Termodinamica

Universidad Nacional del Nordeste Facultad de Medicina Cátedra de Fisiología Humana TERMODINAMICA. TERMODINAMICA BIOLOGICA. MECANISMOS DE REGULACION DE LA TEMPERATURA CORPORAL TEMA II
1.0 – TERMODINAMICA Es una importante rama de la física que estudia las relaciones entre el calor y las demás formas de energía. El campo que abarca la termodinámica es muy amplio y su conocimiento es indispensablepara comprender muchos procesos que ocurran en los organismos vivos, tal como la producción de trabajo por el músculo, las fotosíntesis, la concentración de solutos por parte del riñón, etc., todos regidos por relaciones termodinámicas. La termodinámica trata fundamentalmente de las transformaciones de calor en trabajo mecánico y de las transformaciones opuestas de trabajo mecánico en calor. 1.1– TEMPERATURA Existe una manera subjetiva de apreciar la cantidad de calor de los cuerpos y es por el tacto. Por el decimos que un cuerpo A es mas caliente que otro B y que a su vez B es mas caliente que C. Existen muchas propiedades físicas que cambian con la temperatura, como el volumen de un liquido, por ejemplo. Así, se aprovecha la variación de volumen del mercurio, observado en un tubocapilar, para cuantificar la temperatura de un cuerpo, ya que a un incremento ∆ t de temperatura seguirá otro incremento ∆ v de volumen del mercurio, siempre constante para el mismo aumento de temperatura. Los termómetros de mercurio son comúnmente usados para la determinación de la temperatura, y el termómetro clínico usado para la determinación de la temperatura corporal , es un termómetro de máxima,es decir, la columna mercurial queda fija en la máxima temperatura medida porque existe un estrangulamiento entre el bulbo y el capilar que interrumpe la columna. Por ello es necesario agitar repetidamente el termómetro para restablecer la columna a su valor anterior a la medición. 1.1.2 – Relación entre las escalas centígrada y absoluta: en el punto de fusión del hielo un termómetro centígradomarcara 0 ºC y un termómetro calibrado en la escala absoluta 273,15 ºK (ºK, grados Kelvin). Luego:

T = 273,15 ºK + ºC Ejemplo: 37 ºC equivalen a 273,15 + 37 = 310,15 ºK 1.2 – EL CALOR, UNA FORMA DE ENERGIA Si se efectúa el frotamiento de dos cuerpos entre si, se generara una cierta cantidad de calor. Una serie de paletas sumergidas en agua que giren a una cierta velocidad, producirán un incrementode temperatura en la masa liquida. Los dos ejemplos dados no son sino la transformación de trabajo mecánico en calor. 7 Joule estableció que es necesario efectuar un trabajo equivalente a 4, 18.17 ergios para obtener una cantidad de calor igual a una caloría; y viceversa, por cada caloría se obtiene un trabajo mecánico igual a 4, 18.107 ergios. Es decir, existe una equivalencia entre trabajo ycalor o energía y calor. El valor dado mas arriba se denomina equivalente mecánico del calor y nos servirá de introducción al principio de conservación de la energía. Luego, como concepto, debe tenerse en cuenta que el calor no es sino una de las varias formas bajo las cuales se presenta la energía.

1.3 – PROPAGACION DEL CALOR. BREVE REPASO Deseamos recordar cuales son las formas de propagacióndel calor, ya estudiadas al hablar de calorimetría (consultar la guía respectiva). La convección sucede en los fluidos (gases y líquidos) y es el movimiento ascendente de masas calientes y descendentes de masas frías, debido a la temperatura. De esta manera se produce la traslación del calor contenido en las masas fluidas a otros puntos de menor temperatura. La conducción es importante en lossólidos y se produce por entrega de energía entre moléculas contiguas en un cuerpo. Existen cuerpos buenos conductores del calor, como los metales en general, y malos conductores, como los gases. El termino “bueno” o “malo” significa capacidad de conducir calor y es variable de acuerdo a la sustancia considerada. El flujo térmico a través de un cuerpo (cantidad de calor transmitida por unidad de...