La Termodinámica Aplicada a Los Seres Vivos

LA TERMODINÁMICA APLICADA A LOS SERES VIVOS

ENTREGADO POR: Jose David Carvajal Rivera Código: 1611350 Kevin Andrés Ortega Código: 1611380 Martin Torres Rueda Código: 1611394 Biofísica, UFPS

INTRODUCCION En el siguiente documento hablaremos del concepto de termodinámica sus diferentes tipos de sistemas y leyes que la componen, también discutiremos qué relación tiene la t ermodinámica con los seres vivos y la importancia de esta en los sistemas biológicos entre estos todos los sistemas que interactúan con los seres vivos y su intercambio constante de energía para los procesos de desarrollo, crecimiento y reproducción, es por eso que se explicara los principios de la termodinámica que se desprenden de la tres leyes de esta misma, en los seres vivos como, por ejemplo, la fotosíntesis en las plantas y la energía que se transmite en forma de luz por medio artificial o natural.

La Termodinámica   es la rama de la física que estudia los efectos de los cambios de la temperatura, la presión y el volumen de los sistemas físicos a un nivel macroscópico, su nombre viene del griego therme que significa calor “energía en tránsito” y dynamis que significa potencia “movimiento”, en general la termodinámica estudia la circulación de la energía y c omo la energía infunde movimiento, por lo que podríamos decir en conclusión que la termodinámica estudia el movimiento del calor en un cuerpo. La termodinámica es importante fundamentalmente por que describe fenómenos físicos que antes no tenían explicación favoreciendo el avance y la evolución de una enorme productividad tecnológica. Los principios básicos de la termodinámica se desarrollaron a mediados del siglo XIX antes de que la teoría atómica de la materia hubiese sido aceptada.

TIPOS DE SISTEMAS TERMODINAMICOS  Antes de nombrar los sistemas termodinámicos existentes es de gran importancia saber que un sistema se define como un conjunto de materia, que está limitado por una superficie, que le pone el observador real o imaginario. Estos sistemas son:

1. Sistema abierto: Es un sistema en el que sale y entra materia intercambiándola con su medio exterior. Ejemplo: Una olla.

2. Sistema cerrado: Es un sistema en el cual no entra ni sale materia, por lo tanto, no hay intercambio de masa.

Ejemplo: Un bombillo. 3. Sistema aislado: Es un sistema en el cual no hay intercambio de materia y energía y que además no interactúa con nada en su entorno, en la naturaleza encontrar un sistema aislado es por lo que sabemos imposible, pero se pueden hacer aproximaciones. Ejemplo: Termo ideal.

¿PERO QUÉ TIENE QUE VER LOS SISTEMAS Y LOS PRINCIPIOS DE LA TERMODINAMICA CON LOS SERES VIVOS? Recordemos que los seres vivos, tiene una pequeña partícula que es la célula, es fundamental para los seres vivos ya que desde aquí com ienza la termodinámica con los intercambios de energía, transporte de materia e interacción con el medio que los rodea, uno de los principios de la termodinámica habla sobre la energía, es decir, la energía no se crea ni se destruye . Este principio nos habla del contenido total de energía del Universo. Si consideramos la división arbitraria del Universo en sistema y entorno, el principio establece que la energía del sistema junto a la del entorno permanece constante, un ejemplo de este es en los seres vivos como las plantas porque ellas están en constante interacción con su entorno y un proceso muy común en ellas es la fotosíntesis que consiste en tomar la energía del sol y convertirla en energía favorable para su medio.

Siguiendo con los principios en termodinámica se encuentra que el universo tiende hacia el desorden máximo, es decir, En esta ley sobre la variación de la entropía se tocan temas tales como la espontaneidad y el desorden, la entropía y las medidas de esta. Se dice que la entropía es la ley que rige las rutas metabólicas de los seres vivos, es decir es la que lleva el or den de las cosas, pero también nos dice que del desorden en la absorción de nutrientes puede llegar a producirse un nuevo orden, tanto para los sistemas físicos como para la vida misma, es parte de la experiencia diaria, es decir, las reacciones espontáneas tienen una dirección dada, un ejemplo de esto sería la expulsión del dióxido de carbono a causa del ser humano la cual por medio de las plantas este desorden puede ser transformado en un nuevo orden como el oxígeno que es un elemento vital para la vida humana.

En nuestros sistemas biológicos se llevan a cabo reacciones endergónicas acopladas a reacciones exergónicas, estos procesos presentas ciertas características y en ella se presenta el tercer principio de la termodinámica y es la energía libre, en termodinámica la energía se define como estado que permite las condiciones de equilibrio en función de la entalpía y la entropía del sistema, a presión y temperatura constantes. Para los seres vivos el proceso endergónico tendrá que dirigirse en un sentido, y el exergónico en sentido contrario, y si existe la posibilidad de acoplar estos dos procesos, es factible que la energía que se produce y libera en la reacción exergónica sea utilizada para llevar a cabo el proceso endergónico, y ello es precisamente lo que sucede en los sistemas biológicos y tales fenómenos se conocen como sistemas de reacciones acoplados, un ejemplo de esto sería la vida como tal que se conoce como un proceso endergónico que requieren un aporte de energía y no es espontaneo otro ejemplo puede ser nuestros sistemas biológicos que se llevan acabo con reacciones endergonicas acopladas a reacciones exergónicas.

Ya para terminar con los principios y la ley de la termodinámica se hablará del equilibrio químico, se dice que el equilibrio químico es cuando los reactivos son iguales a sus productos, en los casos biológicos se dice que un ser vivo alcanza el equilibrio químico cuando muere porque al encontrase en ese estado todos los procesos metabólicos se detiene lo cual permite que la temperatura sea constante y esto indica que es un sistema abierto.

CONCLUSIONES De acuerdo con este ensayo se aprendió que toda energía y materia que se desprende de del ambiente interactúa con los organismos que se encuentran en ella, es por eso que se vino estudiando este efecto hasta tal fin encontrar como interactúa la célula con su medio exterior, como se puede notar la termodinámica, son procesos que nos hablan de como la energía se va transformando en otras sustancias y no se pierde materia de tal punto que vuelve ser energía cuando el organismo queda en fase de equilibrio químico. También se aprendió que estos principios o leyes se dan en cualquier ecosistema y que de este se puede interactuar para el funcionamiento, crecimiento y reproducción de los seres vivos. Se podría decir que la termodinámica es un circulo vicio, en donde estos principios y leyes dependen de uno con el otro.

BIBLIOGRAFIA Capítulo 3 Principios Básicos De La Termodinámica. Recuperado de: https://docs.google.com/viewer?a=v&pid=sites&srcid=ZGVmYXVsdGRvbWFpbnxiaW9maXNpY2F1 ZnBzfGd4OjRlMmFmZjEwN2EwODA2NmQ Farroñay Puican Christian. Termodinámica y sus aplicaciones en los seres vivos. Recuperado de: http://biblioteca.uns.edu.pe/saladocentes/archivoz/curzoz/aplicacion_de_los_principios_de_la_term odinamica_a_los_seres_vivos.pdf