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Termorregulación Universidad de Buenos Aires Facultad de Medicina C.B.C. Lic. Magdalena Veronesi.

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1 Termorregulación Universidad de Buenos Aires Facultad de Medicina C.B.C. Lic. Magdalena Veronesi

2 Termorregulación regular su temperatura animales homeotermos Es la capacidad del cuerpo para regular su temperatura, dentro de ciertos rangos, incluso cuando la temperatura circundante es muy diferente. Los animales homeotermos tienen capacidad para regular su propia temperatura.

3 CALOR Es una manifestación de la energía relacionada con el movimiento (agitación) molecular. -Al igual que el trabajo, es energía transferida. -Se mide y se expresa en unidades de energía: Caloría (cal) Kilocaloría (kcal) Joules (1 cal = 4,1855 J)

4 -Podría definirse como una medida de la intensidad o nivel" de calor. -Esta asociada con el movimiento traslacional de las moléculas TEMPERATURA

5 La temperatura corporal normal, de acuerdo con la American Medical Association (Asociación Médica Estadounidense), puede oscilar entre 36,5 y 37,2 °C. Termorregulación

6 En el hipotálamo se encuentra el «termostato» del organismo

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8 Vasoconstricción En el hipotálamo posterior existe el centro nervioso simpático encargado de enviar señales que causa una disminución del diámetro de los vasos sanguíneos cutáneos; ésta es la razón por la cual la gente palidece con el frío. CONDUCTA TERMORREGULATORIA

9 Piloerección La estimulación del sistema nervios simpático provoca la contracción de los músculos erectores, ubicados en la base de los foliculos pilosos, lo que ocasiona que se levanten. Esto cierra los poros y evita la pérdida de calor. También crea una capa densa de aire pegada al cuerpo, evitando perder calor por convección. CONDUCTA TERMORREGULATORIA

10 TRANSFERENCIA DE CALOR El calor fluye de sitios de mayor temperatura hacia sitios de menor temperatura por: Conducción Convección Radiación

11 Conducción -Existe un medio material a través de cual el calor fluye. -No existe transporte neto de materia. -Resulta de: choques moleculares (en gases y líquidos). movimiento de electrones (en conductores metálicos). vibraciones de la red cristalina (en sólidos aislantes). (intercambio de fonones, cuantos de vibración de la matriz cristalina) ley de Fourier de la conducción del calor. donde:

12 Convección -Existe un medio fluido hacia el cual el calor fluye. -Existe transporte neto de materia. -Resulta en un movimiento de fluido debido a cambios de peso específico por dilatación al calentarse y enfriarse; o bien puede forzarse dicho movimiento.

13 Radiación: -Los sistemas que intercambien calor no necesitan estar en contacto. -No es necesario que exista un medio material por donde fluya la energía. -El calor se transmite sin transporte de materia. La comunidad científica trató de determinarla experimentalmente Ley de Stefan-Boltzmann Donde: P potencia radiada total A área de la superficie radiante T temperatura absoluta en K σ Cte de S-B = 5,67033 x W/m 2 K 4 є Emisividad

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15 Ley de Wien

16 Veamos algunas curvas de radiación para diferentes temperaturas

17 BIOENERGÉTICA El Conjunto de los Procesos Celulares por medio de los cuales se Transforma la Energía de las Sustancias Nutricias (Hidratos de Carbono, Grasas y Proteínas) a una Forma Energética Biológicamente útil

18 TERMODINÁMICA El Campo de las Ciencias Físicas que estudia los Intercambios de Energía entre Conjuntos de materia

19 su termodinámica Para determinar si una reacción es o no espontánea, es necesario estudiar su termodinámica. Esta rama de la ciencia permite calcular la cantidad de trabajo útil producido por una reacción.

20 TERMODINÁMICA Sistema Medio Conjunto de Materia Todo el Resto de la Materia Universo Sistema + Medio Aspectos que Estudia la Termodinámica

21 METABOLISMO Suma Total de los Procesos Químicos involucrados en la liberación y utilización de Energía dentro de la célula

22 Metabolismo Celular Anabolismo Proceso de Síntesis Recurre a Energía para Elaborar Moléculas Mayores a Partir de Moléculas Pequeñas Homeostasia: Balance Constante entre el Catabolismo y Anabolismo Catabolismo Proceso de Descomposición Fragmentación de Moléculas Grandes a Moléculas Pequeñas con la Liberación de Energía y Calor

23 El hombre como un sistema termodinámico Estudia el intercambio entre distintas formas de energía El hombre es un sistema capaz de transformar un tipo de energía en otro. Existe además un flujo continuo de información codificada.

24 Sistemas Termodinámicos

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26 Primera ley de la Termodinámica La primera ley no es otra cosa que el principio de conservación de la energía aplicado a un sistema de muchísimas partículas. A cada estado del sistema le corresponde una energía interna U. Cuando el sistema pasa del estado A al estado B, U=U B -U A

27 1º Ley de la Termodinámica Conservación de la Energía V F S T Q

28 Transformaciones Isócora o a volumen constante

29 Isóbara o a presión constante Transformaciones

30 Isoterma o a temperatura constante pV=nRT Transformaciones

31 Adiabática o aislada térmicamente, Q=0 Transformaciones

32 Esta ley establece que la energía total de un sistema aislado es constante, es decir "La suma de las energías cinética y potencial permanece constante, aun cuando una de la dos puede aumentar o disminuir a expensas de la otra". Primera ley de la Termodinámica

33 ENTALPÍA Para expresar el calor absorbido ó liberado en un proceso se usa una cantidad llamada entalpía. El cambio de entalpía para un proceso a presión constante, se define como el calor Liberado (exotérmica) ó absorbido (endotérmica) por el sistema en el proceso químico

34 Calor positivofluye El calor se considera positivo cuando fluye hacia el sistema hacia el sistema, cuando incrementa su energía interna. negativo El calor se considera negativo cuando fluye desde el sistema fluye desde el sistema, por lo que disminuye su energía interna.

35 Calor específico La cantidad de calor tomada o cedida por un cuerpo para variar en una cantidad su temperatura es directamente proporcional a su masa..

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37 ENTALPÍA H es la entalpía (en julios). U es la energía interna (en julios). p es la presión del sistema (en pascales).pascales V es el volumen del sistema (en metros cúbicos).metros cúbicos

38 SEGUNDA LEY DE LA TERMODINAMICA ENTROPIA -Establece cuales procesos de la naturaleza pueden ocurrir o no. -Ordenado un sistema termodinámico ó un desorden del sistema termodinámico.

39 El calor jamás fluye espontáneamente de un objeto frío a un objeto caliente. SEGUNDA LEY DE LA TERMODINAMICA ENTROPIA

40 El cambio de entropía, dS (J/Kg) entre dos estados está dado por el calor transferido, dQ, dividido entre la temperatura absoluta T del sistema, en ese intervalo. Es decir: SEGUNDA LEY DE LA TERMODINAMICA ENTROPIA S = Q T

41 Un arreglo desordenado es más probable que uno ordenado, si se dejan actuar las leyes de la naturaleza sin interferencia. LLos sistema aislados tienden al desorden y la entropía es una medida de ese desorden SEGUNDA LEY DE LA TERMODINAMICA ENTROPIA

42 Existen dos fuerzas que compiten en la estabilización de las sustancias. La entalpía: estabiliza a los materiales al generar enlaces más fuertes y hacer compuestos más ordenados. La entropía: Estabiliza a los materiales al desordenarlos. Los dos fenómenos afectan a una reacción y deciden la manera en que procede. Por ello requerimos de una cantidad que los considere a ambos.

43 TERCERA LEY DE LA TERMODINAMICA Afirma que no se puede alcanzar el cerocero absolutoabsoluto en un número finito de etapas. Al llegar al cero absoluto (0 K) cualquier proceso de un sistema se detiene.sistema Al llegar al 0 absoluto (0 K) la entropía alcanza un valor constante.entropía

44 Energía Libre El comportamiento de un sistema, siempre tiende hacia el aumento de entropía y hacia la mínima entalpía, siendo la ENERGIA LIBRE DE GIBBS la magnitud que evalúa simultáneamente ambas tendencias. Indica la energía útil disponible máxima que puede obtenerse a T y P constantes, en forma de trabajo.

45 Energía Libre de Gibbs El proceso es espontáneo El sistema está en equilibrio La reacción es no espontánea. PROCESO EXERGÓNICO PROCESO ENDERGÓNICO

46 Gracias


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