Термодинамичното равновесие на биологичната система

Термодинамиката се нарича част от физика, учене топлинна енергия и принципите на неговото разпространение в целия обем на веществото или определена среда. Тази дисциплина се основава на някои общи универсални принципи и използва експерименталните данни на много други науки. Термодинамичното равновесие е крайъгълният камък на тази област на научното познание.

Едно от най-важните и може би най-специфичните свойства на живите организми е тяхната уникална способност да трансформират енергията и да я съхраняват в различни форми. Термодинамичното равновесие е състояние на системата, при което нейните параметри и характеристики не могат да се променят във времето без въздействието на външни фактори.

Това е: една теоретично изолирана физическа система, състояща се от един или повече физически обекти, може безкрайно да бъде в състояние на равновесие. Ако прекъснете термодинамичното равновесие, всяка система ще има склонност да се върне в своето стабилно състояние сама. Това е един от фундаменталните принципи на физиката, върху които се изгражда прекалено много както в нашия живот, така и в природата.

Най-лесно е да си представим термодинамично равновесие с примера на такъв естествен човешки атрибут като термос с горещ чай, който е същата изолирана система. Разбира се, температурата във всяка точка на веществото (в този случай - чай) ще бъде същата. Но ако пуснете лед в термоса, термодинамичното равновесие ще бъде незабавно счупено, тъй като температурната разлика ще се появи в различните части на течността.

при този топлообмен ще се появи от регион с по-висока температура в посока на по-студените участъци, докато се постигне еднородност на термичния режим в целия обем. Когато това се случи, стабилността ще бъде възстановена. Така че всяка термодинамична система работи, независимо от нейния мащаб и броя на обектите, от които се състои.

Основното състояние на равновесието, което е един и същ температурен индекс във всички точки на системата, е особено важно за живите организми. Всички биологични предмети за поддържане на нормалния живот изискват редовен прием на енергия. Всички биологични процеси също се нуждаят от стабилен топлинен трансфер и неговото равномерно разпределение.

Например, растенията, акумулиращи слънчева енергия, го трансформират в химически връзки на органични вещества чрез фотосинтеза. В тялото на животните всичко е точно обратното - органичните вещества, получени с храна, се превръщат в енергия. Всички тези процеси (в представители на растителния и животинския свят) протичат точно в съответствие с принципите на термодинамичната система.

Основните понятия за термодинамиката са универсални и непоклатими както за живите същества биологични системи, и за двете неодушевен характер. Принципите на термодинамиката казват, че всеки набор от свързани обекти може да се нарече термодинамична система. Разликата е само в мащаба и броя на обектите. Примери за такива системи са клетките на нашето тяло, сърцето или други вътрешни органи. Целият организъм е в известен смисъл и термодинамична система. Дори такива гигантски обекти като биосферата, океаните също принадлежат към тази категория. И те са обект на същото законите на термодинамиката баланс.