열역학 제1법칙은 에너지는 창조되거나 파괴될 수 없으며 단지 변형될 뿐이라고 말합니다. 이것은 태양으로부터 오는 빛 에너지가 식물에 의해 복사 에너지로 이용되고, 화학 에너지로 전환되어, 복합 탄수화물로 저장되는 고전적인 예로 입증할 수 있습니다. 그러고 나서 식물은 동물에 의해 소비되고 소화 과정을 통해 당을 열에너지로 방출합니다. 당은 또한 화학 에너지를 생산하는데 이 에너지는 글리코겐(glycogen)이나 지방산과 같은 고분자(macromolecule)에 저장되거나 포식자에 의해 소비됩니다. 동물에서 나온 노폐물과 죽은 유기물은 박테리아와 곰팡이에 의해 분해되어 식물이 자랄 수 있도록 영양분을 공급하기 위해 토양으로 되돌아가고 이 순환은 계속됩니다.

열역학 제1법칙

광합성 중 광자(photon)는 식물이 살고 성장하는 데 사용하는 복합 탄수화물을 만드는 데 사용되고, 산소는 대기로 방출됩니다.

식물은 동물들의 먹이가 됩니다. 소화되는 동안 당은 분해되고, 에너지는 열로 방출되거나, 포도당으로부터 화학 에너지를 공급하기 위해 방출되거나, 동물이 생존하고 번식할 수 있도록 하는 세포기능을 위해 방출됩니다. 에너지는 또한 화학 에너지로서 고분자에 저장될 수 있습니다. 예를 들어 글리코겐은 에너지 수요가 높을 때 빠르게 쓰일 수 있게 간이나 근육에 저장될 수 있습니다. 에너지는 에너지 저장고 역할을 위해 또한 지방산의 형태로 저장될 수도 있습니다. 마지막으로, 동물은 다른 동물의 먹이가 되어 비슷한 방법으로 에너지를 전달할 수 있습니다.

각 단계에서 생산된 폐기물은 공기, 물, 토양으로 반환되고 먹이사슬을 유지하는 데 사용됩니다. 박테리아나 곰팡이 같은 분해자는 죽은 유기물을 먹고 토양으로 돌려보내 식물이 다시 사용할 수 있도록 합니다.