Flujo de la energia en la celula
6.1 ¿Qué es la energía?
La energía es la capacidad para realizar un trabajo. Un trabajo es la transferencia de energía a un objeto para que se mueva. La energía química, que es energía contenida en las moléculas y liberada por reacciones químicas, impulsa este trabajo muscular.
Hay todos tipos fundamentales de energía, la potencial y la cinética, cadauna con varias formas. La energía potencial –la energía que esta guardada- comprende la energía química conservada en los enlaces que unen a los átomos de las moléculas. La energía cinética es la energía del movimiento. Abarca la luz (movimiento de fotones), calor (movimiento de moléculas), electricidad (movimiento de partículas con carga eléctrica) y todo movimiento de objetos grandes. Laenergía cinética se transforma en energía potencial y viceversa. En la fotosíntesis se capta la energía cinética de la luz y se transforma en energía potencial en los enlaces químicos. Para entender los flujos y los cambios de la energía necesitamos saber más sobre las propiedades y operación de la energía que son las que describen las leyes de la termodinámica.
Las leyes de la termodinámica describenlas propiedades básicas de la energía.
Las leyes de la termodinámica describen la cantidad (total) y la cualidad (utilidad) de la energía. La primera ley de la termodinámica establece que la energía no se crea ni se destruye por medios ordinarios. La energía puede cambiar de forma; de energía luminosa a energía térmica y química. Si se tiene un sistema cerrado, en el que ni la energía ni lamateria pueden entrar ni salir, y es posible medir la energía en todas sus formas antes y después de un suceso cualquiera, veríamos que la energía total, antes y después no cambió. La primera ley de la termodinámica se llama también ley de la conservación de la energía.
La segunda ley de la termodinámica establece que cuando la energía se convierte de una forma en otra, la cantidad de energía útildecrece. La segunda ley establece que todas las reacciones o cambios físicos hacen que la energía se convierta en formas cada vez menos útiles. El calor es una forma menos aprovechable de la energía porque únicamente aumenta el movimiento aleatorio de las moléculas del automóvil, el aire y la calle. La segunda ley de la termodinámica establece que ningún proceso de conversión de energía, incluyendolos que ocurren en el cuerpo, es 100% eficiente al usar energía para un fin determinado.
Las moléculas de glucógeno almacenadas en los músculos de los corredores, que de ser cadenas muy organizadas de moléculas de glucosa, se convierten en moléculas más simples de agua y dióxido de carbono cuando las usan los músculos. Esta tendencia a la pérdida de complejidad, orden y energía útil sellama entropía. Para contrarrestar la entropía, la energía debe ingresar en el sistema desde una fuente externa.
Los seres vivos aprovechan la energía solar para crear las condiciones de baja entropía para la vida.
Al pensar en la segunda ley de la termodinámica, uno se pregunta cómo es que existe la vida. La respuesta es que las reacciones nucleares del sol generan energía cinética en forma deluz, lo que produce enormes aumentos de la entropía dentro del sol en forma de calor. De hecho, se calcula que la temperatura en el centro del sol es de unos 16 millones de C.
Los seres vivos usan un flujo continuo de energía solar para sintetizar moléculas complejas y mantener estructuras ordenadas para “luchar contra el desorden”.
6.2 ¿Cómo fluye la energía en las reacciones químicas?
Unareacción química es un proceso que forma o rompe los enlaces químicos que mantienen unidos a los átomos. Las reacciones químicas convierten unas sustancias químicas, los reactantes, en otras, los productos. Todas las reacciones químicas desprenden energía o requieren un aporte neto de energía. Una reacción es exergónica (Del término griego que significa “energía afuera”). Si libera energía; es...
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