TERMODINAMICA DEL CUERPO HUMANO

Integrantes:• Karen Núñez 100559.• Lissette Montero 100718.• Carla Guerra 101860.

Fecha: 2009-12-07.

Termodinámica

Termodinámica, es un campo de la física que describe y relaciona las propiedades físicas de la materia de los sistemas macroscópicos, así como sus intercambios energéticos.

Termodinámica estudia los efectos de los cambios de la temperatura, presión y volumen de los sistemas físicos a un nivel macroscópico.

La termodinámica estudia la circulación de la energía y cómo la energía infunde movimiento.

Principios de la termodinámica

Principio Cero: Permite definir la temperatura como una propiedad.

Primer Principio: Define el concepto de energía como magnitud conservativa.

Segundo Principio: Define la entropía como magnitud no conservativa, una medida de la dirección de los procesos.

Tercer Principio: Postula algunas propiedades en el cero absoluto de temperatura.

La primera ley dice que la energía no se crea ni se destruye, sino que se transforma, mudando de una forma en otra. La energía es una, pero tiene diversas formas.

La segunda ley resume el concepto de que el calor no es transformable en otra forma de energía, y dado que la energía total es la misma, la misma no se crea ni se destruye, sino se transforma de una forma en otra.

Principio de Margalef

Los seres vivos son sistemas físicos complejos, integrados por un sistema disipativo y uno auto organizativo acoplados entre sí.

El principio de Margalef apunta también que se trata de sistemas físicos complejos, sistemas integrados a su vez por sistemas menores, una suerte de "sistemas subsumidos en sistemas“.

Ninguno, salvo los seres vivos, es capaz de recuperar la energía que disipa como información. Recuperar la energía disipada como información, es la gran diferencia.

La auto organización puede definirse como la capacidad del sistema para generar y/o modificar su propia estructura, a partir de la información que recupera de la propia energía disipada.

No todos los sistemas auto organizativos son a su vez, homeostáticos. La homeostasis en física se define como la "capacidad de un sistema físico para sortear perturbaciones"

TERMODINÁMICA DEL CUERPO

HUMANO.

Efectos Biológicos.

Los seres vivos cuentan con información, y con ella generan su propia estructura, o en otras palabras, se auto-organizan. Esta tendencia a auto organizarse, es opuesta al caos y el desorden.

Los seres vivos se ordenan, al paso que desordenan el ambiente en el que se encuentran. La creciente entalpía del ser vivo, se acompaña de la creciente entropía de su entorno.

Los seres vivos cumplen con la segunda ley de la termodinámica, como cualquier otro sistema físico, a veces se piensa que los seres vivos, finalmente mueren "en cumplimiento" de la segunda ley, porque la creciente entropía acaba con ellos.

En la definición de vida, desde el punto de vista de la termodinámica los sistemas vivos son regiones localizadas donde se produce un continuo incremento de orden sin intervención externa.

Esta definición se basa en el segundo principio de la termodinámica, el cual dice que la entropía o desorden, del universo siempre aumenta.

Aplicado al estudio de la célula, pues tiene que ver desde el proceso de alimentación y respiración celular, desde el punto de vista de la cadena alimenticia, que desde este punto de vista es la cadena de energía; muchas veces se compara a la célula con una fábrica con materia prima, proceso de producción y consumo de energía.

Cuando los sistemas físicos biológicos recuperan la energía como información, no "crean" la información, sino tan sólo la tornan disponible para el sistema.

En otras palabras, la segunda ley no puede explicar por qué la recuperación de energía como información crece (cuando el sistema se auto organiza), o decae (cuando el sistema declina o envejece). Luego, ¿por qué envejecen los seres vivos?, ¿por qué se originan y auto organizan?

Termodinámica de sistemas abiertos

Los seres vivos intercambiamos energía y materia con el medio ambiente. Aquí nos encontramos lejos de un equilibrio termodinámico. Los procesos son irreversibles y no reproducibles. La flecha del tiempo es infranqueable en nuestro organismo así como en la naturaleza. Nunca los sistemas regresan a su antiguo estado de orden. Aquí rigen las leyes de la teoría del caos y la no-linealidad.

ORGANISMO HUMANO, ¿UNA MÁQUINA TÉRMICA?

1. Conceptos de eficiencia térmicay eficiencia muscular (Segunda

Ley)

2. Transformación de energíaa partir de los alimentos (Primera ley)

1. Segunda ley: Una máquina térmica es un dispositivo que

transforma calor en trabajo mecánico, opera entre dos depósitos 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, que sostiene 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 se define como el cociente del trabajo obtenido y el calor que se le suministra, N = W/Q.

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 el concepto 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 el trabajo mecánico es aproximadamente del 20%, (E = 0.2).

2. Primera ley:

La principal fuente de energía en el organismo la constituyen los carbohidratos que ingerimos en nuestra alimentación.

La transformación de energía en el organismo, se realiza oxidando esencialmente glucosa en el proceso de respiración, mediante mecanismos moleculares realizados a nivel celular, a temperatura constante y baja.

Similitudes y diferencias Una máquina térmica y el organismo, como sistemas que

realizan trabajo, requieren de combustible, pero la primera, opera con diferencias de temperatura y con ello la realización de trabajo, en cambio en el organismo la oxidación se realiza a temperatura constante y no hay transferencia de calor asociada a la realización de trabajo.

La transformación de energía, en la combustión como en la oxidación, tienen el mismo principio, ya que se realizan mediante mecanismos moleculares. La diferencia radica en la velocidad con que se realizan; combustión es violenta y la reacción se mantiene por sí, la oxidación es un proceso lento y controlado, por lo que, la energía se transforma de acuerdo a los requerimientos del organismo.

Patologías

El metabolismo basal.Es el consumo energético necesario para mantener las funciones vitales y la temperatura corporal del organismo. Su formula es simple: 24 Kcal/kg de peso. Este valor se ve afectado por otros factores variables, a saber: La superficie corporal, la masa magra, el sexo, la edad, embarazos (en el caso de las madres), raza, clima, alteraciones hormonales, estados nutricionales actuales, y otros.

Efecto termogénico.De los alimentos es el consumo energético que aparece como consecuencia de la digestión de los propios alimentos. Así la energía utilizada es de un 30% si se ingieren solo proteínas, de un 6% si se ingieren solo hidratos de carbono y de un 14% si se ingieren solo grasas. Este efecto aumenta con el valor calórico o si aumenta el fraccionamiento de las comidas.

Trabajo muscular o factor de actividad.

Es el gasto energético necesario para el desarrollo de las diferentes actividades. En una persona moderadamente activa representa del 15% al 30% de las necesidades totales de la energía

Injuria.

Es la energía adicional utilizada por el organismo para tratar enfermedades o problemas. Según la patología que padezca cada individuo, este factor varia según el grado de severidad, extensión o duración del proceso patológico.

Terapias

Tener una dieta saludable para que el gasto de energía sea menor teniendo una mejor digestión.

Hacer ejercicio por lo menos una vez al día y de esa forma mejorar la eficiencia muscular.

Al presentar una patología de las anteriormente mencionadas realizar un control de la misma para que no se vuelva un problema mas severo.

Bibliografía:

http://www.redcientifica.com/doc/doc200403270001.html

http://www.dolor-pain.com/foro/auto.html http://www.smf.mx/boletin/Ene-99/ensena/o-

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qid=20080929184646AAGjBJn Microsoft ® Encarta ® 2009. © 1993-2008

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