menjadi energi. Semua proses seperti itu (untuk perwakilan dari dunia tumbuhan dan hewan) terjadi sesuai dengan prinsip sistem termodinamika.
Konsep dasar termodinamika bersifat universal dan tak tergoyahkan baik untuk sistem biologis yang hidup maupun alam yang mati. Prinsip-prinsip termodinamika menyatakan bahwa setiap kumpulan objek terkait dapat disebut sistem termodinamika. Perbedaannya hanya pada skala dan jumlah benda. Contoh sistem tersebut adalah sel-sel tubuh kita, jantung atau organ dalam lainnya. Seluruh organisme juga dalam arti tertentu merupakan sistem termodinamika. Bahkan benda-benda raksasa seperti biosfer, lautan juga termasuk dalam kategori ini. Dan mereka tunduk pada hukum keseimbangan termodinamika yang sama.
