Aplicacion De La Termodinamica En Sistemas Biologicos

Aplicación de la Termodinámica a Sistemas Biológicos Un área importante de aplicación de la termodinámica es sistemas

biológicos, en particular el cuerpo humano, en éstos ocurren procesos de

transferencia y transformación de energía.

Los sistemas biológicos están constituidos básicamente de 4 elementos químicos,hidr ógeno (63 %),oxígeno (25.5 %),car bono (9.5 %), y nitrógeno(1.4 %). El restante 0.6 % de los átomos que los conforman provienen de otros 20 elementos químicos esenciales para la vida (hierro, calcio, fósforo, zinc, potasio, etc). La abundancia de átomos de hidrógeno y oxígeno en un sistema biológico se ilustra recordando que el72 % de la masa total del cuerpo humano es agua.

Las unidades elementales de los seres vivos son las células, minúsculas

motores cuyas funciones garantizan la supervivencia de aquellos. El

cuerpo humano tiene alrededor de 1v 1014 células, cada una con un

diámetro medio de 0.01 mm. En una célula ocurren muchas reacciones

químicas que liberan y consumen energía.

El conjunto de procesos que efectúan las células, que mantiene al cuerpo humano a una temperatura de 37r C, se llamametabolismo. El metabolismo es el proceso de quemar los alimentos ingeridos por el cuerpo para obtener la energía necesaria para sus actividades. El metabolismo cuando el cuerpo se halla en reposo se conoce como metabolismo basal, y es la energía que consume para efectuar las funciones vitales fundamentales como la respiración y circulación de la sangre. El metabolismo basal medio de un adulto que posee una masa corporal de 68 kg es de 84 J/s.

El Metabolismo Cuando una persona realiza ejercicio físico intenso su metabolismo puede ser 10 veces el valor del metabolismo basal. Las células de los músculos del cuerpo humano son capaces de utilizar la energía térmica obtenida de la combustión de los alimentos para efectuar trabajo, esto es, sonm otores

térmicosque transforman calor en trabajo. Las Células como motores térmicos La eficiencia de esta conversión es del 20 %, el resto de energía

se desecha en el ambiente en forma de calor. Esta eficiencia

equivale a la de un motor de combustión interna de un auto

moderno.

La energía que requiere el cuerpo humano para hacer sus actividades la obtiene de los alimentos ingeridos. Los alimentos se dividen en tres grupos,carbohidratos,g rasas, y proteínas. Las moléculas de los carbohidratos varían en su complejidad

desde las muy simples como la glucosa (C6H12O6) hasta las muy

grandes como el almidón. El pan, las pastas, y el azúcar son las

fuentes más importantes de carbohidratos.

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