Termodinámica Sistemas con elevadísimo número de partículas: El número de Avogadro: Mol: Cantidad de sustancia igual al número de átomos en 0,012 kg de C12 Conservación de la energía en procesos con intercambio de calor (Energía, calor y temperatura) Estados de equilibrio de un sistema Magnitudes macroscópicas y microscópicas

La temperatura Percepción fisiológica El equilibrio térmico Escalas de temperatura: Celsius y absoluta (Kelvin) Temperatura y vida: el factor ambiental más influyente Límites de la vida: 0 ºC a 45 ºC (273 K a 318 K) Homeotermos y poiquilotermos Metabolismo: endotermos, ectotermos y heterotermos Significado microscópico: Proporcional a la energía cinética media: gas ideal

La presión en los gases Definición Unidad SI: el pascal N/m2 Otras unidades: atmósfera, mmHg, bar

Trabajo de expansión de un gas Trabajo a presión constante Trabajo isotermo (gases ideales)

Intercambios de calor: transferencia de energía debida a diferencia de temperatura sin cambio de volumen (sin trabajo) energía desordenada Conducción Convección

Corrientes de convección

Radiación: ondas electromagnéticas sin medio material Ley de Wien Espectro electromagnético y efecto invernadero

Espectro de ondas electromagnéticas

El gas ideal Concepto Ecuación de estado

Procesos termodinámicos Representación gráfica (diagrama pV) Procesos cuasiestáticos (reversibles) En gases ideales isotermo (T constante, foco térmico) isócoro (V constante) isóbaro (p constante, foco de presión)

Primer principio de la Termodinámica Funciones de estado Energía interna Criterio de signos Consecuencias expansión isoterma de un gas ideal procesos cíclicos

Capacidades caloríficas de gases ideales Gas monoatómico: gases nobles, metales... Gas diatómico: O2, N2, H2....

Balance energético del cuerpo humano Tasa metabólica de campo = 130 W (70 kg de masa) equivalente a 2.600 kcal/día contenido energético de hidratos de carbono 4.000 kcal/kg Función de las reservas 25 % Trabajo mecánico, eléctrico, químico, etc (≈ 30 W) 75 % Transferencia de calor al entorno (≈ 100 W) Funciones de la transferencia de calor i) Evitar el incremento de temperatura del organismo ii) Mantener la temperatura del organismo por encima de la temperatura ambiente

Mecanismos de transferencia de calor Bidireccionales: conducción-convección radiación Unidireccional: evaporación de agua 2.260 kcal/kg en los pulmones (≈ 15 W) transpiración Mecanismos de regulación (homeostasis) Temperatura de la piel Vasodilatación y vasoconstricción Transpiración (cuando es necesaria)

Segundo principio de la Termodinámica Procesos reversibles e irreversibles La entropía S: función de estado En un gas ideal

Sistemas aislados: sin intercambio de calor o trabajo con el exterior Procesos reversibles: ΔS = 0 Procesos irreversibles: ΔS > 0 Ejemplos: Rev.: expansión isoterma de un gas Irrev.: expansión libre de un gas