Libro De Fluidos

Termodinamica en los sistemas biologicos

miércoles, 18 de mayo de 2011

Termodinamica en los sistemas biologicos

Una de las áreas de aplicación más importante y emocionante de la Termodinámica son los sistemas biológicos, que son los sitios de transferencia de energía bastante complejo e intrigante.

¿Sabías que? Los sistemas biológicos no están en equilibrio termodinámico, y por lo tanto no son fáciles de analizar. A pesar de su complejidad, los sistemas biológicos se componen de cuatro elementos simples:

Hidrógeno.

Oxígeno.

Carbono.

Nitrógeno.

De todos los átomos del cuerpo humano, el hidrógeno representa el 63 por ciento, el oxígeno 25,5 por ciento, el carbono un 9,5 por ciento, y el nitrógeno del 1,4 por ciento. El restante 0,6 por ciento de los átomos viene de otros 20 elementos esenciales para la vida. En masa, alrededor del 72 por ciento del cuerpo humano es agua.

Los bloques básicos de los organismos vivos son las células, que se asemejan a las fábricas en miniatura que realizan funciones que son vitales para la supervivencia de los organismos. Un sistema biológico puede ser tan simple como una sola célula. El cuerpo humano contiene aproximadamente 100 billones de células con un diámetro medio de 0,01 mm. La membrana de la célula es una pared semipermeable que permite que algunas sustancias que pasan a través de él y se excluyan otros.

En una célula típica, miles de reacciones químicas se producen cada segundo durante el cual algunas moléculas se rompen y se libera energía y algunas nuevas moléculas se forman. Este alto nivel de actividad química en las células, que mantiene el cuerpo humano a una temperatura de 37 ° C en el desempeño de las funciones corporales es necesario, se llama metabolismo. En términos simples, el metabolismo se refiere a la quema de alimentos como los carbohidratos, grasas y proteínas.

La tasa de metabolismo en el estado de reposo se llama tasa de metabolismo basal, que es la tasa de metabolismo requerida para que un cuerpo se mantenga desarrollando las funciones necesarias (como la respiración y la circulación de la sangre) a nivel cero de actividad externa.

La tasa metabólica también puede interpretarse como la tasa de consumo de energía de un cuerpo. Para un hombre promedio (30 años de edad, 70 kg, 1,8 m2 de superficie corporal), la tasa metabólica basal es de 84 W. Es decir, el cuerpo disipa la energía al medio ambiente a un ritmo de 84 W, lo que significa que el cuerpo convierte la energía química a partir de

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