termorregulación universidad de buenos aires facultad de medicina c.b.c. lic. magdalena veronesi
Post on 18-Apr-2015
5 Views
Preview:
TRANSCRIPT
Termorregulación
Universidad de Buenos Aires
Facultad deFacultad de MedicinaMedicina
C.B.C.C.B.C.
Lic. Magdalena Veronesi
Termorregulación
Es la capacidad del cuerpo para regular regular su temperaturasu temperatura, dentro de ciertos rangos, incluso cuando la temperatura circundante es muy diferente. Los animales animales homeotermoshomeotermos tienen capacidad para regular su propia temperatura.
CALOR
Es una manifestación de la energía relacionada con el movimiento (agitación) molecular.
-Al igual que el “trabajo”, es energía transferida.
-Se mide y se expresa en unidades de energía: Caloría (cal) Kilocaloría (kcal) Joules (1 cal = 4,1855 J)
-Podría definirse como una medida de la “intensidad” o “nivel" de calor.
-Esta asociada con el movimiento traslacional de las moléculas
TEMPERATURA
La temperatura corporal normal, de acuerdo con la American Medical Association (Asociación Médica Estadounidense), puede oscilar entre 36,5 y 37,2 °C.
Termorregulación
En el hipotálamo se encuentra el «termostato» En el hipotálamo se encuentra el «termostato» del organismodel organismo
Vasoconstricción
En el hipotálamo posterior existe el centro nervioso simpático encargado de enviar señales que causa una disminución del diámetro de los vasos sanguíneos cutáneos; ésta es la razón por la cual la gente palidece con el frío.
CONDUCTA TERMORREGULATORIA
Piloerección
La estimulación del sistema nervios simpático provoca la contracción de los músculos erectores, ubicados en la base de los foliculos pilosos, lo que ocasiona que se levanten. Esto cierra los poros y evita la pérdida de calor. También crea una capa densa de aire pegada al cuerpo, evitando perder calor por convección.
CONDUCTA TERMORREGULATORIA
TRANSFERENCIA DE CALOR
El calor fluye de sitios de mayor temperatura hacia sitios de menor temperatura por:
Conducción
Convección
Radiación
Conducción-Existe un medio material a través de cual el calor fluye.
-No existe transporte neto de materia.
-Resulta de: choques moleculares (en gases y líquidos).
movimiento de electrones (en conductores metálicos).
vibraciones de la red cristalina (en sólidos aislantes). (intercambio de “fonones”, cuantos de vibración de la matriz cristalina)
“ley de Fourier” de la conducción del calor.
l
TTAk
dt
dQP FC
donde:
térmicogradiente
l
T
l
TT FC
térmicadadconductivi k
Convección-Existe un medio fluido hacia el cual el calor fluye.
-Existe transporte neto de materia.
-Resulta en un movimiento de fluido debido a cambios de peso específico por dilatación al calentarse y enfriarse; o bien puede forzarse dicho movimiento.
Radiación:-Los sistemas que intercambien calor no necesitan estar en contacto.
-No es necesario que exista un medio material por donde “fluya” la energía.
-El calor se transmite sin transporte de materia.
La comunidad científica trató de determinarla experimentalmente
Ley de Stefan-BoltzmannLey de Stefan-Boltzmann
Donde: P potencia radiada total
A área de la superficie radiante
T temperatura absoluta en K
σ Cte de S-B = 5,67033 x10-8
W/m2K4
є Emisividad
4TAP
Ley de Wien
m.K 002898,0 CteTmáx
Veamos algunas curvas de radiación para diferentes temperaturas
BIOENERGÉTICA
El Conjunto de los Procesos Celularespor medio de los cuales se Transformala Energía de las Sustancias Nutricias
(Hidratos de Carbono, Grasas yProteínas) a una Forma Energética
Biológicamente útil
TERMODINÁMICA
El Campo de las Ciencias Físicas que
estudia los Intercambios de Energía
entre Conjuntos de materia
Para determinar si una reacción es o no espontánea, es necesario estudiar su su termodinámicatermodinámica. Esta rama de la ciencia permite calcular la cantidad de trabajo útil producido por una reacción.
TERMODINÁMICA
Sistema MedioConjunto de Materia Todo el Resto de
la Materia
Universo Sistema + Medio
Aspectos que Estudia la Termodinámica
METABOLISMO
Suma Total de los Procesos Químicos involucrados en la liberación y utilización de Energía dentro de la célula
Metabolismo Celular
Anabolismo
Proceso de Síntesis Recurre a Energía paraElaborar Moléculas Mayoresa Partir de MoléculasPequeñas
Homeostasia:Balance Constante entre el Catabolismo y Anabolismo
Catabolismo
Proceso de DescomposiciónFragmentación de Moléculas
Grandes a MoléculasPequeñas con la Liberación
de Energía y Calor
El hombre como un sistema termodinámico
• Estudia el intercambio entre distintas formas de energía
• El hombre es un sistema capaz de transformar un tipo de energía en otro.
• Existe además un flujo continuo de información codificada.
Sistemas Sistemas TermodinámicosTermodinámicos
Sistemas Termodinámicos
Primera ley de la Termodinámica Primera ley de la Termodinámica
La primera ley no es otra cosa que el principio de conservación de la energía aplicado a un sistema de muchísimas partículas. A cada estado del sistema le corresponde una energía interna U. Cuando el sistema pasa del estado A al estado B,
∆U=UB-UA
1º Ley de la Termodinámica1º Ley de la Termodinámica
UWQ Conservación
de la Energía
VPW .
V
FS
TT
Q
Transformaciones
• Isócora o a volumen constante
• Isóbara o a presión constante
Transformaciones
• Isoterma o a temperatura constante
pV=nRT
Transformaciones
• Adiabática o aislada térmicamente, Q=0
Transformaciones
Esta ley establece que la energía total de un sistema aislado es constante, es decir "La suma de las energías cinética y potencial permanece constante, aun cuando una de la dos puede aumentar o disminuir a expensas de la otra".
Primera ley de la Termodinámica
ENTALPÍA
Para expresar el calor absorbido ó liberado en un proceso se usa una cantidad llamada
entalpía. El cambio de entalpía para un proceso a presión constante, se define como el calor Liberado (exotérmica) ó absorbido (endotérmica) por el sistema en el proceso químico
CalorCalor
El calor se considera positivopositivo cuando fluye fluye
hacia el sistemahacia el sistema, cuando incrementa su
energía interna.
El calor se considera negativonegativo cuando
fluye desde el sistemafluye desde el sistema, por lo que
disminuye su energía interna.
Calor específicoCalor específico
La cantidad de calor tomada o cedida por un
cuerpo para variar en una cantidad su
temperatura es directamente proporcional a
su masa. .
ENTALPÍA
• H es la entalpía (en julios). • U es la energía interna (en julios). • p es la presión del sistema (en pascales). • V es el volumen del sistema (en metros cúbicos).
VPUH .
SEGUNDA LEY DE LA TERMODINAMICA
ENTROPIA
- Establece cuales procesos de la naturaleza pueden ocurrir o no.
- Ordenado un sistema termodinámico ó un desorden del sistema termodinámico.
“El calor jamás fluye espontáneamente
de un objeto frío a un objeto caliente”.
SEGUNDA LEY DE LA TERMODINAMICA
ENTROPIA
El cambio de entropía, dS (J/Kg) entre dos
estados está dado por el calor transferido, dQ,
dividido entre la temperatura absoluta T del
sistema, en ese intervalo. Es decir:
SEGUNDA LEY DE LA TERMODINAMICA ENTROPIA
∆S = ∆QT
Un arreglo desordenado es másprobable que uno ordenado, si se dejan actuar las leyes de la naturaleza sininterferencia.
“LLos sistema aislados tienden al desorden y la entropía es una medida de ese desorden”
SEGUNDA LEY DE LA TERMODINAMICA
ENTROPIA
Existen dos fuerzas que compiten en la estabilización de las sustancias.
• La entalpía: estabiliza a los materiales al generar enlaces más fuertes y hacer compuestos más ordenados.
• La entropía: Estabiliza a los materiales al desordenarlos.
Los dos fenómenos afectan a una reacción y deciden la manera en que procede. Por ello requerimos de una cantidad que los considere a ambos.
TERCERA LEY DE LA TERMODINAMICA
Afirma que no se puede alcanzar el cero
absoluto en un número finito de etapas.
• Al llegar al cero absoluto (0 K) cualquier proceso de un sistema se detiene.
• Al llegar al 0 absoluto (0 K) la entropía alcanza un valor constante.
Energía LibreEnergía Libre
El comportamiento de un sistema, siempre El comportamiento de un sistema, siempre tiende hacia el aumento de entropía y hacia la tiende hacia el aumento de entropía y hacia la mínima entalpía, siendo la ENERGIA LIBRE mínima entalpía, siendo la ENERGIA LIBRE
DE GIBBS la magnitud que evalúa DE GIBBS la magnitud que evalúa simultáneamente ambas tendencias.simultáneamente ambas tendencias.
STHG .
Indica la energía útil disponible máxima que Indica la energía útil disponible máxima que puede obtenerse a T y P constantes, en forma puede obtenerse a T y P constantes, en forma
de trabajo.de trabajo.
Energía Libre de Energía Libre de GibbsGibbs
0G
0G
0G
El proceso es espontáneo
El sistema está en equilibrio
La reacción es no espontánea.
PROCESO EXERGÓNICO
PROCESO ENDERGÓNICO
STHG .
Gracias
top related