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 We jest równa pracy wykonanej kosztem wysiłku mięśniowego.
Praca wewnętrzna WI 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 Wi= Q (CIEPŁO METABOLIZMU)
Bilans energii:
∆H= We +Q
Jeżeli organizm jest w całkowitym spoczynku i nie wykonuje pracy zewnętrznej (We =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 )