Analiza los términos Termometría, calorimetría,
Energía, trabajo y calor. Temperatura y escalas termométricas. Mecanismos de
Propagación del calor
2.-
Categoriza la Entalpia y la Entropía.
3.-
Analiza los fenómenos termodinámicos, homeostáticos de regulación del
cuerpo humano. Temperatura. Radiación. Evaporación y Sudor. (Termodinámica de
los seres vivos) Regulación de calor en los animales.
4.-
Analiza y desarrolla un proceso de alimentación. Estrategias
metabólicas de los seres vivos.Con
nutrientes principales. Clasificación.
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:
Ley Cero (o principio cero) de la Termodinámica
Si dos sistemas están por separado en equilibrio con un tercero, entonces también deben
estar en equilibrio entre ellos.
Si tres o mas sistemas están en contacto térmico y todos juntos en equilibrio, entonces
cualquier par está en equilibrio por separado.
El concepto de temperatura se basa en este principio cero
Primera Ley de la Termodinámica
Es una adapación para la termodinámica de la ley de conservación de la energía.
Se define la energía interna del sistema, E, como su energía respecto del SR del centro de masa.
Segunda Ley de la Termodinámica
La base de esta ley es el hecho de que si mezclamos partes iguales de dos gases nunca los
encontraremos separados de forma espontánea en un instante posterior.
Tercera Ley de la Termodinámica
Enunciado de Nerst-Simon: El cambio de entropía que resulta de cualquier transformación isoterma
reversible de un sistema tiende a cero según la temperatura se aproxima a cero.
Terorema de Nerst: Una reacción química entre fases puras cristalinas que ocurre en el cero absoluto
no produce ningún cambio de entropía.
La termometría es la encargada de la medición de la temperatura en sistemas o cuerpos. Para realizar dicha medición, se utiliza un instrumento llamado termómetro, que aprovecha el fenómeno de dilatación de los cuerpos con el calor, para poder medir la temperatura.
Los primeros intentos de medir la temperatura fueron realizados en el año 170 aC. por Galeno que propuso una escala con cuatro grados de calor y cuatro de frío en torno a una temperatura media (se dice que agua a 50ºC)
El concepto de “entropía” es equivalente al de “desorden”. Así, cuando decimos que aumentó la entropía en un sistema, significa que creció el desorden en ese sistema.
El concepto de “entropía” es equivalente al de “desorden”. Así, cuando decimos que aumentó la entropía en un sistema, significa que creció el desorden en ese sistema.
Es el proceso de transmisión de ondas o partículas a través del espacio o de algún medio; el término también se emplea para las propias ondas o partículas. Las ondas y las partículas tienen muchas características comunes; no obstante, la radiación suele producirse predominantemente en una de las dos formas.
La naturaleza es un enorme laboratorio químico donde se verifican continuamente innumerables reacciones químicas, así mismo, en nuestro cuerpo se llevan a cabo gran cantidad de procesos químicos que nos permiten realizar nuestras funciones vitales y actividades, como despertar, caminar, respirar y pensar, por mencionar unas cuantas.
Cuando una reacción libera energía en forma de calor o energía térmica al entorno se dice que la reacción es exotérmica y cuando la energía es suministrada del entorno para que se efectúe la reacción es endotérmica.
Cuando decimos que algo está caliente o que está frío, lo que queremos decir realmente es que su temperatura es alta o baja. La sensación de calor o frío que nuestro cuerpo tiene nos orienta acerca de la temperatura, pero el tacto no es un buen instrumento de medida
La tensión superficial se encuentra dentro de los fenómenos de
superficie y esta es la tendencia que posee un líquido para disminuir su
extensión hasta llegar a obtener una energía superficial baja lo cual hará que
este sea estable.
es
la fuerza por unidad de aérea que ejerce un líquido en reposo sobre las paredes
del recipiente que lo contiene y sobre cualquier cuerpo que se encuentre
sumergido, como esta presión se debe al peso del líquido, esta presión depende.
La
densidad (p),
La gravedad (g)
La profundidad (h) del lugar
en donde medimos la presión.
La cohesión es la fuerza de atracción entre partículas adyacentes dentro de un mismo cuerpo, mientras que la adhesión es la interacción entre las superficies de distintos cuerpos. En los gases la fuerza de cohesión puede observarse en su licuefacción que tiene lugar al comprimir una serie de moléculas y producirse fuerzas de atracción suficientemente altas para producir una estructura líquida. En los líquidos, la cohesión se refleja en la tensión superficial causada por una fuerza no equilibrada hacia el interior del líquido que actúa sobre las moléculas superficiales y también en la transformación de un líquido en sólido cuando se comprimen las moléculas lo suficiente.
La capilaridad es una propiedad de los líquidos que depende de su tensión superficial (la cual, a su vez, depende de la cohesión o fuerza intermolecular del líquido), que le confiere la capacidad de subir o bajar por un tubo capilar.
La acción capilar ocurre cuando la adhesión a las paredes es mas fuerte que las fuerzas cohesivas entre las moléculas del líquido. La altura a la que la acción capilar, llevará al agua en un tubo circular uniforme, está limitada por la tensión superficial.
La difusión (también difusión molecular) es un proceso físico irreversible, en el que partículas materiales se introducen en un medio que inicialmente estaba ausente, aumentando la entropía (Desorden molecular) del sistema conjunto formado por las partículas difundidas o soluto y el medio donde se difunden o disuelven.
La ósmosis u osmosis es un proceso físico-químico que hace referencia al pasaje de un disolvente, aunque no de soluto, entre dos disoluciones que están separadas por una membrana con características de semipermeabilidad. Estas disoluciones, por otra parte, poseen diferente concentración.
Es la separación de dos o más sustancias mediante una membrana porosa en agua (diafragma), la cual divide las sustancias cristalizables de las que no pueden efectuar dicho proceso.
El fenómeno de adsorción es el proceso por el cual átomos o moléculas de una sustancia que se encuentra en determinada fase, son retenidos en la superficie de otra sustancia, que se encuentra en otra fase. Como resultado de este proceso, se forma una capa de líquido o gas en la superficie de una sustancia sólida o líquida.
Un fenomeno fisico-quimico es aquel que implica un cambio fisico pero a su vez quimico, esto es altera su estructura interna y a la vez la externa, comunmente se analizan usando las ecuaciones termodinamicas (entalpía, entropía, energia libre de gibbs y de helmholtz) involucran mucho el potencial quimico y velocidad de reaccion.
Interpreta con
criticidad los principios de identificación de la Biofísica. El origen de la
vida y el Método científico.Y las
diferentes teorías sobre el origen del Universo y la vida en la tierra.
2.-
Analiza e interpreta la estructura y organización de la materia y los
componentes subatómicos, hasta el cuerpo humano.
3.-
Clasifica los diferentes niveles de organización de los seres vivos y
la materia inerte.
4.-
Categoriza la clasificación de los compuestos químicos,la tabla periódica.
5.-
Describe las propiedades de los diferentes estados de la materia y
establecer sus diferencias. Diferenciara Sólidos, Líquidos, Gases y plasma
Generalidades
LA BIOFÍSICA. LA FORMACIÓN DEL UNIVERSO Y EL ORIGEN DE LA VIA.
La biofísica es un área interdisciplinaria de la ciencia que estudia la organización, la dinámica y la función de los sistemas vivientes y sus partes desde la perspectiva de la física con el propósito de entender los principios fundamentales que los gobiernan.
Según la teoría del Big Bang el universo aparece de la nada. Todo lo que existe nació de una gran explosión hace 15.000 millones de años. La materia se concentraba en un punto decenas de miles de veces más pequeño que el núcleo de un átomo.
Durante la era más temprana del Big Bang, se cree que el universo era un caliente y denso plasma. Según avanzó la expansión, la temperatura decreció hasta el punto en que se pudieron formar los átomos.
Es una teoría cosmológica formulada en 1948 por Hermann Bondi y Thomas Gold, y sucesivamente ampliada por Fred Hoyle, según la cual el Universo siempre ha existido y siempre existirá
Aquellos que rehúsan aceptar que el Universo tuvo un principio, pueden encontrar una opción satisfactoria en la teoría del estado estacionario.
Esta teoría llamada también del “Universo Cíclico”, es sostenida por el Físico Alexander Friedman (Universidad de Petrogrado), quien nos muestra un universo en indefinidas expansiones y contracciones. En los actuales momentos nos encontramos en una fase de expansión, la cual habría sido precedida por una evolución de contracción y será seguida por una evolución similar.
Fue formulada en 1981 por el físico estadounidense Alan Guth, quien trata de explicar los acontecimientos de los primeros momentos del Universo. Este astrónomo considera que la teoría del Big Bang no está exenta de incógnitas, para explicar por ejemplo, la uniformidad del Universo actual después de un origen tan caótico (según el Big Bang, el Universo se habría expandido con demasiada rapidez para desarrollar esta uniformidad).
Origen de la vida: conjunto de fenómenos que han determinado la aparición de seres vivientes en la Tierra. La idea de un proceso único procede directamente de las teorías evolucionistas de Charles Darwin, según las cuales todos los seres vivos descienden de un ancestro único.
Evolución de las ideas: Durante mucho tiempo, la investigación de los orígenes de la vida no fue más que un debate basado en la metafísica y las creencias religiosas.
El creacionismo es un sistema de creencias que postula que el universo, la tierra y la vida en la tierra fueron deliberadamente creados por un ser inteligente.
Si bien esta teoría puede explicar de forma simple, y también poco precisa, por qué los humanos siempre tuvimos la misma forma o cómo sucedió la Era de Hielo, sigue sin explicar el paso más importante de todos: ¿cómo Dios creó todo? Sin embargo, se suele justificar que nosotros no tenemos el derecho a saber cómo hizo todo el Creador.
Según esta hipótesis, la vida se ha generado en el espacio exterior y viaja de unos planetas a otros, y de unos sistemas solares a otros.
La hipótesis de la panspermia postula que la vida es llevada al azar de planeta a planeta y de un sistema planetario a otro. Su máximo defensor fue el químico sueco Svante Arrhenius (1859-1927).
La panspermia puede ser de 2 tipos:
· Panspermia interestelar: Es el intercambio de formas de vida que se produce entre sistemas planetarios.
· Panspermia interplanetaria: Es el intercambio de formas de vida que se produce entre planetas pertenecientes al mismo sistema planetario.
Mantiene que la vida apareció, a partir de materia inerte, en un momento en el que las condiciones de la tierra eran muy distintas a las actuales y se divide en tres.
La Biofísica ha hecho grandes aportes a la Medicina. El conocimiento Biofísico ha sido el pilar fundamental para el entendimiento de los fenómenos fisiológicos que son base del funcionamiento del organismo humano en estado normal y patológico.
En la actualidad el desarrollo de la Medicina depende en gran medida de su capacidad tecnológica, la cual está determinada por el desarrollo del conocimiento biofísico soporte de la Bio-ingeniería.
Sus etapas: Los conocimientos que la humanidad posee actualmente sobre las diversas ciencias de la naturaleza se deben, sobre todo, al trabajo de investigación de los científicos. El procedimiento que éstos emplean en su trabajo es lo que se llamará MÉTODO CIENTÍFICO.
El método científico consta de las siguientes fases:
Materia es todo lo que tiene masa y
ocupa un lugar en el espacio
·¿Qué es un átomo?
Es la unidad más pequeña de un
elemento químico que mantiene su identidad o sus propiedades y que no es
posible dividir mediante procesos químicos:
Numero Atómico:
El nº atómico es el nº de
protones que hay en el núcleo de dicho átomo.
Masa Atómica:
El nº másico es la suma de
protones y neutrones que contiene el núcleo del átomo.
·¿De qué está compuesta la
materia?
La materia se encuentra compuesta
de átomos. En el núcleo se encuentran los protones y neutrones.
Los protones poseen carga eléctrica positiva, mientras que los neutrones no
tienen carga.
En la corteza se encuentran los electrones, orbitando en torno al núcleo y
poseen carga eléctrica igual a la de los protones pero de signo negativo.
Un electrón es una partícula elemental estable cargada negativamente que constituye uno de los componentes fundamentales del átomo. Forma parte del grupo de los leptones. Fue la primera partícula elemental descubierta.
Los electrones son un elemento clave en el electromagnetismo, una teoría que es adecuada desde un punto de vista clásico, aplicable a sistemas macroscópicos.
En algunos superconductores, los electrones que generan la corriente eléctrica se mueven en pareja.
Un protón define el número atómico de un elemento y cada elemento tiene su propio número atómico, por lo que todos los elementos tienen una cantidad única de protones.
Un neutrón es una partícula subatómica contenida en el núcleo atómico. No tiene carga eléctrica neta, a diferencia de carga eléctrica positiva del protón. El número de neutrones en un núcleo atómico determina el isótopo de ese elemento.
El primer indicio de la existencia del neutrón se produjo en 1930, cuando Walther Bothe y Becker, H. encontró que cuando la radiación alfa cayó sobre elementos como el litio y boro una nueva forma de radiación fue emitido.
El Cuerpo humano constituye un todo único que se compone de diferentes sistemas que mantienen el metabolismo celular y hacen posible la vida.
Estos niveles son: subatómico o de las partículas elementales, atómico, molecular, celular, nivel de organismos, poblaciones, especie, Comunidad y mundo biológico y social.
Un
compuesto es la sustancia que resulta de la unión de dos o más elementos
químicos, combinados en cantidades exactas y fijas a través de enlaces
químicos.
Todas
las moléculas de un compuesto tienen la misma combinación de elementos. Por
ejemplo el agua (H2 O), todas las moléculas de agua
tienen los mismos 3 átomos (2 átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno).
En los sólidos, las partículas están unidas por fuerzas de atracción muy grandes, por lo que se mantienen fijas en su lugar; solo vibran unas al lado de otras.
Las partículas están unidas, pero las fuerzas de atracción son más débiles que en los sólidos, de modo que las partículas se mueven y chocan entre sí, vibrando y deslizándose unas sobre otras.
En los gases, las fuerzas de atracción son casi inexistentes, por lo que las partículas están muy separadas unas de otras y se mueven rápidamente y en cualquier dirección, trasladándose incluso a largas distancias.
La Calorimetria es la parte de la física que se encarga de medir la cantidad de calor generada en ciertos procesos físicos o químicos.
