BIOFISICA
HECHO POR: ISAAC TOBAR
YAMID RODRIGUEZ
BRYAN CEDILLO
AGRADECIMIENTOS A DR. CECIL FLORES BALSECA
jueves, 27 de agosto de 2015
UNIDAD 1
UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL
FACULTAD CIENCIAS MÉDICAS
ESCUELA DE MEDICINA
ESCUELA DE MEDICINA
- CÁTEDRA DE BIOFISÍCA-
LEYES DE NEWTON
| Primera ley o ley de inercía | Todo cuerpo permanece en su estado de reposo o de movimiento rectilíneo uniforme a menos que otros cuerpos actúen sobre él. |
| Segunda ley o Principio Fundamental de la Dinámica | La fuerza que actua sobre un cuerpo es directamente proporcional a su aceleración. |
| Tercera ley o Principio de acción-reacción | Cuando un cuerpo ejerce una fuerza sobre otro, éste ejerce sobre el primero una fuerza igual y de sentido opuesto. |
La primera ley de Newton, conocida también como Ley de inercía, nos dice
que si sobre un cuerpo no actua ningún otro, este permanecerá
indefinidamente moviéndose en línea recta con velocidad constante
(incluido el estado de reposo, que equivale a velocidad cero).
Como
sabemos, el movimiento es relativo, es decir, depende de cual sea el
observador que describa el movimiento. Así, para un pasajero de un tren,
el interventor viene caminando lentamente por el pasillo del tren,
mientras que para alguien que ve pasar el tren desde el andén de una
estación, el interventor se está moviendo a una gran velocidad.
La primera ley de Newton sirve para definir un tipo especial de sistemas de referencia conocidos como Sistemas de referencia inerciales,
que son aquellos sistemas de referencia desde los que se observa que un
cuerpo sobre el que no actua ninguna fuerza neta se mueve con velocidad
constante.
En realidad, es imposible encontrar un sistema de referencia inercial,
puesto que siempre hay algún tipo de fuerzas actuando sobre los cuerpos,
pero siempre es posible encontrar un sistema de referencia en el que el
problema que estemos estudiando se pueda tratar como si estuviésemos en
un sistema inercial. En muchos casos, suponer a un observador fijo en
la Tierra es una buena aproximación de sistema inercial.
La Primera ley de Newton nos dice que para que un cuerpo altere su movimiento es necesario que exista algo que provoque dicho cambio. Ese algo es lo que conocemos como fuerzas. Estas son el resultado de la acción de unos cuerpos sobre otros.
La Segunda ley de Newton se encarga de cuantificar el concepto de fuerza. Nos dice que la fuerza neta aplicada sobre un cuerpo es proporcional a la aceleración que adquiere dicho cuerpo. La constante de proporcionalidad es la masa del cuerpo, de manera que podemos expresar la relación de la siguiente manera:
F = m a
La tercera ley, también conocida como Principio de acción y reacción nos dice que si un cuerpo A ejerce una acción sobre otro cuerpo B, éste realiza sobre A otra acción igual y de sentido contrario.
Esto es algo que podemos comprobar a diario en numerosas ocasiones. Por
ejemplo, cuando queremos dar un salto hacia arriba, empujamos el suelo
para impulsarnos. La reacción del suelo es la que nos hace saltar hacia
arriba.
Cuando estamos en una piscina y empujamos a alguien, nosotros tambien
nos movemos en sentido contrario. Esto se debe a la reacción que la otra
persona hace sobre nosotros, aunque no haga el intento de empujarnos a nosotros.
Hay que destacar que, aunque los pares de acción y reacción tenga el mismo valor y sentidos contrarios, no se anulan entre si, puesto que actuan sobre cuerpos distintos.
La marcha es un proceso de locomoción en el que el nuestro cuerpo
estando de pie, se desplaza de un lugar a otro, siendo su peso
soportado de forma alternante por ambos miembros inferiores.
Mientras
el cuerpo se desplaza sobre la pierna de soporte, la otra pierna se
balancea hacia delante como preparación para el siguiente apoyo. Uno de
los pies se encuentra siempre en el suelo y, en el período de
transferencia de peso del cuerpo de la pierna retrasada a la adelantada,
existe un breve intervalo de tiempo durante el cual ambos pies
descansan sobre el suelo.
Biomecánica de la fase de apoyo de la marcha
La
fase de apoyo comienza cuando el talón contacta con el suelo y termina
con el despegue de los dedos. La división en dos fases del contacto del
metatarsiano del pie y de la punta de los dedos, constituye un período
de doble apoyo que caracteriza la marcha y que no ocurre en la carrera.
Esta fase de apoyo influye de la siguiente manera en las distintas
partes del cuerpo:
1. Columna vertebral y pelvis: Rotación de la pelvis
hacia el mismo lado del apoyo y la columna hacia el lado contrario,
Inclinación lateral de la pierna de apoyo.
2. Cadera: Los movimientos que se producen son la
reducción de la rotación externa, después de una inclinación interna,
impide la aducción del muslo y descenso de la pelvis hacia el lado
contrario. Los músculos que actúan durante la primera parte de la fase
de apoyo son los tres glúteos que se contraen con intensidad moderada,
pero en la parte media disminuyen las contracciones del glúteo mayor y
del medio. En la última parte de esta fase se contraen los abductores.
3. Rodilla: Los movimientos que se producen son ligera
flexión durante el contacto, que continúa hacia la fase media, seguida
por la extensión hasta que el talón despega cuando se flexiona la
rodilla para comenzar con el impulso. La flexión baja la trayectoria vertical del centro de gravedad del cuerpo, incrementándose la eficacia de la marcha.
4. Tobillo y pie: Los movimientos producidos en este
fase son la ligera flexión plantar seguida de una ligera flexión dorsal.
Por ello los músculos que actúan son el tibial anterior en la primera
fase de apoyo,
Biomecánica de la fase de Oscilación de la Marcha
Esta
fase, como ya sabemos, comienza con el despegue de los dedos y termina
con el choque del talón. En ella intervienen las siguientes partes del
cuerpo:
1. Columna y pelvis: Los movimientos que se producen
son la rotación de la pelvis en sentido contrario a la pierna que se
apoya y a la columna, con ligera rotación lateral de la pelvis hacia la
pierna que no se ha apoyado.
2. Cadera: Los
movimientos son de flexión, rotación externa (por la rotación de la
pelvis), abducción al comienzo y al final de la fase. Para ello los
músculos actuantes son el sartorio, tensor de la fascia lata, pectíneo,
psoas ilíaco, recto femoral y la cabeza corta del bíceps femoral, que se
contraen precozmente en la primera fase del impulso
3. Rodilla: Los movimientos son la flexión en la
primera mitad y extensión en la segunda parte. Para ello los músculos
que trabajan al igual que en la flexión de la cadera hay una pequeña
oscilación debida a los extensores del cuádriceps que se contraen
ligeramente al final de esta fase, así como el sartorio y los
isquiotibiales que aumentan su actividad en la marcha rápida.
4. Tobillo y pie: Hay dorsiflexión (evita la flexión
plantar) y trabajan el tibial anterior, extensor largo de los dedos y
del pulgar que se contraen al comienzo de la fase de oscilación y que
disminuye durante la parte media de esta fase. Al final de la misma este
grupo de músculos se contraen otra vez potentemente como preparación
del contacto del talón; los flexores plantares están completamente
relajados durante toda la fase.
La hidrostática es la rama de la mecánica de fluidos que estudia los fluidos en estado de reposo; es decir, sin que existan fuerzas que alteren su movimiento o posición.
Reciben el nombre de fluidos aquellos cuerpos que tienen la propiedad de
adaptarse a la forma del recipiente que los contiene. A esta propiedad
se le da el nombre de fluidez.
Son fluidos tanto los líquidos como los gases, y su forma puede cambiar
fácilmente por escurrimiento debido a la acción de fuerzas pequeñas.
Los principales teoremas que respaldan el estudio de la hidrostática son el principio de Pascal y el principio de Arquímedes.
Principio de Pascal
En física, el principio de Pascal es una ley enunciada por el físico y matemático francés Blaise Pascal (1623-1662).
El principio de Pascal afirma que la presión aplicada sobre un fluido no compresible contenido
en un recipiente indeformable se transmite con igual intensidad en
todas las direcciones y a todas partes del recipiente.
Este tipo de fenomeno se puede apreciar, por ejemplo en la prensa hidráulica la cual funciona aplicando este principio.
Definimos compresibilidad como la capacidad que tiene un fluido para disminuir el volumen que ocupa al ser sometido a la acción de fuerzas.
Principio de Arquímedes
El
principio de Arquímedes afirma que todo cuerpo sólido sumergido total o
parcialmente en un fluido experimenta un empuje vertical y hacia arriba
con una fuerza igual al peso del volumen de fluido desalojado.
El objeto no necesariamente ha de estar completamente sumergido en dicho
fluido, ya que si el empuje que recibe es mayor que el peso aparente
del objeto, éste flotará y estará sumergido sólo parcialmente
UNIDAD 2
La embolia pulmonar es un bloqueo súbito de una arteria pulmonar. La causa suele ser un coágulo en la pierna llamado trombosis venosa profunda que se desprende y viaja por el torrente sanguíneo hasta el pulmón. La embolia pulmonar es un cuadro serio que puede causar:Un daño permanente en el pulmón afectado
Bajos niveles de oxígeno en la sangre
Lesiones en otros órganos del cuerpo por no recibir suficiente oxígeno
Si el coágulo es grande, o si existen muchos coágulos, la embolia pulmonar puede provocar la muerte.
La mitad de las personas que tiene embolia pulmonar no presenta síntomas. Si tiene síntomas, los mismos pueden incluir falta de aire, dolor torácico o tos con sangre. Los síntomas de un coágulo de sangre incluyen calor, inflamación, dolor, sensibilidad y enrojecimiento de la pierna. El objetivo del tratamiento es desprender los coágulos e impedir la formación de coágulos nuevos.
La embolia pulmonar puede tener diferentes causas.
El punto de partida de una embolia pulmonar es generalmente la obstrucción de un vaso sanguíneo (trombosis): la causa en nueve de cada diez casos es un coágulo procedente de las venas de la pelvis o de las piernas que es arrastrado hasta un vaso pulmonar.
La parte que se desprende del coágulo, denominada émbolo, se desplaza a través de la vena cava inferior hasta el ventrículo derecho del corazón y desde allí hasta la arteria pulmonar derecha o izquierda. Un émbolo grande obstruye un vaso de un tamaño también grande y desencadena repentinamente los síntomas.
La embolia pulmonar se desarrolla con frecuencia tras levantarse por la mañana, después de la defecación o tras un esfuerzo físico súbito. En estas circunstancias se producen fluctuaciones de presión en el sistema vascular que favorecen que se desprenda un coágulo y que llegue con la sangre a los vasos pulmonares a través de las venas.
Los médicos distinguen dos tipos de factores de riesgo de una trombosis y, por tanto, también de una embolia pulmonar: los denominados factores de riesgo adquiridos y genéticos.
Los médicos distinguen dos tipos de factores de riesgo de una trombosis y, por tanto, también de una embolia pulmonar: los denominados factores de riesgo adquiridos y genéticos.
El término “riesgo adquirido” engloba cualquier influencia que actúa desde el exterior. Operaciones especiales (por ejemplo, sustitución de la articulación de la rodilla o la cadera intervenciones quirúrgicas en la columna vertebral), lesiones graves de la columna vertebral, de la pelvis o de las piernas así como un reposo en cama prolongado tienen mayor riesgo, ciertos fármacos, enfermedades neoplásicas (cáncer), embarazo y puerperio.
Entre los riesgos genéticos se encuentran factores congénitos (por ejemplo, trastornos hereditarios de la coagulación de la sangre).
Los factores congénitos y adquiridos (disposicionales) aumentan en distinta medida el riesgo de sufrir una trombosis y una embolia pulmonar:
Factores que aumentan el riesgo mínimamente:
Embarazo y puerperio
Cierta enfermedad renal (síndrome nefrótico)
Varices intensamente marcadas (varicosis)
Factores que aumentan el riesgo moderadamente:
Edad superior a los 60 años
Debilidad cardíaca crónica (insuficiencia cardíaca )
Infarto de miocardio en la historia previa.
Sobrepeso (obesidad, es decir, índice de masa corporal superior a 30 kg por m2)
Factores que aumentan el riesgo considerablemente:
Embolia pulmonar o trombosis previa en sus antecedentes
Infección de la sangre (sepsis)
Apoplejía con parálisis de una pierna
Pacientes graves que se encuentran en tratamiento médico intensivo
Enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC) que precisa respiración artificial
TRATAMIENTO
Existen cuatro niveles de gravedad de una embolia pulmonar, en los que el nivel de gravedad IV se considera el riesgo más alto para los pacientes. En el caso del nivel de gravedad I y II, el tratamiento se basa principalmente en medicamentos anticoagulantes y persigue dos objetivos:
- Estabilizar el coágulo en la vena de la pelvis o de la pierna para evitar que se desprendan nuevas partes del coágulo que puedan provocar más embolias.
- Retrasar o evitar que el coágulo siga creciendo.
Estos objetivos también forman parte de los niveles de gravedad III y IV, además de otras fases del tratamiento que sirven para disolver o eliminar el coágulo en el pulmón. Por último, se trata de normalizar el flujo sanguíneo entre el ventrículo derecho del corazón y el pulmón.
Hay dos tipos de flujos:
Flujo Turbulento.
PRESIÓN SISTÓLICA Y DIASTÓLICA
Presión sistólica: se refiere a la fuerza que se crea por la presión ejercida sobre las arterias cuando el corazón se contrae y bombea la sangre a través de las arterias.
La Laringe
La sangre es un fluido que presenta gran cantidad de hematocritos, además de proteínas que están disueltas en el plasma sanguíneo. Todas estas partículas contenidas en la sangre influirán en su viscosidad que en valores normales de 37º C.
Hay dos tipos de flujos:
Flujo laminar
Se caracteriza por presentar movimiento ordenado de las partículas, líneas de corriente y trayectorias definidas y su carácter suave.
Flujo Turbulento.
Caracterizado por su movimiento caótico, irregularidad, no tener líneas de corriente ni trayectorias definidas. Es importante saber esta propiedad inherente de los fluidos
Cuando el corazón se contrae e impulsa la sangre desde el ventrículo izquierdo hacia el cuerpo, la presión surgida se transmite a la aorta y a continuación a las siguientes arterias y arteriolas.
Presión sistólica: se refiere a la fuerza que se crea por la presión ejercida sobre las arterias cuando el corazón se contrae y bombea la sangre a través de las arterias.
Presión diastólica: se entiende como la presión está que está presente en las arterias entre latidos cardíacos, cuando el corazón está en reposo.
Las vías aéreas superiores o extra pulmonares son las siguientes:
Está formada por dos estructuras, las cavidades nasales, separadas por un tabique nasal de tejido cartilaginoso. Se encuentra ubicada por encima de la cavidad bucal y en su parte posterior se comunica con la faringe.
Sus funciones son las siguientes:
- Calentar el aire; gracias al riego sanguíneo.
- Humedecer el aire; a través del moco.
- Filtrar las partículas que se encuentran en el aire, a través de la mucosa, los cilios y los pelos.
- Permitir el sentido del olfato y participar en el habla.
La Faringe
Órgano tubular y musculoso que se ubica en el cuello. Comunica la cavidad nasal con la laringe y la boca con el esófago por lo que es una zona de paso de alimentos y de aire, formando, por tanto, parte del sistema respiratorio y digestivo.
Sus funciones son:
- Deglución
- Respiración
- Fonación
- Audición
La Laringe
Órgano tubular formado por músculo y cartílago que comunica la faringe con la tráquea. En ella se encuentran:
- Las cuerdas vocales, que adoptan dos posiciones: la posición de respiración, cuando permanecen totalmente abiertas, permitiendo la entrada y salida libre del aire, y la posición de fonación, permaneciendo casi cerradas.
- La epiglotis, cartílago situado en la parte superior de la laringe y que se cierra cuando ingerimos alimento o líquido para evitar que este pase al pulmón y nos ahoguemos.
Los Bronquios
Son dos estructuras que se forman cuando se divide la tráquea en dos. Está formada por fibras y cartílago tubulares
Los Bronquiolos
Los bronquios penetran en cada pulmón y se dividen hasta 16 veces, hasta que finalmente forman los bronquiolos respiratorios que se ubican en la parte media de cada pulmón.
Los bronquiolos respiratorios se siguen dividiendo hasta acabar en conductor con forma de saco llamados sacos alveolares.
Los Pulmones
Son dos órganos funcionalmente pasivos que se alojan en la caja torácica y que para poder realizar su principal función establecer el intercambio gaseoso con la sangre a través de la inspiración (entrada de aire) y espiración (salida de aire) precisa de la ayuda de la caja torácica y de los músculos.
Sistema Auxiliar Para La Respiración
La ventilación en los alveolos no podría realizarse sin la ayuda de un sistema motor muscular que, al expandir o contraer la caja torácica, arrastra en sus movimientos a los pulmones. Como hemos mencionado, los pulmones son órganos pasivos que precisan de otras partes del cuerpo que están involucrados en la función respiratoria: la caja torácica, el diafragma y los músculos intercostales y la pleura.
miércoles, 5 de agosto de 2015
UNIDAD 3
Definimos átomo como la partícula más pequeña en que un elemento puede ser dividido sin perder sus propiedades químicas. Aunque el origen de la palabra átomo proviene del griego, que significa indivisible, los átomos están formados por partículas aún más pequeñas, las partículas subatómicas.
Generalmente,
estas partículas subatómicas con las que están formados los átomos son tres:
los electrones, los protones y los neutrones.
Lo que diferencia
a un átomo de otro es la relación que se establecen entre ellas.
Los protones y neutrones se
encuentran agrupados en el centro del átomo
formado el núcleo atómico
del átomo. Por este motivo también se les llama nucleones. Los electrones aparecen orbitando alrededor del
núcleo del átomo.
PROPIEDADES DEL ÁTOMO
Las unidades
básicas de la química son los átomos. Durante las reacciones químicas los
átomos se conservan como tales, no se crean
ni se destruyen, pero se organizan de manera diferente creando
enlaces diferentes entre un átomo y otro.
Los átomos se agrupan formando moléculas y otros tipos de materiales.
Cada tipo de molécula es la combinación de un cierto
número de átomos enlazados entre ellos de una manera específica.
Según la
composición de cada átomo se diferencian los distintos elementos químicos
representados en la tabla
periódica de los elementos químicos. En esta tabla podemos
encontrar el número atómico y el número másico de cada elemento:
- Número
atómico, se representa con la letra Z, indica la cantidad
de protones que presenta un átomo, que es igual a la de electrones. Todos los átomos con un
mismo número de protones pertenecen al mismo elemento y tienen las mismas
propiedades químicas. Por ejemplo todos los átomos con un protón serán de hidrógeno (Z = 1), todos
los átomos con dos protones serán de helio (Z = 2).
- Número másico, se representa con la letra A, y hace referencia a la suma de protones y neutrones que contiene el elemento. Los isótopos son dos átomos con el mismo número de protones, pero diferente número de neutrones. Los isótopos de un mismo elemento, tienen unas propiedades químicas y físicas muy parecidas entre sí.
Núcleo
Es el centro del átomo, es la parte más pequeña del átomo y allí se conservan todas sus propiedades químicas. Casi que toda la masa del átomo reside en el núcleo.
Protones
Son uno de los tipos de partículas que se encuentran en el núcleo de un átomo y tienen carga positiva (masa = 1.673 x 10-24 gramos). Fueron descubiertos por Ernest Rutherford entre 1911 y 1919. Como hemos visto en nuestro sección de química, al analizar cada uno de los elementos de la tabla periódica, el número de protones de cada átomo define qué elemento químico es, ésto se conoce como “peso atómico”. Los protones están compuestos de partículas aún más diminutas conocidas como quarks o cuarks.
Electrones
Éstas son las partículas que orbitan alrededor del núcleo de un átomo, tienen carga negativa y son atraídos eléctricamente a los protones de carga positiva (masa = 9.10 x 10-28 gramos).
Neutrones
Los neutrones son partículas ubicadas en el núcleo y tienen una carga neutra (masa = 1.675 x 10-24 gramos). La masa de un neutrón es ligeramente más grande que la de un protón y al igual que éstos, los neutrones también se componen de quarks.
Isótopos
La cantidad de neutrones en un núcleo determina el isótopo de cada elemento. Así por ejemplo el hidrógeno tiene tres isótopos conocidos: protio, deuterio y tritio.
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?
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.
La primera Ley de la termodinámica o Ley de la conservación de la energía, enuncia que la energía es indestructible, ya que no se pierde, sino que se transforma.
La segunda Ley de la termodinámica indica la dirección en que se llevan a cabo las transformaciones energéticas. El flujo espontáneo de calor siempre es unidireccional, desde los cuerpos de temperatura más alta a aquellos de temperatura más baja. En esta Ley aparece el concepto de entropía.
La tercera Ley de la termodinámica afirma que es imposible alcanzar una temperatura igual al cero absoluto mediante un número finito de procesos físicos, ya que a medida que el sistema se acerca al cero absoluto, el intercambio calórico es cada vez menor hasta llegar a ser casi nulo.
La termodinamica puede definirse como el tema de la Física que estudia los procesos en los que se transfiere energía como calor y como trabajo.
Sabemos que se efectúa trabajo cuando la energía se transfiere de un cuerpo a otro por medios mecánicos. El calor es una transferencia de energía de un cuerpo a un segundo cuerpo que está a menor temperatura. O sea, el calor es muy semejante al trabajo.
El cuerpo humano puede ser considerado como un sistema termodinámico abierto, que debe mantener su temperatura constante de 37ºC, a pesar de encontrarse en un entorno de temperatura generalmente inferior que se pude tomar como una media de 15ºC. Por otra parte esta continuamente intercambiando material y energía con sus alrededores (metabolismo), consumiendo energía para desarrollar los trabajos internos y externos, y para fabricar moléculas estables (anabolismo) para lo cual necesita alimentarse ingiriendo moléculas de gran energía libre (nutrición) que a partir de determinadas reacciones de combustión dan lugar a productos de menor energía (catabolismo).
Tiene la peculiaridad de que su entropía es mínima, por eso es un sistema termodinámico inestable lo que provoca su evolución permanente, o sea la vida misma. Precisamente la muerte implicaría un estado de máxima entropía. Para que el organismo vivo pueda mantenerse en dicho estado es necesario que elimine el exceso de entropía que se produce continuamente inherente a los procesos vitales: circulación de la sangre, respiración, etc.
La primera ley de la termodinámica nos dice que la energía no se crea ni se destruye solo se trasforma , en organismos vivientes las reacciones más frecuentes son irreversibles y no son hechas encondiciones adiabática y es por eso que la aplicación de las leyes de la termodinámica se limita bastante , en sistemas biológicos el proceso de clasificación de las propiedades de sistemas es mas complicado pero en general podemos decir que los seres vivos no son sistemas en equilibrio , estos organismos son organismos abiertos que intercambian energía y materia con el entorno.
Sabemos que se efectúa trabajo cuando la energía se transfiere de un cuerpo a otro por medios mecánicos. El calor es una transferencia de energía de un cuerpo a un segundo cuerpo que está a menor temperatura. O sea, el calor es muy semejante al trabajo.
El cuerpo humano puede ser considerado como un sistema termodinámico abierto, que debe mantener su temperatura constante de 37ºC, a pesar de encontrarse en un entorno de temperatura generalmente inferior que se pude tomar como una media de 15ºC. Por otra parte esta continuamente intercambiando material y energía con sus alrededores (metabolismo), consumiendo energía para desarrollar los trabajos internos y externos, y para fabricar moléculas estables (anabolismo) para lo cual necesita alimentarse ingiriendo moléculas de gran energía libre (nutrición) que a partir de determinadas reacciones de combustión dan lugar a productos de menor energía (catabolismo).
Tiene la peculiaridad de que su entropía es mínima, por eso es un sistema termodinámico inestable lo que provoca su evolución permanente, o sea la vida misma. Precisamente la muerte implicaría un estado de máxima entropía. Para que el organismo vivo pueda mantenerse en dicho estado es necesario que elimine el exceso de entropía que se produce continuamente inherente a los procesos vitales: circulación de la sangre, respiración, etc.
La primera ley de la termodinámica nos dice que la energía no se crea ni se destruye solo se trasforma , en organismos vivientes las reacciones más frecuentes son irreversibles y no son hechas encondiciones adiabática y es por eso que la aplicación de las leyes de la termodinámica se limita bastante , en sistemas biológicos el proceso de clasificación de las propiedades de sistemas es mas complicado pero en general podemos decir que los seres vivos no son sistemas en equilibrio , estos organismos son organismos abiertos que intercambian energía y materia con el 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.
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?
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.
La primera Ley de la termodinámica o Ley de la conservación de la energía, enuncia que la energía es indestructible, ya que no se pierde, sino que se transforma.
La segunda Ley de la termodinámica indica la dirección en que se llevan a cabo las transformaciones energéticas. El flujo espontáneo de calor siempre es unidireccional, desde los cuerpos de temperatura más alta a aquellos de temperatura más baja. En esta Ley aparece el concepto de entropía.
La tercera Ley de la termodinámica afirma que es imposible alcanzar una temperatura igual al cero absoluto mediante un número finito de procesos físicos, ya que a medida que el sistema se acerca al cero absoluto, el intercambio calórico es cada vez menor hasta llegar a ser casi nulo.
Tiburón
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La termodinámica estudia y clasifica las interacciones entre diversos sistemas, lo que determina la existencia de sistemas termodinámicos. Un sistema termodinámico tiene múltiples maneras de intercambiar energía con el medio. Una de ellas puede ser mediante una transferencia neta de calor, en el que se tienen en cuenta las deformaciones del entorno donde se encuentra confinado el sistema. El equilibrio termodinámico se logra mediante el equilibrio físico, químico y térmico.
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¿Se cumplen las leyes de la termodinámica en los seres vivos?
Los seres vivos presentan un constante flujo de energía porque son sistemas termodinámicos abiertos, ya que continuamente están intercambiando materia, energía e información con su medio ambiente, con el que mantienen un equilibrio dinámico.
Actualmente es común escuchar el término bioenergética, aplicándolo a los seres vivos como sistemas termodinámicos.
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