3.1: Pierwsza zasada termodynamiki

Pierwsza zasada termodynamiki dotyczy całkowitej ilości energii we wszechświecie. Stwierdza ona, że owa całkowita ilość energii jest stała. Innymi słowy, we wszechświecie zawsze była i zawsze będzie dokładnie taka sama ilość energii. Energia istnieje w wielu różnych formach. Zgodnie z pierwszą zasadą termodynamiki energia może przenosić się z miejsca na miejsce lub przekształcać się w różne formy, ale nie może być tworzona ani niszczona. Transfery i przemiany energii zachodzą wokół nas przez cały czas. Żarówki przekształcają energię elektryczną w energię świetlną. Kuchenki gazowe przekształcają energię chemiczną z gazu ziemnego w energię cieplną. Rośliny dokonują jednej z najbardziej użytecznych biologicznie przemian energetycznych na Ziemi: przekształcania energii światła słonecznego w energię chemiczną zmagazynowaną w cząsteczkach organicznych.

Wyzwaniem dla wszystkich organizmów żywych jest pozyskiwanie energii z otoczenia w formach, które mogą przekazywać lub przekształcać w energię użytkową do wykonywania pracy. Żywe komórki ewoluowały, aby bardzo dobrze sprostać temu wyzwaniu. Energia chemiczna zmagazynowana w cząsteczkach organicznych, takich jak cukry i tłuszcze, przekształca się w wyniku szeregu komórkowych reakcji chemicznych w energię w cząsteczkach ATP. Energia w cząsteczkach ATP jest łatwo dostępna do pracy. Przykłady rodzajów pracy, które muszą wykonać komórki, obejmują budowanie złożonych cząsteczek, transport materiałów, napędzanie ruchu bicia rzęsek lub wici, kurczenie się włókien mięśniowych w celu wytworzenia ruchu i rozmnażanie.

Ten tekst jest adaptacją Openstax, Biology 2e, Sekcja 6.3: Prawa termodynamiki.