Blog de María de los Ángeles
Leyes de la termodinámica
- ¿Qué es la termodinámica?
- ¿Qué es la termodinámica?
La termodinámica es una ciencia y, quizá la herramienta más importante en la ingeniería, ya que se encarga de describir los procesos que implican cambios en temperatura, la transformación de la energía, y las relaciones entre el calor y el trabajo.
- Principios de la termodinámica
Los cuatro principios de la termodinámica definen cantidades físicas fundamentales (temperatura, energía y entropía) que caracterizan a los sistemas termodinámicos. Los principios describen cómo se comportan bajo ciertas circunstancias, y prohíben ciertos fenómenos (como el móvil perpetuo).
- ¿Cuál es el origen de la termodinámica?
Primer Ley de la Termodinámica
La primera ley de la termodinámica relaciona el trabajo y el calor transferido intercambiado en un sistema a través de una nueva variable termodinámica, la energía interna. Dicha energía ni se crea ni se destruye, sólo se transforma.
- Su relación con los Seres vivos
Los sistemas vivos necesitan energía para funcionar, es decir, son entidades termodinámicas en las que el proceso térmico se caracteriza por el flujo de energía en el interior del cuerpo, y entre el cuerpo y el ambiente que lo rodea. La temperatura el calor y la autorregulación en los seres vivos es uno de los “sistemas” más importantes ya que le da la posibilidad de adaptarse a diferentes situaciones que puede presentar, obvia mente cada ser vivo posee una manera diferente de llevarlo a cabo, ya puede ser por su especie, hábitat, tamaño, etc.
La incapacidad de la primera ley de identificar si un proceso puede llevarse a cabo es remediado al introducir otro principio general, la segunda ley de la termodinámica. La primera ley no restringe la dirección de un proceso, pero satisfacerla no asegura que el proceso ocurrirá realmente. Cuando los procesos no se pueden dar, esto se puede detectar con la ayuda de una propiedad llamada entropía. Un proceso no sucede a menos que satisfaga la primera y la segunda ley de la Termodinámica.
El empleo de la segunda ley de la termodinámica no se limita a identificar la dirección de los procesos. La segunda ley también afirma que la energía tiene calidad, así como cantidad. La primera ley tiene que ver con la cantidad y la transformación de la energía de una forma a otra sin importar su calidad. Preservar la calidad de la energía es un interés principal de los ingenieros, y la segunda ley brinda los medios necesarios para determinar la calidad, así como el nivel de degradación de la energía durante un proceso. La naturaleza establece que el total de energía asociada con una fuente térmica nunca puede ser transformada íntegra y completamente en trabajo útil. De aquí que todo el trabajo se puede convertir en calor pero no todo el calor puede convertirse en trabajo.
Observa que esta segunda ley no dice que no sea posible la extracción de calor de un foco frío a otro más caliente. Simplemente dice que dicho proceso nunca será espontáneo.
SEGUNDA LEY DE LA TERMODINÁMICA DEFINICIONES CLÁSICAS
Definición de Kelvin-Planck
“Es imposible construir un aparato que opere cíclicamente, cuyo único efecto sea absorber calor de una fuente de temperatura y convertirlo en una cantidad equivalente de trabajo”.
Definición de Clausius
“Es imposible construir un aparato que opere en un ciclo cuyo único efecto sea transferir calor desde una fuente de baja temperatura a otra de temperatura mayor”.
Tercera Ley de la termodinámica
Conocida también como el Postulado de Nerst, esta ley plantea que la entropía de un sistema llevado al cero absoluto es una constante definida:
- Al llegar al cero absoluto (0 K), los procesos de los sistemas físicos se detienen.
- Al llegar al cero absoluto (0 K), la entropía poseerá un valor mínimo constante.
Ejemplo de la tercera ley de termodinámica
Si bien resulta difícil alcanzar de manera cotidiana temperaturas cercanas al llamado cero absoluto (-273,15 °C, valor que nunca se ha alcanzado aún), puede ejemplificarse este principio con lo que ocurre en nuestro congelador: la carne y los alimentos que depositemos allí serán llevados a temperaturas muy bajas, para enlentecer o incluso detener prácticamente los procesos bioquímicos en su interior, retardando su descomposición y maximizando su vida útil.
Ley Cero de la termodinámica
La “ley cero” es llamada así porque a pesar de haber sido la última en postularse, establece preceptos fundamentales para las otras tres.
Indica que “si dos sistemas están en equilibrio térmico de forma independiente con un tercer sistema, deben estar también en equilibrio térmico entre sí”.
Esto puede expresarse lógicamente como que si A = C y B = C, entonces A= B.
Aprendido en el Trimestre
En este trimestre aprendí diversos temas que no conocía por ejemplo a
base de una lectura aprendí sobre los sumideros de CO2 que son depósitos
naturales (océanos y bosques) y artificiales (ciertas tecnologías y productos
químicos) que absorben y capturan el dióxido de carbono (CO2) de la atmósfera reduciendo así su concentración
en el aire entre otras funciones también en este
trimestre vimos el tema de las biomoléculas aprendimos sobre sus funciones y
que Una biomolécula es
un compuesto químico que se encuentra en los organismos vivos, otro tema fue
Anabolismo y catabolismo trabajamos un cuadro comparativo en donde pudimos
investigar más a fondo el tema y aclarar ciertas dudas que teníamos sobre el
tema Por ejemplo, en este cuadro comparativo pudimos identificar el
anabolismo de catabolismo por ejemplo El anabolismo es una reacción de síntesis donde se consume
energía. Y el catabolismo es
una reacción de descomposición donde se libera energía. A lo largo del
trimestre realizamos otras actividades como Crucigrama de Rutas Metabólicas esta
actividad nos ayudó a saber la definición de ciertas palabras y a saber que son
cada ruta metabólica aprendimos que Una ruta metabólica es un conjunto de reacciones químicas
consecutivas catalizadas por enzimas programadas por la célula y también
aprendimos cuantas y cuáles eran las rutas metabólicas. Y para finalizar los
temas del trimestre realizamos un blog de sistemas y leyes de la termodinámica
el cual nos ayudó a saber más a fondo sobre el tema, ya que teníamos que investigar
las 4 leyes de la termodinámica, cuáles y cuántas eran entre sí por ejemplo
aprendí que Las leyes de la termodinámica describen
el comportamiento de tres cantidades físicas fundamentales, la temperatura, la
energía y la entropía, que caracterizan a los sistemas termodinámicos. Estos temas fueron los que vimos en el
trimestre y me parecieron muy interesantes, y pude aprender mucho sobre cada
tema, pude aclarar mis dudas y pude comprenderlo mucho más con estas
actividades realizadas.
Comentario
Ciclo Celular en el Cáncer
Cuando los genes que controlan el ciclo celular se alteran, las células proliferan y se produce el cáncer. El cáncer representa la pérdida del control de la
proliferación en un determinado tipo celular.
El cáncer es esencialmente una enfermedad de división celular incontrolada. Su desarrollo y progresión suelen estar vinculados a una serie de cambios en la actividad de los reguladores del ciclo celular. Por ejemplo, los inhibidores del ciclo celular evitan que las células se dividan cuando las condiciones no son las adecuadas, por lo que la reducción de la actividad de estos inhibidores puede promover el cáncer. Del mismo modo, los reguladores positivos de la división celular, pueden conducir al cáncer si son demasiado activos. En la mayoría de los casos, estos cambios en la actividad se deben a mutaciones en los genes que codifican proteínas reguladoras del ciclo celular.
El cáncer es esencialmente una enfermedad de división celular incontrolada. Su desarrollo y progresión suelen estar vinculados a una serie de cambios en la actividad de los reguladores del ciclo celular. Por ejemplo, los inhibidores del ciclo celular evitan que las células se dividan cuando las condiciones no son las adecuadas, por lo que la reducción de la actividad de estos inhibidores puede promover el cáncer. Del mismo modo, los reguladores positivos de la división celular, pueden conducir al cáncer si son demasiado activos. En la mayoría de los casos, estos cambios en la actividad se deben a mutaciones en los genes que codifican proteínas reguladoras del ciclo celular.
Ciclo Celular en la Cicatrización
La
cascada de cicatrización se divide en estas cuatro fases
superpuestas: Coagulación, Inflamación, Proliferación y Maduración. La
coagulación, primera fase de la cicatrización, comienza inmediatamente después de presentarse la lesión y
el objetivo es detener la hemorragia. En esta fase, el cuerpo activa su sistema de
reparación de emergencia, el sistema de coagulación de la sangre, y forma una
especie de dique para bloquear el drenaje del fluido sanguíneo. Durante este
proceso, las plaquetas entran en contacto con el colágeno, lo que da como
resultado la activación y la agregación. Una enzima llamada ‘trombina’ se
encuentra en el centro, e inicia la formación de una malla de fibrina,
fortaleciendo los grupos de plaquetas para formar un coágulo estable.
