热力学第一定律

热力学第一定律是有关宇宙中的能量总量。它指出了能量总量是恒定的。换句话说，宇宙中的能量一直都是完全相同的。能量会以多种不同的形式存在着。根据热力学第一定律，能量可以从一个地方转移到另一个地方，或转化为不同的形式，但它不能被创造或毁灭。能量的转移和转化无时无刻发生在我们身边。例如：灯泡将电能转化为光能。燃气灶将天然气的化学能转化为热能。植物进行地球上最有益于生物的能量转化：将太阳的能量转化为存储在有机分子中的化学能。

所有生物体都面临的挑战是从周围的环境中获取能量，并将这些能量转移或转化为可用能量来进行使用。活细胞在进化过程中已经能够很好地应对这一挑战。储存在糖和脂肪等有机分子中的化学能可以通过一系列的细胞化学反应来将其转化为 ATP 分子中的能量。ATP 分子中的能量很容易被用来做功。细胞需要完成的工作类型包括构建复杂的分子、运输材料、为纤毛或鞭毛的跳动提供动力、收缩肌肉纤维来产生运动和繁殖。