Organismen leben von Freier Enthalpie:
Liegt eine chemische Reaktion vom 
vor,
stellt sich nach einer gewissen Zeit ein Gleichgewicht zwischen den Ausgangsstoffen
A und B und den Endprodukten C und D ein. Seine Lage wird durch die thermodynamische
Gleichgewichtskonstante
K angegeben. Danach ist
wobei c(A) ... c(D) die Konzentrationen der Stoffe in Mol/pro Liter darstellen, die sich im Gleichgewicht eingestellt haben. Die Gleichgewichtskonstante K gibt an, wie weit das System vom Gleichgewichtszustand entfernt ist. Sie wird von der Konzentration der Stoffe bestimmt.
Je weiter die tatsächlichen Konzentrationen von den Konzentrationen des im Gleichgewicht befindlichen Systems entfernt sind, umso energiereicher ist das System. Das bedeutet für die Reaktion, dass umso mehr Energie freigesetzt werden kann, je weiter das System vom Gleichgewicht entfernt ist. Diese Energie wird Freie Enthalpie G genannt. Ihre Maßeinheit ist kJ/mol.
Freie Enthalpie
Wird bei einer Reaktion Energie frei, dann ist 
negativ. Die Reaktion verläuft exergonisch (Energie freisetzend).
Ist
positiv, verläuft die Reaktion endergonisch, d. h. unter Energieaufnahme.
Die Reaktionen im Gleichgewicht laufen so lange ab, bis
Null ist.
T = absolute Temperatur
R = Gaskonstante
Nur ein System, das sich
auf ein Gleichgewicht einstellt, kann Energie freisetzen. Wenn der Gleichgewichtszustand
erreicht ist, ist die Freie Enthalpie
gleich Null.
Fließgleichgewicht
Durch ständigen Stoffaustausch mit der Umwelt wird verhindert, dass
sich ein Gleichgewicht der Reaktionen einstellt. Das von der lebenden
Zelle aufrecht erhaltene Ungleichgewicht wird als Fließgleichgewicht
bezeichnet. Es ist in der Abbildung modellhaft dargestellt.
Eine lebende Zelle stellt damit ein energetisch offenes System dar. Sie
steht mit ihrer Umwelt in einem ständigen Austausch von Stoffen und
Energie. Theoretische Grundlage solcher Vorgänge ist nicht die klassische
Thermodynamik sondern die von LARS
ONSAGER (1903-1976) 1931 begründete Nichtgleichgewichts-Thermodynamik.
Aus ihr lässt sich ableiten, dass Leben nur fern vom thermodynamischen
Gleichgewicht existieren kann. Dieser Zustand wird durch den ständigen
Fluss von Stoffen und Energie aufrecht erhalten und ist damit wesentliches
Merkmal des Lebens.