Thermodynamics ni tawi la fizikia ambalo huchunguza nishati ya joto na kanuni za usambazaji wake katika ujazo wa dutu au chombo fulani. Taaluma hii inategemea kanuni za jumla za ulimwengu na hutumia uzoefu wa sayansi zingine nyingi. Usawa wa Thermodynamic ndio msingi wa eneo hili la maarifa ya kisayansi.
Mojawapo ya sifa muhimu zaidi na pengine mahususi zaidi ya viumbe hai ni uwezo wao wa kipekee wa kubadilisha nishati na kuihifadhi katika aina mbalimbali za umbo. Usawa wa Thermodynamic ni hali ya mfumo ambapo vigezo na sifa zake haziwezi kubadilika kwa wakati bila ushawishi wa mambo yoyote ya nje.
Hiyo ni: mfumo wa kimwili uliotengwa kinadharia, unaojumuisha kitu kimoja au zaidi cha kimwili, unaweza kubaki katika hali ya usawa kwa muda usiojulikana. Ikiwa usawa wa thermodynamic unatatizwa, mfumo wowote utaelekea kurudikwa hali yake thabiti peke yake. Hii ni mojawapo ya kanuni za kimsingi za fizikia, ambayo nyingi sana hujengwa katika maisha yetu na katika asili.
Njia rahisi zaidi ya kufikiria msawazo wa hali ya joto ni kwa mfano wa sifa asilia ya binadamu kama vile thermos iliyo na chai ya moto, ambao ni mfumo uliotengwa sana. Bila shaka, hali ya joto katika hatua yoyote ya dutu (katika kesi hii, chai) itakuwa sawa. Lakini ukidondosha mchemraba wa barafu kwenye thermos, usawa wa thermodynamic utasumbuliwa mara moja, kwa kuwa kutakuwa na tofauti ya halijoto katika sehemu tofauti za kioevu.
Katika kesi hii, uhamisho wa joto utatokea kutoka eneo la joto la juu kuelekea maeneo ya baridi, mpaka usawa wa utawala wa joto umewekwa katika kiasi chote. Wakati hii itatokea, utulivu utarejeshwa. Hivi ndivyo mfumo wowote wa hali ya joto unavyofanya kazi, bila kujali ukubwa wake na idadi ya vitu vilivyomo.
Hali kuu ya usawa, ambayo ni fahirisi sawa ya halijoto katika sehemu zote za mfumo, ni muhimu hasa kwa viumbe hai. Vitu vyote vya kibiolojia vinahitaji ugavi wa kawaida wa nishati ili kudumisha maisha ya kawaida. Michakato yote ya kibaolojia pia inahitaji uhamishaji joto thabiti na usambazaji sawa.
Kwa mfano, mimea, inayokusanya nishati ya jua, huigeuza kuwa miunganisho ya kemikali ya vitu vya kikaboni kupitiausanisinuru. Katika mwili wa wanyama, kila kitu hufanyika kinyume chake - vitu vya kikaboni vilivyopatikana na chakula vinabadilishwa kuwa nishati. Michakato yote kama hiyo (kwa wawakilishi wa ulimwengu wa mimea na wanyama) hufanyika kwa kufuata madhubuti na kanuni za mfumo wa thermodynamic.
Dhana za kimsingi za thermodynamics ni za ulimwengu wote na hazitikisiki kwa mifumo hai ya kibayolojia na asili isiyo hai. Kanuni za thermodynamics zinasema kwamba mkusanyiko wowote wa vitu vinavyohusiana unaweza kuitwa mfumo wa thermodynamic. Tofauti iko tu katika kiwango na idadi ya vitu. Mifano ya mifumo hiyo ni seli za mwili wetu, moyo au viungo vingine vya ndani. Viumbe vyote pia kwa maana fulani ni mfumo wa thermodynamic. Hata vitu vikubwa kama vile biosphere, bahari pia ni ya jamii hii. Na ziko chini ya sheria zilezile za msawazo wa thermodynamic.
