Eficiencia térmica del organismo

FISICOQUIMICA I

EFICIENCIA TÉRMICA DEL ORGANISMO

Eficiencia muscular

Una máquina térmica es un dispositivo que transforma calor en trabajo mecánico, dicho dispositivo, opera entre dosdepósitos a diferente temperatura, y el trabajo mecánico se obtiene si el calor se transfiere del depósito con mayor temperatura al depósito de menor temperatura.
De la segunda ley de la termodinámica, quesostiene que ninguna máquina térmica puede transformar en energía mecánica todo el calor que se transfiere en el proceso de operación, se deriva el concepto de eficiencia térmica (N), el cual sedefine como el cociente del trabajo obtenido y el calor que se le suministra, N = W/Q. Al respecto, Sadi Carnot mostró que el límite superior de calor que puede transformarse en trabajo depende de ladiferencia de temperatura entre el depósito caliente y el depósito frío. De manera que, la diferencia para una máquina térmica de Carnot, se calcula mediante la ecuación, N = 1 -(Tf / Tc),donde Tf y Tc son las temperaturas en grados kelvin de los depósitos a menor y mayor temperatura respectivamente, en los que opera la máquina.
Ahora bien, los seres humanos efectuamos trabajo al caminar, correr,levantar un objeto, etc., para realizarlo requerimos de energía que el organismo obtiene al transformar la energía potencial química de los alimentos. Para las actividades antes mencionadas se asocia elconcepto de eficiencia muscular (E), como el cociente del trabajo mecánico realizado y la energía suministrada al cuerpo, a través de los alimentos. Se ha verificado que la eficiencia muscular en eltrabajo mecánico es aproximadamente del 20%, (E = 0.2).

Riesgos de la analogía

Supongamos "el organismo humano una máquina térmica'' cuya eficiencia es de 0.2 y opera a temperatura ambiente, (20°C), como depósito de menor temperatura, Tf = 293 °K. De la ecuación de eficiencia térmica para una máquina de Carnot, se obtiene Tc que corresponde al depósito de mayor temperatura, es decir,...