Bioenergia

¿Qué es la energia?

Esta la tienen los objetos, solo la podemos observar a través de las transformaciones, transferencias efectos que esta produce.

Es capaz de producir trabajo.

La energia puede ser:

• Potencial:Cuando un objeto almacena energia por su posición

• Cinética: Cuando existe movimiento

• Calórica: Un ejemplo: Desprendiendo calor durante el trabajo que produce

• Eléctrica: Un ejemplo: pasaje de iones a través de la membrana

• Química: Un ejemplo: La que hay en las uniones de atomos y moleculas.

Termodinámica: Ciencia que se encarga de estudiar los cambios energéticos.

La primera ley de la termodinámica llamada “ley de conservación de la energia” dice que la energia no puede ser creada o destruida, puede transformarse.

BING BANG: Fue una explosión enorme que dio lugar a diversos elementos que se produjeron los primeros minutos después de la explosión gracias a las temperaturas altas y a la densidad del universo.

¿Qué pasa con la energia cuando un sistema cambia de un estado a otro?

Cualquiera sea el sistema considerado, al cambiar de estado, la cantidad de energia transformada es la misma sin importar el camino.

¿Cómo gana o pierde energia un sistema?

Cuando un sistema pasa de un estado a otro, puede ganar o perder energia en forma de calor y trabajo.

¿Qué pasa con la energia, el calor y el trabajo en los sistemas materiales?

Los sistemas materiales están formados por atomos y moleculas en continuo movimiento, según el estado en el que se encuentren estos, el movimiento será mayor o menor. Es decir, que tiene energia cinética que la podemos sentir en forma de calor (la materia no tiene calor, tiene energia que la transfiere de un sistema a otro en forma de calor, del mas caliente al mas frio).

¿Toda la energia puede convertirse en trabajo?

Para responder esta pregunta podemos dar el siguiente ejemplo: Una maquina térmica, tiene energia mecánica que es la que le entrega el combustible, por ejemplo, pero, parte de esa energia es liberada. Osea que parte de la energia sirvió para realizar un trabajo, y otra se eliminó.

La energia que sirvió para realizar un trabajo se llama energia libre y se simboliza con la letra G.

¿Qué pasa con la energia inútil que queda?

Se expande y aumenta el desorden, esta se la conoce como entropía y se la designa con la letra S.

¿Cómo relaciona la termodinámica estos cambios de energia?

La relación entre la energia y la entropía está dada por la segunda ley de la termodinámica. La segunda ley de la termodinámica dice que “La energia va de mayor energia a menor energia (Q1>Q1)”.

Lo natural, sería que una energia, llamémosla espontanea, realice trabajo, aumentando la entropía, el desorden del universo.

¿Se puede revertir este proceso?

Solo si se aplica un trabajo. Ejemplo de la piedra que se intenta subir a la montaña una vez que se dejó caer.

Bioenergética

La celula es una maquina química

Los seres vivos tienen sus moleculas bien ordenadas pero su ambiente esta desordenado y cada vez lo está más.

Pero, ¿Cómo logran mantener ese orden en el entorno donde se encuentran? Según la primera ley de la termodinámica, la energia total de la celula y su entorno se mantiene constante, nuestro sistema no crea ni consume energia, puede transformarla, es decir, los seres vivos absorben una energia del sistema que les parece útil y les devuelven a este la misma cantidad de energia, pero no tan útil para este último.

La celula, mantiene su orden al liberar la energia que para esta es inútil, desordenando o aumentando la entropía de su entorno.

Que la celula “deseche” la energia que para ella no es necesaria nos hace pensar que el entorno no es importante para esta, pero es todo lo contrario, es esencial, ya que no solo obtiene la energia útil, sino que también obtiene materias primas para llevar a cabo sus procesos

Como la celula es un sistema abierto, intercambia materia y energia con su entorno, y por ser de este tipo de sistemas, una de las características principales es que no está en equilibrio con su entorno sino que esta, en estado estacionario.¿Porque? Porque la velocidad de transferencia de materia y energia de la celula hacia el entorno, se compensa con la velocidad de transferencia de materia y energia del entorno hacia la celula.

¿Se puede considerar a la celula como una máquina que extrae energia libre del medio?

Si, y lo hace de una manera muy eficaz, más que las maquinas construidas por el hombre.

La maquinaria que tiene la celula para transformar energia está formada por moleculas orgánicas frágiles y que no pueden resistir temperaturas elevadas, por eso la celula esisotérmica (todas sus partes con la misma temperatura).

La celula no puede utilizar la energia calórica como fuente de energia ya que esta funciona de mayor temperatura a menor temperatura y como esta tiene la misma temperatura siempre y en todos sus lados, no funcionaría… ¿entonces, cómo funcionan? La energia que la celula obtiene de su entorno la recupera en forma de energia químicay esta es utilizada para realizar trabajo quimico como ocurre en la sintesis de componentes celulares, trabajo mecánico como ocurre en la contracción muscular, etc.

La celula recupera energia química

La energia libre que va a utilizar la celula para sus distintos trabajos la recuperan en forma de energia química.

¿Todas las celulas obtienen del entorno el mismo tipo de energia?

No, teniendo en cuenta el tipo de energia que las celulas obtienen de su entorno, las podemos clasificar en dos grandes grupos:

• Celulas fotosintéticas: Utilizan como fuente de energia la luz del sol.

• Celulas heterotróficas: Aquellas que aprovechan del entorno la energia química contenida en diferentes moleculas orgánicas ricas en energia.

Ambos tipos celulares, recuperan la energia en forma de energia química y la centralizan en un compuesto llamado ATP.

El ATP es un intermediario energético

¿Qué es el ATP? Dentro de las moleculas orgánicas, el ATP ocupa el casillero de nucleotidos. Como es un nucleótido cumple la característica de estos:

• Tiene base nitrogenada, la adenina.

• Tiene una pentosa ribosa (un azúcar,

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