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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