เทอร์โมไดนามิกส์เป็นสาขาหนึ่งของฟิสิกส์ที่ศึกษาพลังงานความร้อนและหลักการกระจายพลังงานตามปริมาตรของสารหรือตัวกลางบางชนิด ระเบียบวินัยนี้มีพื้นฐานอยู่บนหลักการสากลทั่วไปบางประการ และใช้ประสบการณ์ของวิทยาศาสตร์อื่นๆ มากมาย สมดุลทางอุณหพลศาสตร์เป็นรากฐานที่สำคัญของความรู้ทางวิทยาศาสตร์นี้
คุณสมบัติที่สำคัญที่สุดและเฉพาะเจาะจงที่สุดของสิ่งมีชีวิตอย่างหนึ่งก็คือความสามารถเฉพาะตัวในการแปลงพลังงานและเก็บไว้ในรูปแบบที่หลากหลาย ดุลยภาพทางอุณหพลศาสตร์เป็นสภาวะของระบบที่พารามิเตอร์และลักษณะเฉพาะไม่สามารถเปลี่ยนแปลงได้ตลอดเวลาโดยไม่ได้รับอิทธิพลจากปัจจัยภายนอก
นั่นคือ: ระบบทางกายภาพที่แยกทางทฤษฎีซึ่งประกอบด้วยวัตถุทางกายภาพตั้งแต่หนึ่งรายการขึ้นไปสามารถอยู่ในสภาวะสมดุลได้โดยไม่มีกำหนด หากสมดุลทางอุณหพลศาสตร์ถูกรบกวน ระบบใด ๆ ก็จะกลับสู่สู่สภาวะที่มั่นคงด้วยตัวของมันเอง นี่เป็นหนึ่งในหลักการพื้นฐานของฟิสิกส์ ซึ่งสร้างมากเกินไปทั้งในชีวิตและในธรรมชาติของเรา
วิธีที่ง่ายที่สุดในการจินตนาการถึงสมดุลทางอุณหพลศาสตร์คือการใช้ตัวอย่างคุณลักษณะของมนุษย์ตามธรรมชาติ เช่น กระติกน้ำร้อนที่มีชาร้อน ซึ่งเป็นระบบที่แยกออกมาต่างหาก แน่นอน อุณหภูมิ ณ จุดใด ๆ ของสาร (ในกรณีนี้คือชา) จะเท่ากัน แต่ถ้าคุณทำน้ำแข็งก้อนลงในกระติกน้ำร้อน สมดุลทางอุณหพลศาสตร์จะถูกรบกวนทันที เนื่องจากจะมีความแตกต่างของอุณหภูมิในส่วนต่างๆ ของของเหลว
ในกรณีนี้ การถ่ายเทความร้อนจะเกิดขึ้นจากบริเวณที่มีอุณหภูมิสูงขึ้นไปยังบริเวณที่เย็นกว่า จนกระทั่งเกิดความสม่ำเสมอของระบบการระบายความร้อนทั่วทั้งปริมาตร เมื่อสิ่งนี้เกิดขึ้น ความเสถียรจะกลับคืนมา นี่คือวิธีการทำงานของระบบเทอร์โมไดนามิก โดยไม่คำนึงถึงขนาดและจำนวนของวัตถุที่ประกอบด้วย
เงื่อนไขหลักของความสมดุลซึ่งเป็นดัชนีอุณหภูมิเดียวกันทุกจุดในระบบมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับสิ่งมีชีวิต วัตถุทางชีววิทยาทั้งหมดต้องการพลังงานอย่างสม่ำเสมอเพื่อรักษาชีวิตปกติ กระบวนการทางชีววิทยาทั้งหมดยังต้องการการถ่ายเทความร้อนที่เสถียรและการกระจายที่สม่ำเสมอ
เช่น พืชสะสมพลังงานแสงอาทิตย์ แปลงเป็นพันธะเคมีของสารอินทรีย์ผ่านการสังเคราะห์ด้วยแสง ในร่างกายของสัตว์ ทุกสิ่งทุกอย่างเกิดขึ้นตรงกันข้าม - สารอินทรีย์ที่ได้จากอาหารจะถูกแปลงเป็นพลังงาน กระบวนการดังกล่าวทั้งหมด (สำหรับตัวแทนของทั้งพืชและสัตว์โลก) เกิดขึ้นอย่างเคร่งครัดตามหลักการของระบบอุณหพลศาสตร์
แนวคิดพื้นฐานของอุณหพลศาสตร์นั้นเป็นสากลและไม่สั่นคลอนสำหรับทั้งระบบชีวภาพที่มีชีวิตและธรรมชาติที่ไม่มีชีวิต หลักการของอุณหพลศาสตร์ระบุว่าคอลเลกชันของวัตถุที่เกี่ยวข้องสามารถเรียกได้ว่าเป็นระบบอุณหพลศาสตร์ ความแตกต่างอยู่ที่ขนาดและจำนวนของวัตถุเท่านั้น ตัวอย่างของระบบดังกล่าว ได้แก่ เซลล์ของร่างกาย หัวใจ หรืออวัยวะภายในอื่นๆ สิ่งมีชีวิตทั้งหมดยังเป็นระบบอุณหพลศาสตร์อีกด้วย แม้แต่วัตถุขนาดมหึมาอย่างชีวมณฑล มหาสมุทรก็จัดอยู่ในหมวดหมู่นี้เช่นกัน และอยู่ภายใต้กฎสมดุลทางอุณหพลศาสตร์เดียวกัน