第一法則―生体系への応用

🧠 生体はエネルギーを作るのではなく形を変換する。 代謝は栄養素の化学エネルギーchemical energy化学エネルギー（chemical energy）chemical energy（化学エネルギー）をATP・熱・仕事へ変える。

生体のエネルギー収支

代謝で得た化学エネルギーchemical energy化学エネルギー（chemical energy）chemical energy（化学エネルギー）は外部仕事external work外部仕事（external work）external work（外部仕事）、輸送仕事、合成、熱へ配分される。体重や体温が一定でもエネルギーと物質は通過しており、入力と出力が等しい定常状態である。

代謝エネルギーの配分

呼吸や光合成にも第一法則Fick's first law第一法則（Fick's first law）Fick's first law（第一法則）が成り立つ。

flowchart TD
  A["生体の<span class='jp-term jp-term-diagram' title='energy balance'>エネルギー収支</span>"] --> B
  B["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='metabolic energy'>代謝エネルギー</span>の配分"] --> C
  C["呼吸や光合成にも<span class='jp-term jp-term-diagram' title='Fick&#39;s first law'>第一法則</span>が成り立つ"] --> D
  D["定常状態と効率"]

定常状態と効率

生体は物質とエネルギーを交換する開放系であり、代謝は栄養素の化学エネルギーchemical energy化学エネルギー（chemical energy）chemical energy（化学エネルギー）をATP・熱・仕事へ変換する。このときも第一法則Fick's first law第一法則（Fick's first law）Fick's first law（第一法則）は成立し、摂取・排出・蓄積を含む全収支net yield収支（net yield）net yield（収支）を取ればエネルギーは保存される。

エネルギー収支energy balanceエネルギー収支（energy balance）energy balance（エネルギー収支）は摂取・蓄積・仕事・熱放散を結ぶ。生体の効率を機械仕事/代謝エネルギーmetabolic energy代謝エネルギー（metabolic energy）metabolic energy（代謝エネルギー）で評価すると、残りは「消失」せず最終的に熱として環境へ移る。

まとめ

• 生体はエネルギーを作るのではなく形を変換する。代謝は栄養素の化学エネルギーchemical energy化学エネルギー（chemical energy）chemical energy（化学エネルギー）をATP・熱・仕事へ変える。
• 呼吸や光合成にも第一法則Fick's first law第一法則（Fick's first law）Fick's first law（第一法則）が成り立つ。
• エネルギー収支energy balanceエネルギー収支（energy balance）energy balance（エネルギー収支）は摂取・蓄積・仕事・熱放散を結ぶ。