Apunte de càtedra

Física e Introducción a la biofísica

Apunte de Cátedra
Unidad 3. Termodinámica de los seres vivos
Durante el desarrollo de esta unidad estudiaremos varias leyes y principios físicos que regulan
algunos fenómenos que ocurren en la naturaleza relacionados con el calor y su transmisión, y las
transformaciones de energía mecánica en energía térmica.

Los contenidos que se trabajarán en esta unidadson:

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Calor y Temperatura. Definición y diferencias.
Escalas térmicas.
Concepto de equilibrio térmico.
Ecuación general de la calorimetría.
Calor sensible y latente.
Transmisión del calor.
Calor y trabajo.
Energía interna.
Primer principio de la termodinámica.
Sistemas termodinámicos.
Estados de equilibrio y estados estacionarios.
Tipos de energía.
Equivalente mecánicodel calor.
Los vertebrados como sistemas termodinámicos.

¿Es correcta la expresión que tan comúnmente solemos decir en verano “¡Qué calor que
tengo!"? A lo largo de esta unidad trabajaremos con varios conceptos que nos permitirán
responder a esta y otras preguntas relacionadas.

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Física e Introducción a la biofísica – UBA XXI - Primer cuatrimestre 2016

Temperatura y calor
Es frecuente que,temperatura y calor se utilicen como términos que describen propiedades
iguales o parecidas. Si bien en la vida cotidiana podemos entendernos, aunque los usemos de
modo impreciso, en términos físicos se trata de dos conceptos que debemos diferenciar con
claridad. Y es necesario aprender estas diferencias para interpretar adecuadamente diversos
fenómenos en los que, calor y temperatura estáninvolucrados.

Temperatura
La temperatura es posible definirla como la propiedad de todo sistema macroscópico que indica su
estado térmico. En general, asociamos el concepto de temperatura a cuan caliente se encuentra
un objeto.
Supongamos que tenemos un recipiente con agua y lo ponemos al fuego. El agua comienza a
tener mayor temperatura, ya que al tocar dicho recipiente nos quemamos. Desde el punto devista de la física, calentar el agua implica que sus moléculas se muevan más rápido, aumentando
su energía cinética. De esta manera, podríamos decir que la temperatura es un indicador de la
velocidad de movimiento de las moléculas de la sustancia. Entonces cuánto más rápido vibran las
moléculas, más alta es la temperatura del cuerpo.
Para establecer el estado térmico de un sistema, se necesita deuna escala que permita asignarle
un valor numérico. El instrumento utilizado para medir la temperatura es el termómetro.
Existen diferentes escalas térmicas, nosotros vamos a utilizar dos de ellas: la escala Celsius y la
escala Kelvin
La

escala Celsius

fija arbitrariamente los valores 0°C para la temperatura del equilibrio

agua e hielo, y 100°C para la temperatura de ebullición, ambos a presiónde una atmósfera.
La

escala Kelvin

tiene intervalos iguales a los de la Celsius. La relación entre ambas

escalas se observa en el siguiente gráfico:

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Apunte de Cátedra: Termodinámica de los seres vivos - Física e Introducción a la biofísica - UBA XXI

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- 273°C

De acuerdo con la información que proporciona el gráfico para realizar el pasaje de grados Celsius
a grados Kelvin, debemossumar 273 y así obtenemos el valor en escala Kelvin, en tanto para
pasar de kelvin a Celsius es preciso restar al valor en grados Kelvin, 273.

Para profundizar en el concepto de temperatura, les sugerimos ver el video “¿Qué es la
temperatura?” 1 , publicado en el canal de Youtube de la revista mensual digital, El Correo del
maestro.
Revista
para
profesores
de
educación
básica:https://www.youtube.com/watch?v=GTWWA9B21l0.

Calor
El calor es una forma de energía. Dos sistemas a diferentes temperaturas intercambian energía
térmica hasta lograr el equilibrio térmico. La cantidad de calor (Q) es la cantidad de energía
intercambiada. El intercambio de calor se puede calcular con la ecuación general de la
calorimetría, cuya expresión matemática es:

Q= ce . m . T
Q: calor intercambiado
ce: calor...