bioenergetica

Medicina humana

TERMODINAMICA:
CALOR Y
TEMPERATURA
Profesor Daniel Fernández Palma

1

SISTEMA
 
Es el cuerpo o ensamblaje de materia que
para su estudio aislamos mentalmente del
resto del universo.
SISTEMA

AMBIENTE

UNIVERSO

Todos los cuerpos que no forman parte del
sistema constituyen el medio exterior ó
ambiente.
Profesor Daniel Fernández Palma

2

El hombre : sistema integradoE(alimentos) → Q(calor) + W(trabajo)
Masa corporal 60% agua

Sistema
hombre

1014 células

IC EC

Información
codificada
en señales

eléctricas
químicas
mecánicas

Mantiene constantes:
pH, T°C, composición iónica etc.
Profesor Daniel Fernández Palma

3

EL ORGANISMO COMO SISTEMA
TERMODINÁMICO.
La termodinámica es la rama de la ciencia que
estudia las relaciones entre el calor y las demás
formas de energíadentro de un determinado
sistema y entre el sistema y su entorno.
Se define como sistema a una parte específica
del universo separada del resto por límites
reales o imaginarios. El sistema es lo que nos
interesa estudiar y el resto del universo, externo
a aquel, se denomina entorno.
Profesor Daniel Fernández Palma

4

Se pueden definir tres clases de sistemas
Sistema abierto: es el que puedeintercambiar
materia y energía (por lo general en forma de calor)
con el entorno. Ej. los organismos vivos.
Sistema cerrado: es el que permite la transferencia
de energía (por ejemplo calor) pero no de materia.
Ej. Agua hirviendo en olla con tapa hermética.
Sistema aislado: El que no permite la transferencia
de materia ni de energía. Ej. el “termo ideal”, aquel
que no permite que su contenido seenfrie.
Profesor Daniel Fernández Palma

5

H2O
vapor

H2O
vapor

Q

H2O
vapor

Q

H2O
liquido

H2O
liquido

abierto

cerrado
Profesor Daniel Fernández Palma

H2O
liquido

aislado
6

Energía
química
(Células)
E. Mecánica
E. Eléctrica
E. térmica
Profesor Daniel Fernández Palma

Energía de trabajo

Energía química
(Complejo metabólico)

Energía química de
los alimentos

Transformación de la energíaquímica de los
alimentos

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Espirómetro Inscriptor
estilete inscriptor
polea
cámara espirométrica
agua

O2
-

cal sodada para
absorber el CO2
contrapeso

válvula

Profesor Daniel Fernández Palma

Cilindro inscriptor

Escala graduada

8

Registro del consumo de Oxígeno

Papel de registro del
quimógrafo
70 mm

6 minutos
Inicio

fin
Profesor Daniel Fernández Palma

9

EQUILIBRIO TERMICO.
Estado finalalcanzado por dos o mas sistemas
después de haber estado en comunicación a
través de una pared conductora de calor. Esto
es; al llegar a éste estado cesa toda
transferencia de energía

Profesor Daniel Fernández Palma

10

EQUILIBRIO TERMICO

Todos los cuerpos tienen la
tendencia al equilibrio térmico
metal
60°C
100°C sólido

60°C
20°C

Caliente
T i b i oFrío
s
Profesor Daniel Fernández Palma11

Temperatur
a
Propiedad que determina si un cuerpo se
encuentra o no en equilibrio térmico con
otros cuerpos

Profesor Daniel Fernández Palma

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Escalas termométricas
C
F-32
5
9

=

100
180

5
C = (F–32)
9

C
ebullición

fusión

100

K

212

373

C

F

K

0

32

273

-0

9
F = 32 + C
5
K = C + 273

F

-0

Cero absoluto Temperatura a la cual
cesa toda agitación molecular
Profesor DanielFernández Palma

13

Termómetro clínico
- 20 °C

(a)

-

38 °C

(b)

-

20 °C

(c)

En (c) parte del mercurio queda separado
del bulbo por efecto de capilaridad
Profesor Daniel Fernández Palma

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DILATACIÓN
 
Muchas de las propiedades de los materiales
dependen de la temperatura. La temperatura es
una medida de los diferentes estados de
movimiento de las moléculas.

Profesor Daniel Fernández Palma15

DILATACIÓN LINEAL
Es el cambio de la longitud () de los objetos por
efecto de la variación de la temperatura (T)
To

o


T


 =  o T
donde  se denomina coeficiente de dilatación lineal
Profesor Daniel Fernández Palma

16

DILATACION SUPERFICIAL Y VOLUMETRICA

Análogamente las variaciones de área y
volumen en materiales uniformes e isótropos
vienen dadas por:
A = AT=...