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Universidad de Buenos Aires
Facultad de Medicina
C.B.C.
Termorregulación
Lic. Magdalena Veronesi
Termorregulación
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.
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.
TC  TF
dQ
P
 k  A 
dt
l
donde:
k  conductividad térmica
TC  TF T

l
l
 gradiente térmico
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
P     A T
Donde:
La comunidad científica trató de
determinarla experimentalmente
4
P
potencia radiada total
A
área de la superficie radiante
T
temperatura absoluta en
σ
Cte de S-B = 5,67033 x10-8 W/m2K4
є Emisividad
K
Ley de Wien
máx  T  Cte  0,002898 m.K
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
Q  W  U
Conservación
de la Energía
W  P.V
S
T
V
Q
F
Transformaciones
• Isócora o a volumen constante
Transformaciones
• Isóbara o a presión constante
Transformaciones
• Isoterma o a temperatura constante
pV=nRT
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, cuando incrementa su
energía interna.
El calor se considera negativo cuando
fluye desde el 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  U  P.V
•
•
•
•
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, 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:
∆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.
G  H  T .S
Indica la energía útil disponible máxima que
puede obtenerse a T y P constantes, en forma
de trabajo.
Energía Libre de
Gibbs
G  0
G  H  T .S
El proceso es espontáneo
PROCESO EXERGÓNICO
G  0
El sistema está en equilibrio
G  0
La reacción es no espontánea.
PROCESO ENDERGÓNICO
Gracias