Pierwsza zasada termodynamiki w układach biologicznych

Miarą energii , którą organizm uzyskuje z utlenienia związków pokarmowych jest zmiana entalpi ∆H , a nie zmiana entalpi swobodnej ∆G ( procesy musiały by być odwracalne i należało by pokryć wzrost energii związanej) .

Kosztem energii ∆H (zmiany entalpi) organizm wykonuje prace wewnętrzną i zewnętrzną.

Praca zewnętrzna W_e jest równa pracy wykonanej kosztem wysiłku mięśniowego.

Praca wewnętrzna W_I związana jest z procesami chemicznymi , transportem przeciw gradientom stężeniowym i elektrycznym, krążeniem, oddychaniem i trawieniem. Wiąże się również z pokonywaniem różnorakich oporów np. tarcia, dlatego w końcowym efekcie przemienia się w ciepło W_i= Q (CIEPŁO METABOLIZMU)

Bilans energii:

∆H= W_e +Q

Jeżeli organizm jest w całkowitym spoczynku i nie wykonuje pracy zewnętrznej (W_e =0) to cała pobrana energia ∆H jest równa wyprodukowanemu w organizmie ciepłu.

∆H=Q

Ciepło to musi być oddane do otoczenia. Organizm utrzymuje stałą temperaturę (homojotermia), Jeżeli ilość ciepła produkowana w jednostce czasu czyli moc wytwarzania ( P=∆H/t) , będzie równa ilości ciepła oddawanego w jednostce czasu do otoczenia , czyli mocy oddawanej w formie ciepła

( P= Q/t = ∆H/t )