Bioenergetika

Bioenergetika adalah studi tentang macam-macam variasi transformasi energi yang terjadi pada makhluk hidup. Sebuah sel hidup disibukkan oleh aktivitas. Semua jenis makromolekul dibentuk dari materi-materi kasar, produk buangan di produksi dan diekresikan, aliran petunjuk genetik dari nukleus ke sitoplasma, vesikel berpindah melalui jalur sekretori, ion dipompa melewati membran plasma dan masih banyak lagi.

Energi didefinisikan sebagai kapasitas untuk melakukan kerja. Termodinamika adalah studi tentang perubahan energi yang terjadi di alam. Hukum pertama termodinamika berisi tentang konversi energi. Energi tidak dapat diciptakan ataupun di musnahkan. Energi hanya dapat diubah dari bentuk satu ke bentuk lainnya.

Sel mampu mengubah energi dari satu bentuk ke bentuk lain. Sebagai contohnya yaitu energi yang tersimpan sebagai ATP dalam sel yang dapat dikonversi menjadi energi mekanik saat sel melakukan perpindahan. Perubahan energi yang terpenting dalam dunia biologi adalah konversi dari cahaya matahari ke energi kimia yang terjadi saat fotosintesis.

Dalam transformasi energi terdapat dua kata yang sering digunakan yaitu sistem dan lingkungan. Sistem mungkin saja adalah sebuah sel hidup. Sedangkan lingkungan bisa berupa apa yang ada di sekitar sel tsb. Perubahan energi pada sistem mempunyai dua kemungkinan perubahan. Pertama, energi dalam sistem berubah menjadi panas dari sistem tersebut, dan yang kedua yaitu berubah menjadi kerja.

Energi dalam adalah energi yang ada pada sistem. Energi Dalam pada akhir transformasi akan lebih banyak daripada permulaan jika panas diserap dan lebih sedikit jika panas di keluarkan dari sistem. Reaksi yang kehilangan panas dinamakan eksotermik, sedangkan apabila sistem menyerap panas dari lingkungan dinamakan endotermik.

Hukum kedua termodinamika menyatakan konsep bahwa kejadian yang ada di alam ini mempunyai arah, dari keadaan energi yang lebih tinggi menuju ke keadaan energi yang lebih rendah. Suatu kejadian bisa terjadi secara spontan yang berarti bahwa dapat terjadi tanpa input dari eksternal energi. Konsep hukum kedua termodinamika diterapkan untuk mesin panas.

Dalam suatu reaksi tidak bisa mempunyai efisiensi 100%, hal ini karena terjadi hilangnya energi menjadi panas. Hilangnya energi dalam suatu proses adalah hasil dari kecenderungan untuk ke posisi tidak teratur dari alam. Derajat ketidakteraturan ini disebut sebagai entropi. Entropi berhubungan dengan perpindahan secara sembarang partikel. Munculnya panas dari oksidasi glukosa dalam sel atau gesekan antara darah dan pembuluh darah adalah contoh dari kenaikan entropi.