თერმოდინამიკა არის ფიზიკის დარგი, რომელიც შეისწავლის თერმული ენერგიისა და მისი განაწილების პრინციპებს ნივთიერების ან გარკვეული გარემოს მოცულობაში. ეს დისციპლინა ეფუძნება ზოგიერთ ზოგად უნივერსალურ პრინციპებს და იყენებს მრავალი სხვა მეცნიერების გამოცდილებას. თერმოდინამიკური წონასწორობა არის მეცნიერული ცოდნის ამ სფეროს ქვაკუთხედი.
ცოცხალი ორგანიზმების ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი და, შესაძლოა, ყველაზე სპეციფიკური თვისება არის ენერგიის გარდაქმნის და მისი მრავალფეროვან ფორმებში შენახვის უნიკალური უნარი. თერმოდინამიკური წონასწორობა არის სისტემის ისეთი მდგომარეობა, რომელშიც მისი პარამეტრები და მახასიათებლები დროთა განმავლობაში ვერ შეიცვლება რაიმე გარე ფაქტორების გავლენის გარეშე.
ანუ: თეორიულად იზოლირებული ფიზიკური სისტემა, რომელიც შედგება ერთი ან მეტი ფიზიკური ობიექტისგან, შეიძლება დარჩეს წონასწორობის მდგომარეობაში განუსაზღვრელი ვადით. თუ თერმოდინამიკური წონასწორობა დარღვეულია, ნებისმიერი სისტემა დაბრუნდებათავის სტაბილურ მდგომარეობამდე თავისთავად. ეს არის ფიზიკის ერთ-ერთი ფუნდამენტური პრინციპი, რომელზეც ძალიან ბევრია აგებული როგორც ჩვენს ცხოვრებაში, ასევე ბუნებაში.
თერმოდინამიკური წონასწორობის წარმოსადგენად უმარტივესი გზაა ისეთი ბუნებრივი ადამიანის ატრიბუტის მაგალითი, როგორიცაა თერმოსი ცხელი ჩაით, ეს არის ძალიან იზოლირებული სისტემა. რა თქმა უნდა, ტემპერატურა ნივთიერების ნებისმიერ წერტილში (ამ შემთხვევაში, ჩაი) იგივე იქნება. მაგრამ თუ ყინულის კუბიკს ჩააგდებთ თერმოსში, თერმოდინამიკური წონასწორობა მყისიერად ირღვევა, რადგან სითხის სხვადასხვა ნაწილში იქნება ტემპერატურის სხვაობა.
ამ შემთხვევაში, სითბოს გადაცემა მოხდება უფრო მაღალი ტემპერატურის რეგიონიდან ცივ ადგილებში, სანამ არ დამყარდება თერმული რეჟიმის ერთგვაროვნება მთელ მოცულობაში. როდესაც ეს მოხდება, სტაბილურობა აღდგება. ასე მუშაობს ნებისმიერი თერმოდინამიკური სისტემა, განურჩევლად მისი მასშტაბისა და იმ ობიექტების რაოდენობისა, რომლებისგან შედგება.
ბალანსის ძირითადი პირობა, რომელიც არის ტემპერატურის ერთნაირი მაჩვენებელი სისტემის ყველა წერტილში, განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია ცოცხალი ორგანიზმებისთვის. ყველა ბიოლოგიურ ობიექტს სჭირდება ენერგიის რეგულარული მიწოდება ნორმალური ცხოვრების შესანარჩუნებლად. ყველა ბიოლოგიურ პროცესს ასევე სჭირდება სტაბილური სითბოს გადაცემა და ერთგვაროვანი განაწილება.
მაგალითად, მცენარეები, რომლებიც აგროვებენ მზის ენერგიას, გარდაქმნიან მას ორგანული ნივთიერებების ქიმიურ კავშირებად.ფოტოსინთეზი. ცხოველების სხეულში ყველაფერი ხდება ზუსტად პირიქით - საკვებით მიღებული ორგანული ნივთიერებები ენერგიად გარდაიქმნება. ყველა ასეთი პროცესი (როგორც მცენარეთა, ასევე ცხოველთა სამყაროს წარმომადგენლებისთვის) მიმდინარეობს თერმოდინამიკური სისტემის პრინციპების მკაცრად დაცვით.
თერმოდინამიკის ძირითადი ცნებები უნივერსალური და ურყევია როგორც ცოცხალი ბიოლოგიური სისტემებისთვის, ასევე უსულო ბუნებისთვის. თერმოდინამიკის პრინციპებში ნათქვამია, რომ დაკავშირებული ობიექტების ნებისმიერ კოლექციას შეიძლება ეწოდოს თერმოდინამიკური სისტემა. განსხვავება მხოლოდ ობიექტების მასშტაბსა და რაოდენობაშია. ასეთი სისტემების მაგალითებია ჩვენი სხეულის უჯრედები, გული ან სხვა შინაგანი ორგანოები. მთელი ორგანიზმი ასევე გარკვეულწილად თერმოდინამიკური სისტემაა. ისეთი გიგანტური ობიექტებიც კი, როგორიცაა ბიოსფერო, ოკეანეებიც ამ კატეგორიას მიეკუთვნება. და ისინი ექვემდებარებიან თერმოდინამიკური წონასწორობის იგივე კანონებს.
