Universidad de Buenos Aires Facultad de Medicina C

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

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

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)

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

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

En el hipotálamo se encuentra el «termostato» del organismo

CONDUCTA TERMORREGULATORIA 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 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.

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

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:

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.

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. Ley de Stefan-Boltzmann Donde: La comunidad científica trató de determinarla experimentalmente P potencia radiada total A área de la superficie radiante T temperatura absoluta en σ Cte de S-B = 5, 67033 x 10 -8 W/m 2 K 4 є Emisividad K

Ley de Wien

Veamos algunas curvas de radiación para diferentes temperaturas

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

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

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.

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

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

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

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.

Sistemas Termodinámicos

Sistemas Termodinámicos

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=UB-UA

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

Transformaciones • Isócora o a volumen constante

Transformaciones • Isóbara o a presión constante

Transformaciones • Isoterma o a temperatura constante p. V=n. RT

Transformaciones • Adiabática o aislada térmicamente, Q=0

Primera ley de la Termodinámica 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".

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

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

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. .

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

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.

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

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

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

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.

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

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.

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

Gracias