Escribe las caractersticas del termmetro clnico demercurio y electrnicoTERMMETRO DE MERCURIO TERMMETRO ELECTRICOEste funciona bajo las caractersticas dedilatacin delmercurio debido a la accin delcalor. El mercurio est contenido en una ampolla quese encuentra en la parte inferior deltermmetro, as si el mercuriosedilata, esteasciende por un tubo de vidrio, que estagraduado en grados Celsius. El rangotil deestetipodetermmetroesentre los -1! a "#! Celsius. Estecambiodevolumensevisuali$aenunaescala graduada.%l aumentar latemperaturalaspartculassemueven con ms velocidad %l disminuir latemperaturalaspartculassemueven con menos velocidad Eltermmetro de mercurio fue inventado por&a'ren'eit en el a(o 1)1*.El error instrumental que presenta es de msmenos 1! Celsius.+os termmetros digitalesson aquellos que,vali,ndose de dispositivos transductores comolos mencionados, utili$an luego circuitoselectrnicos para convertir en nmeros laspeque(as variaciones de tensin obtenidas,mostrando finalmente la temperatura en unvisuali$ador.Caractersticas+os termmetros digitales incorporanintegrados que tienen la capacidad de percibirlas variaciones de temperatura de maneralineal.El termistor es un dispositivo que vara suresistencia el,ctrica en funcin de latemperatura.%lgunostermmetros'acenusode circuitos integrados que contienen untermistor, como el +-./, el cual puedeconfigurarse para funcionar en las escalasCelsiuso&a'ren'eit. Estoscircuitospuedenconsultarse en las 'ojas de datos de cadaintegrado.&uncionamiento+aspeque(asvariacionesentregadaspor eltransductor de temperatura deben seracopladas para su posterior procesamiento.0uedeutili$arse algn convertidor anlogo -digital, paraconvertir el valor devoltajeaunnmerobinario. Enestecasosernecesarioadaptar las variaciones del transductor a lasensibilidad del %1C.0osteriormente se deber acoplar un etapa dede multiple2ado con la cual pueda desplegarsela temperatura en algn displa3.CULE!!O"L#!T$ DEL#C#%ID#D"#TUR#LE!DELRECTO&%#'I"#& (OC# ) #*IL#+RECTO, -./0$ 1 -./2 $C%#'I"#, -.$ 1 -./3$C(OC#, -4/.$ 1 -./0 $C#*IL#, -4/0$ 1 -4/2 $CDE!CRI(E E" 5U6 CO"!I!TE EL #7#R#TO (E"EDIC1ROT8 ) 7#R# 5UE !E U!#/DI(9:#LO 4(enedict-Rot; Calorimeter< Elespirmetrode 5enedict-6ot' consiste en untambor dedoble pared entre lascuales 'a3 unespacio que se llena de agua. En este espacio se introduce una campana mu3 liviana cu3o volumeninterno queda aislado del medio ambiente 3 comunicado con el sector central del tambor, en cu3ofondoe2isteunrecipienteconcal sodada, queabsorbeel C7". %dems, estesector centraldel tambor est comunicado con el e2terior mediante dos tubos con vlvulas, las cuales permitenque por uno de ellos llegue alsujeto elgas contenido en elinterior de la campana cuando ,steinspira, 3 que por el otro tubo vuelva 'acia el espirmetro el aire espirado pasando a trav,s de la calsodada. %mbos tubos son de un dimetro que permite prcticamente eliminar la resistencia del flujoa,reo3estnunidosaunavlvulae2ternalaquepermiteconectaral sujeto3aseaal medioambiente gaseoso e2terno o al que e2iste al interior de la campana. +a vlvula e2terna est provistadeuntubocu3oe2tremolibrellevaunaboquilladegomalacual seintroduceenel espaciovestibular de la boca del sujeto. +a campana est provista de un contrapeso para evitar que su pesocomprima el gas de su interior. %dems el sistema de contrapeso est dotado de una plumilla queinscribeenunquimgrafolosmovimientosdelacampanadeterminadospor losmovimientosrespiratorios. +acampanasellenacono2genooaireporunallavelateral 'astaquelaagujainscriptora quede a unos / cm. por sobre el borde inferior del tambor del quimgrafo. %rtefacto8aparato utili$ado en la estimacin de la tasa metablica basal mediante lamedicin de la cantidad de o2geno utili$ado durante la respiracin normal8en reposode un individuo. E*7LIC#L# TR#"!=ERE"CI# DEC#LOR7ORCO"DUCCI"E! #7LIC#D# E"MEDICI"# # !U7ER=ICIE! E" =ORM# LOC#L> 7OR E:EM7LO& L##7LIC#CI" DE 7L#!M#! DE 7#R#=I"# C#LIE"TE, L#CIRCUL#CI"!#"'U?"E#DI!TRI(U)EELC#LOR5UE7E"ETR#E"L#7IELE"E!T#@O"#& ) !E U!# E" EL TR#T#MIE"TO DE "EURITI!& #RTRITI!&CO"TU!IO"E!& !I"U!ITI! ) OTR#! E"=ERMED#DE!/8#@ CO" E:EM7LO!L# TR#"!=ERE"CI# DE C#LOR E" TR#T#MIE"TO! M6DICO!(olsas calientes, 9ransfieren calor por conduccin, aunque tambi,n se produce algo de conveccin 3 deirradiacin. +as llamadas :;ot-pac Dtienes muc'o froE. 6ecuerda que la temperatura podra ser normal en estasituacin, pero lo que importa es que es inferior al punto de operacin, que 'a sufrido una elevacin. 1e modo que en realidad sientes ms fro cuando la temperatura comien$a a elevarse 3 ms calor cuandocomien$a a bajar. Esto puede parecer e2tra(o, pero es simplemente la forma que el 'ipotlamo tiene dealterar tu comportamiento para cambiar la temperatura de su Dpunto de operacinE. Cuando tu temperaturaestal nivel depuntodeoperacinseaesteel queseatiendesasentirtenormal, inclusoaunqueenrealidad tu temperatura sea elevada. +o que percibes no es la temperatura en s misma, sino la diferenciaentre el punto de operacin 3 la temperatura real.Cuando tienes fiebre, la circulacin sangunea se concentra en el centro de tu cuerpo, donde la temperaturava a estar aumentada, 3 disminu3e en las e2tremidades sintiendo frio solo en ,stas. CuHndo se debe tratar la Iiebre+Bo siempre 'a3 que tratar la fiebre.6ecuerde que la subidadetemperatura indica que su cuerpoestcombatiendo la enfermedad. En general, 'a3 que tratar el malestar que genera la fiebre,independientemente E2iste acuerdo m,dico sobre comen$ar a tratar la fiebre a partir de .K,LMC:rectalo.K,/MC en a2ila=. En caso de padecer alguna enfermedad grave que afecte al cora$n, pulmn, bronquios osistema nervioso 'a3 que tratarla antes, siempre que e2ista fiebre. Ina ve$ que 'a3a empe$ado a tratar lafiebre, elobjetivo no es normali$ar por completo la temperatura corporal. Bo 'a3 por qu, empe(arse enbajar la temperatura por debajo de la considerada normal.0or otro lado, esto sera difcil.8iAotermia e 8iAertermia/ Causas K Consecuencias8I7OTERMI#,Es la disminucin de la temperatura corporal por debajo de los ./MC.+a 'ipotermia se produce cuando elcuerpo pierde ms calor del que puede generar 3 'abitualmente es causada por una larga e2posicin al fro.C#U!#!, 0ermanecer al aire libre durante el inviernosin protegerse con la suficiente ropa adecuada. &actores ambientales como el viento 3 la 'umedad. Isar ropas 'medas por muc'o tiempo cuando 'a3 viento o 'ace muc'o fro. Cngerir cantidades insuficientes de alimentos 3 bebidas durante los das de fro 6eali$ar esfuer$os fsicos intensos 1isminucin en la produccin de calor> ;ipotiroidismo, 'ipoglicemia, malnutricin, inmovilidad:enfermedad vascular cerebral, 0ar 1isminucin de la grasa corporal %lteracin de la termorregulacin> 1isfuncin de sistema nervioso central a nivel del 'ipotlamo por trauma, por 'ipo2ia, por tumor opor enfermedad cerebrovascular. Cnducida por drogas como> alco'ol, barbituricos, tranquili$antes ma3ores 3 menores, antidepresivostricclicos, salicilato, acetoaminof,n 3 anest,sicos generales 6adiacin> p,rdida de calor por ra3os infrarrojos. Conveccin> transferencia por el aire o por el agua que se encuentran en contacto con el cuerpo. Conduccin> transferencia de calor 'acia otro objeto por contacto directo. Cuando este objeto esagua fra, elcalor se transfiere desde elcuerpo 'acia ella con una rapide$ ." veces ma3or que'acia el aire. %ccidentes deportivos 0soriasis Nuemaduras Jasodilatacin inducida por frmacos 1isminucin del metabolismo Edad avan$ada -alnutricin ;ipotiroidismo ;ipoglucemia Cnmovilidad Cnsuficiencia suprarrenal Cnsuficiencia 'eptica %lteraciones de la termorregulacin +esiones cong,nitas o adquiridas del 'ipotlamo +esiones medulares ?epsis Cnsuficiencia renal &rmacos Etanol &enotiacinas 5arbitricos 7piceos +itio Clonidina 5en$odiacepinas %ntidepresivos tricclicos 6eserpina 7rganofosforados %tropina %nest,sicos generales 6elajantes musculares Evaporacin>conversindeaguadesdeel estadolquido'aciasufasegaseosaaunritmodeenfriamiento de ,# %ntes de que comience la contraccin, las cabe$as de los puentes cru$ados se unen al%90. +aactividad%90asadelacabe$ademiosinaescindeinmediatamenteel %90,aunquedejalosproductos de la escisin> %10 3 0i que quedan unidos a ella, en este estado la cabe$a de miosinase e2tiende perpendicularmente 'acia el filamento de actina pero an no est unida a ,l. Cuando el Complejo 9roponina P9ropomiosinase une a los iones de calcioquedan al descubiertolos puntos activos del filamento de actina 3 entonces las cabe$as de miosinase unen a ellos. +a unin de la cabe$a delpuente cru$ado con elsitio activo delfilamento de actina produce uncambio de conformacin en la cabe$a que 'ace que se incline 'acia el bra$o del puente cru$ado.Estoproporciona elgolpede fuer$a paraatraer elfilamento de actina. +aenerga que activa elgolpe activo es la energa que 3a se 'a almacenado, como un muelle comprimido por el cambioconformacional que se 'aba producido previamente en la cabe$a cuando se escindi la mol,culade %90. Ina ve$ que se despla$a la cabe$a del puente cru$ado, esto permite la liberacin del %10 3 el ionfosfato, que previamente estn unidos a la cabe$a. En el punto de liberacin del %10 se une unanueva mol,cula de %90, esta unin 'ace que la cabe$a se separe de la actina. 1espu,s de que la cabe$a se 'alla separado de la actina, se escinde la nueva mol,cula de %90,para comen$ar el ciclo siguiente, dando lugar a un nuevo golpe activo.es decir, la energa una ve$ms comprime la cabe$a de nuevo a su situacin perpendicular, dispuesta para comen$ar el nuevociclo de golpe activo. Cuando la cabe$a comprimida :con su energa almacenada procedente del %90 escindido= se unea un nuevo punto activo delfilamento de actina, se estira 3 una ve$ ms proporciona un nuevogolpe activo.El proceso se reali$a una 3 otra ve$ 'asta que el filamento de actina'a despla$ado la membrana Q contralos e2tremos de los filamentos de miosina o 'asta que la carga que se ejerce sobre el msculo se 'acedemasiado grande para que se produ$ca ms traccinadicional.E*7LI5UE L# REL#CI" 5UE E*I!TE E"TRE E"ER'?# CO"!UMID#) ELTR#(#:O RE#LI@#DO 7OR EL M9!CULO DUR#"TE U"# CO"TR#CCI"Cuando un msculo se contrae contra una carga reali$a un trabajo, es decir se transfiere energa desde elmsculo 'acia la carga e2terna. -atemticamente el trabajo reali$ado :9= es igual al producto de la carga:C= 3 la distancia del recorrido efectuado por esa carga :1=>TN C J D+a energa necesaria para la contraccin muscular se obtiene mediante reacciones qumicas que sucedenenel citoplasmadelasc,lulasmusculares, as podramosdecir queel msculoesunamquinaqueconvierte energa qumica en trabajo mecnico.El compuesto involucrado en la provisin de energa a la mquina contrctil es eltrifosfato de adenosina>#T7, que es un nucletido formado por una base prica :adenina o adenosina=, un a$car :"-deso2iribosa=,3tresradicalesfosfato, dosde,stosunidospor enlacesdeDaltaenergaE oDricosenenergaE.% p;fisiolgico el %90 est totalmente ioni$ado, es un anin tetravalente. ?i anali$amos la estructura, tenemosqueel primer fosfatoestaunidoal carbono/R del a$car :"-deso2iribosa= medianteunaDunin,sterE,mientras que los otros dos fosfatos estn formando Duniones an'dridoE. %'ora bien, porque decimos queestas dos ltimas uniones an'drido son de alta energa 3 no as la unin ,sterH es simplemente por el 'ec'ode que la reaccin de 'idrlisis de las uniones an'drido es altamente e2ot,rmica, en cambio %l romperselos enlaces dealtaenerga, seliberanapro2imadamente ). cal8mol, queel msculoutili$a paracontraerse 3 relajarse> %90asa%90 ------------------------- %10S 0i+a actividad de %90asa de la miosina permite que se produ$ca la 'idrlisis de %90 en la propia maquinariacontrctil dondelaenergaestransferidade %90al sistemamiosina-actinaparapermitirlacontraccinmuscular. %s casi todaestaenergaseusaparael mecanismodecremallerapor el quelospuentescru$ados tiran de los filamentos de actina, pero tambi,n 'acen falta peque(as cantidades para> 5ombear calcio desde el sarcoplasma 'acia el retculo sarcoplsmico cuando la contraccin 'afinali$ado. 5ombear iones de sodio 3 potasio a trav,s de la membrana de la fibra muscular 3 mantener asa elambiente inico adecuado para la propagacin de potenciales de accin. ?inembargo, laconcentracinde%90presenteenlafibramuscular esdel ordende*m-, solosuficiente para mantener la contraccin durante 1 o . segundos como m2imo, entonces es esencialque continuamente se va3a formando nuevo %90. 0ero este no es un problema 3a que una ve$ que el%90 se desdobla en %10 S 0i, ese %10 puede ser fosforilado para formar nuevo %90. Elrestablecimiento del %90 se logra a partir tres sistemas metablicos, estos son los mismos sistemas quese encuentran en otras partes del cuerpo. +os tres sistemas son> ?istema de &osfgenos ?istema anaerbico ?istema aerbico-idiendo la actividad de estos tres sistemas, podemos saber los lmites de la actividad fsica0araqueunmsculorealiceuntrabajo, debercontraerse:acortarse= desli$ndosesusfilamentosdemiosinasobrelaactina. El resultadodeestacontraccinesel movimientodelasarticulaciones. Esteproceso requiere de una energa. Esta energa necesaria para la actividad muscular se encuentraacumulada en forma de energa qumica en unos compuestos de fosfato, el trifosfato de adenosina / :%90=.El %90 es el sustrato que la ma3ora de las c,lulas utili$an como fuente de energa. +a ruptura de un enlacede este compuesto, mediante la accin en$imtica, proporciona al msculo una gran cantidad de energa,transformndose en adenosn difosfato:%10=. %90 T----U %10 S EBE6OC%El metabolismo energ,tico implica una serie de pasos, que en funcin del tipo de DcombustibleE disponible:'idratos de carbono, grasas o protenas=, del tipo de ejercicio, de la condicin fsica del individuo 3 de ladisponibilidad de o2geno determina la va fisiolgica de produccin de energa>El %90eslanicafuentedirectadeenergaparaformar 3romper puentestransversalesdurantelacontraccin de los sarcmeros. 1urante el ejercicio m2imo, el msculo esquel,tico utili$a 'asta 1 2 1-.molesde %908gramodemsculo8minuto. Estavelocidaddeconsumode %90esde1a1vecessuperior alconsumo de %90 delmsculo en reposo. Esto ltimo posee solo / 2 1-# mol8gramo de %90acumulados, por lo que 'abr deplecin de %90 en menos de 1 seg., si no fuera que e2isten mecanismospara la generacin de %90 de considerable capacidad 3 rapide$.+os sistemas metablicos musculares son> a= 6eserva de %90 acumulados intracelularmenteb= Conversin de las reservas de alta energa de la forma de fosfocreatina a %90c= Oeneracin de %90 mediante gluclisis anaerbicad= -etabolismo o2idativo del acetil-Co%Con el comien$o del ejercicio de intensidad moderada a grande, la transferencia de fosfato 3 la gluclisisanaerbica representan las fuentes iniciales de combustible para reponer el %90 consumido. +os niveles deglucgeno 3 fosfocreatina descienden rpidamente 3 aumenta la concentracin de lactato en la c,lula. +apreferencia inicial de estas vas metablicas, est relacionado en parte con la velocidad de las reaccionespara la produccin de %90. El metabolismo o2idativo es muc'o ms lento 3 adems necesita una ma3orcaptacin de sustrato 3 7", los cuales requieren un incremento del flujo sanguneo. Ina ve$ alcan$ado esteestado, la generacin de %90 puede atribuirse casipor completo a la captacin de 7" 3 sustratos de lasangre.9anto en reposo como en ejercicio, el msculo esquel,tico utili$a cidos grasos libres :%O+= como una delas principales fuentes de combustible para el metabolismo aerbico.0ara el msculo esquel,tico de cualquier capacidad aerbica, el transporte de 7" 3 sustratos:principalmente %O+= limita el nivel de rendimiento del trabajo subm2imo de duracin apreciable.En el msculo en reposo el cociente respiratorio :C6VJC7" 8J7"= se acerca a ,) :normal en el organismoenreposoV,K"=, locual indicaunadependenciacasi total delao2idacinde %O+. +acaptacindeglucosa representa menos del 1W del consumo total de 7" por el msculo :figura 3 cuadro BX1=.1urante la faseinicial del ejercicio el glucgeno muscular constitu3e la principal fuentede energaconsumida.El ndice de glucogenlisis muscular es ms elevado durante los primeros / a 1 minutos. ?i el ejerciciocontina los sustratos llevados por la sangre se convierten en fuentes cada ve$ ms importante de energa. Entre los 1 a * minutos aumenta de ) a " veces la captacin de glucosa, representando el . al *W delconsumo de 7" total, equiparada a la proporcionada por los %O+.?i el ejercicio contina ms de * minutos la utili$acin de glucosa alcan$a su pico m2imo entre los L 31K minutos, declinando luego, aumentando progresivamente la utili$acin de %O+, que a las * 's. alcan$ael #1W.Elaumento de la utili$acin de la glucosa est asociado con un aumento de la e2crecin de alanina delmsculo, que es proporcional a la intensidad del ejercicio efectuado. ?i se prolonga el ejercicio pueden serimportantes combustibles energ,ticos los aminocidos de cadena ramificada :leucina, isoleucina 3 valina=que son e2cretados por el 'gado 3 captados por el msculo, donde se obtienen de ." a *" moles de %90por cada mol de aminocidos.Enconclusin> duranteejerciciosprolongadoslautili$acindecombustiblesestcaracteri$adaporunasecuenciatrifsica, enlacual predominacomosustratoprincipal parabrindar productosdeenergaelglucgeno muscular, la glucosa sangunea 3 los %O+ sucesivamente.E*7LI5UE7OR 5U6 EL !ER %I%O "O %IOL# L# !E'U"D# LE) DE L#TERMODI"MIC# Este principio nos dice que a un sistema no aislado pueden aplicarse uno o ms sistemas asociados enlos que su incremento de entropa compense la disminucin del sistema inicial.+os organismos vivientes no violan la segunda le3 de la termodinmica, pues es evidente que su estadode no-equilibrio t,rmico es menor que el no-equilibrio t,rmico del ambiente que les rodea. ?i no fueseas, los seres vivientes simplemente no podran obtener energa desde el ambiente circundante. 0araque un organismo se mantenga en un estado de no-equilibrio, ese organismo debe aumentar el estadode equilibrio en el universo. Esto quiere decir que si los organismos se mantienen en un estado de no-equilibrio o entropa estable, deben adquirir no-equilibrio t,rmico desde un sistema que se encuentre enun estado de ma3or no-equilibrio que ellosH en este caso, este sistema en un estado de no-equilibriot,rmicoma3or queel delosseresvivientesesel universo. 6ecuerdequelasegundale3delatermodinmica dice que la energa siempre flu3e de un estado de ma3or densidad a otro estado demenordensidad, oma3ordispersin odifusin. Esto esdiferenteaconsiderar queenlos sistemasvivientes la difusin de la energa podra ser negativa, cosa que no ocurre con los sistemas qumicos ofsicos inorgnicos. % medida que un ser vivo pierde su capacidad para adquirir no-equilibrio desde eluniverso, ese organismo tiende a aumentar su equilibrio t,rmico. ?i el estado de m2imo equilibrio secombina con un estado de m2ima estabilidad, ello significa la muerte del biosistema. +a muerte delbiosistemaobedecealale3termodinmicaquedicequeentodoslossistemastermodinmicoslaenerga tiende a difundirse o dispersarse espontneamente 'acia un nmero ma3or de microestadosdisponibles :entropa=. In ser vivo es un sistema en no equilibrio t,rmico. ?u inequilibrio es obtenido desde el entorno, el cualposee un ma3or grado de no equilibrio t,rmico en comparacin con el del ser vivo. Conforme el ser vivopierde su capacidad para mantener su estado de no equilibrio adquiriendo energa desde el entorno,comien$a a adquirir equilibrioH es decir, comien$a a morir. Ina ve$ que sus mol,culas pierdentotalmentesucapacidadparacontrolar latransferenciadeenerga, el ser vivoseequilibra, osea,muere.1ecimos que la vida es un proceso irreversible. ?i los organismos vivientes fuesen sistemas cerrados,capaces de violar la segunda le3 de la termodinmica, entonces no moriran, pero esto no ocurre en elmundo real.0or otrolado, el metabolismoesunconjuntodemecanismosquepertenecenasistemasquesemuevenenel campobiot,rmicoH sinembargo, el metabolismonoeslavida, sinounconjuntodeprocesos biot,rmicos reali$ados por los biosistemas para mantener su posicin en el campo biot,rmico:plano de la vida, etc.=.E*7LI5UE !O(RE #L'U"#! #7LIC#CIO"E! DE L# !E'U"D# LE) DEL# TERMODI"MIC# M#5UI"#! TERMIC#!Ina mquina trmica es un dispositivo que convierte energa t,rmica en otras formas tiles deenerga, como la energa el,ctrica 38o mecnica. 1e manera e2plcita, una mquina t,rmica es undispositivo que 'ace que una sustancia de trabajo recorra un proceso cclico durante el cual 1= seabsorbe calor de una fuente a alta temperatura"= la mquina reali$a un trabajo .= libera calor auna fuente a temperatura ms baja. 0or ejemplo, en un motor de gasolina> 1= El combustible que se quema en la cmara de combustin es el depsito de alta temperatura"= se reali$a trabajo mecnico sobre el pistn .= la energa de desec'o sale por el tubo de escape. 7 en un proceso caracterstico para producirelectricidad en una planta de potencia, el carbn o algn otro tipo de combustible se queman 3 elcalorgeneradose usaparaproducirvapordeagua. El vaporse dirige'acia lasaspas de unaturbina, poni,ndola a girar. 0osteriormente, la energa asociada a dic'a rotacin se usa para moverun generador el,ctrico.E2isten tres clases>1.- -quinas de vapor".- -otores de combustin interna..- -otores de reaccin. (OM(#! DE C#LOR ) RE=RI'ER#DORE!Ina bomba de calor es un dispositivo mecnico usado en la calefaccin 3 refrigeracin de casas 3 edificios.En el modo de calentamiento, un fluido en circulacin absorbe calor del e2terior 3 lo libera en el interior de laestructura. 0or lo general, el fluido en circulacin se encuentra en la forma de vapor a baja presin en elembobinado de la unidad e2terior de la estructura, donde absorbe calor, 3a sea del aire o del suelo. El gasse comprime 3 entra 'acia la estructura como vapor caliente a alta presin. En la unidad interior, el gas secondensa en lquido 3 libera su energa interna almacenada. Cuando la bomba de calor se usa como aireacondicionado, el ciclo anterior se opera en forma inversa.In refrigerador trabaja en forma parecida a una bomba de calor, donde ,ste enfra su interior bombeando elcalor de los compartimentos para los productos 'acia el aire e2terior ms caliente. Es un dispositivo cu3afinalidad es e2traer calor de una fuente fra 3 cederlo a una fuente caliente. Esto se consigue si se 'acetrabajopara'acer circularlasustanciarefrigerante. Enunsistemaderefrigeracintpico, el motordelcompresor :ubicadoensuparteinferior= introducelasustanciarefrigerante, enestadogaseosoaaltapresin, a trav,s de tubos e2ternos ubicados en la $ona posterior :condensador=. El gas cede una cantidadde calor QC al ambiente, que es la fuente de alta temperatura 3 se enfra 'asta licuarse. %l llegar a la partesuperior, el fluido caliente an 3 a alta presin pasa a los tubos de baja presin, a trav,s de una vlvula.Estostubosestnenel interior.%' el lquidoseevapora, absorbiendodel interior, lafuentefra, unacantidad de calor QF. +uego el fluido regresa al compresor 3 el ciclo se reinicia. ?e e2trae calor para enfriarlos alimentos 3 compensar el calor absorbido por las paredes o la entrada de aire ambiental cada ve$ quese abre la puerta. 0ara especificar la calidad del refrigerador se define el coeficiente de rendimiento, CR,como la ra$n entre el calor absorbido desde la fuente fra 3 el trabajo 'ec'o por la mquina t,rmica, en laforma> In refrigerador eficiente es aquel que remueve la ma3or cantidad de calor de la fuente fra con la menorcantidaddetrabajo. 0or lotanto, unbuenrefrigerador debetener uncoeficientederendimientoalto,normalmente de / o #. In refrigerador imposible tendra un coeficiente de rendimiento infinito. EIiciencia tDrmica/+a eficiencia t,rmica, e :o simplemente eficiencia=, de una mquina t,rmica se define como la ra$n entre eltrabajo neto reali$ado 3 el calor absorbido durante un ciclo, se escribe de la forma>?e puede pensar en la eficiencia como la ra$n de lo que se obtiene :trabajo mecnico= a lo que se pagapor :energa=. Este resultado muestra que una mquina t,rmica tiene una eficiencia de 1W :e V 1= slo siN& V , es decir, sino se libera calor a la fuente fra. En otras palabras, una mquina t,rmica con unaeficiencia perfecta deber convertir toda la energa calrica absorbida NC en trabajo mecnico. +a segundale3 de la termodinmica, que enseguida anali$amosestablece que esto es imposible. Forma de Kelvin Planck de la segunda ley de la termodinmica.En la prctica, se encuentra que todas las mquinas t,rmicas slo convierten una peque(a fraccin delcalor absorbidoentrabajomecnico. 0or ejemplounbuenmotordeunautomvil tieneunaeficienciaapro2imada de "W 3 los motores diesel tienen una eficiencia en el rango de ./W a *W. En base a este'ec'o, el enunciado de Yelvin P 0lanc< de la segunda le3 de la termodinmica es el siguiente>es imposible construir una mquina trmica que, operando en un ciclo, no tenga otro efecto queabsorber la energa trmica de una fuente y reali!ar la misma cantidad de traba"o#.EstoesequivalenteaafirmarqueDesimposibleconstruirunamquinademovimientoperpetuo(mvilperpetuo) de segunda clase, es decir, una mquina que pudiera violar la segunda le3 de la termodinmica.:Ina mquina de movimientoperpetuo de primera clase es aquella que puede violar la primera le3de latermodinmica :conservacin de la energa=, tambi,n es imposible construir una mquina de este tipo=. +afigura 1/." es un diagrama esquemtico de una mquina t,rmica perfecta imposible de construirInrefrigerador esunamquinat,rmicaqueoperaensentidoinverso, comosemuestrademaneraesquemtica en la figura 1/... +a mquina absorbe calor QF de la fuente fra 3 entrega calor QC a la fuenteclida. Esto slo puede ser posible si se 'ace trabajo sobre el refrigerador. 1e la primera le3, se ve que elcalor cedido a la fuente caliente debe ser igual a la suma del trabajo reali$ado 3 el calor absorbido de lafuente fra. 0or lo tanto, se ve que el refrigerador transfiere calor del cuerpo ms fro a un cuerpo ms clido:la cocina=. Enunciado de Clausius de la segunda ley de la termodinHmica/6esulta deseable construir un refrigerador que pueda reali$ar su proceso con el mnimo de trabajo. ?i sepudieraconstruir unodondeel procesoderefrigeracinserealicesinningntrabajo, setendraunrefrigerador perfecto. Esto es imposible, porque se violara la segunda le3 de la termodinmica, que es elenunciado de Clausius de la segunda le3 :6udolf Clausius, alemn, 1K""-1KKK=>es imposibleconstruiruna mquina cclica,queno tenga otro efecto quetransferir calorcontinuamente de un cuerpo $acia otro, que se encuentre a una temperatura ms elevada#.Ent,rminossencillos,el calor nopuedefluir espontneamentedeunobjetofroaotroclido. Esteenunciadodelasegundale3estableceladireccindelflujodecalor entredosobjetosadiferentestemperaturas. Elcalor slo fluirdelcuerpo ms fro alms clido sise 'ace trabajo sobre elsistema.%parentemente los enunciados de Yelvin P 0lanc< 3 de Clausius de la segunda le3 no estn relacionados,pero son equivalentes en todos sus aspectos. ?epuede demostrar :pero aqu no lo 'acemos= que siunenunciado es falso, elotro tambi,n lo es.Ejemplo 1/.1 a= Calcular la eficiencia de una mquina que usa" Z de calor durante la fase de combustin 3 pierde 1/ Z por escape 3 por friccin. b= ?i otra mquinatiene una eficiencia de "W 3 pierde . Z de calor por friccin, calcular el trabajo que reali$a.?olucin> a= la eficiencia de una mquina esta dada por la ecuacin 1/.".b= usando la ecuacin 1/." en la formase calcula QC 3 despu,s se despeja . M#5UI"# DE C#R"OTEl ciclo de Carnot :?adi Carnot, franc,s, 1)L# P 1K."=, es de gran importancia desde el punto devista prctico como terico. Carnot demostr que una mquina t,rmica que operara en un ciclo idealreversible entre dos fuentes de calor, sera la mquina ms eficiente posible. Ina mquina ideal deeste tipo, llamada mquina de %arnot, establece un lmite superior en la eficiencia de todas lasmquinas. Esto significa que el trabajo neto reali$ado por una sustancia de trabajo llevada a trav,sdeun ciclo de Carnot, es elm2imo posible paraunacantidad dada de calor suministrado a lasustancia de trabajo. El teorema de Carnot se enuncia de la siguiente forma>ninguna mquinatrmica real que opera entre dos fuentes de calor, puede ser ms eficiente que una mquinade %arnot, operando entre las dos mismas fuentes#. 0ara describir el ciclo de Carnot, se debesuponer que la sustancia que trabaja entre las temperaturas !C 3 !F es un gas ideal contenido enuncilindroconun,mbolomvil enune2tremo. +asparedesdel cilindro3del ,mbolonosonconductores t,rmicos, por lo que no 'a3p,rdida de calor alambiente. Elciclo de Carnotes unproceso cclico reversible que utili$a un gas ideal, que consta de dos procesos isot,rmicos 3 de dosprocesos adiabticos, como se muestra en la figura 1/.*, donde se indican los cuatro pasos delciclo.1. Elproceso %-5 es una e2pansin isot,rmica a la temperatura !C, donde elgas se pone en contactot,rmico con una fuente de calor a esa !C. 1urante el proceso, el gas absorbe calor QC de la fuente desdela base del cilindro 3 reali$a trabajo "# al subir el ,mbolo.". En el proceso 5-C, la base del cilindro se reempla$a por una pared t,rmicamente no conductora 3 el gasse e2pande adiabticamente. 1urante el proceso la temperatura baja de !C a !F 3 el gas reali$a trabajo#C al elevar el ,mbolo... En el proceso C-1 el gas se coloca en contacto t,rmico con una fuente de calor a temperatura!F 3 secomprime isot,rmicamente a una temperatura !F. 1urante el proceso, el gas libera calor QF a la fuente 3 eltrabajo reali$ado sobre el gas por un agente e2terno es C$.*. En el proceso final 1-%, la base del cilindro se reempla$a por una pared t,rmicamente no conductora 3 elgas se comprime adiabticamente. +a temperatura del gas aumenta de !F a !C 3 el trabajo reali$ado sobreel gas por un agente e2terno es $". EntroAa en la conduccin de calor/Considerar la transferencia de calorQ, desde una fuente caliente a la temperatura !C 'acia unafuentefraqueestalatemperatura!F. Comolafuentefraabsorbeel calorQ, suentropaaumenta en Q%!F. %l mismo tiempo, la fuente caliente pierde el calor Q, 3 su entropa disminu3e enQ%!C. El aumento en la entropa de la fuente fra es ma3or que la disminucin de la entropa en lfuente caliente, 3a que !F es menor que !C. 0or lo tanto, el cambio total en la entropa del sistemaes ma3or que cero 3 su valor es>Ejemplo 1/.# Ina fuente fra est a "$C 3 una fuente caliente a 1")$C. 1emostrar que es imposible que unapeque(a cantidad de energa calrica, por ejemplo de 1 Z, pueda ser transferida desde la fuente fra a lafuentecalientesindisminuir laentropa3enconsecuenciaviolar lasegundale3delatermodinmica.?olucin> se supone que durante la transferencia de calor, las dos fuentes no cambian su temperatura. Elcambio en la entropa de la fuente caliente es>+a fuente fra pierde calor 3 su cambio de entropa es>El cambio total de entropa es>EJAliCue sobre algunas reacciones bioCumicas ObioenergDticasP Cue seAroduce en el organismo/ #nabolismoEl anabolismo es el conjunto de procesos metablicos constructivos en donde la energa liberada por elcatabolismo es utili$ada para sinteti$ar mol,culas complejas. En general, las mol,culas complejas quedanlugar aestructurascelularessonconstruidasapartir deprecursoressimples. El anabolismoinvolucratres facetas. 0rimero, laproduccindeprecursores comoaminocidos, monosacridos,isoprenoides 3 nucletidosH segundo, su activacin en reactivos usando energa del %90H 3 tercero, elconjunto deestosprecursoresenmol,culasms complejascomoprotenas,polisacridos,lpidos3cidos nucleicos. El anabolismo es el responsable de> +a fabricacin de los componentes celulares 3 tejidos corporales 3 por tanto del crecimiento. El almacenamiento de energa mediante enlaces qumicos en mol,culas orgnicas :%90=.+as c,lulas obtienen la energa del medio ambiente mediante tres tipos distintos de fuente de energa queson> +a fotosntesis en las plantas, gracias a la lu$ solar. 7tros compuestos orgnicos como ocurre en los organismos 'etertrofos. Compuestos inorgnicos como las bacterias quimiolitotrficas que pueden ser auttrofas o'etertrofas.El anabolismo se puede clasificar acad,micamente segn las biomol,culas que se sinteticen en> 6eplicacin o duplicacin de %1B. ?ntesis de %6B. ?ntesis de protenas. ?ntesis de glcidos. ?ntesis de lpidos.CatabolismoConjuntodeprocesosmetablicosqueliberanenerga. Estosinclu3endegradacin3o2idacindemol,culasdealimento, as comoreaccionesqueretienenlaenergadel ?ol. El propsitodeestasreacciones catablicas es proveer energa, poder reductor 3 componentes necesitados por reaccionesanablicas. +anaturale$adeestasreaccionescatablicasdifieredeorganismoenorganismo. ?inembargo, estas diferentes formas de catabolismo dependen de reacciones de reduccin-o2idacin queinvolucrantransferencia de electrones de mol,culas donantes :como las mol,culas orgnicas, agua,amonaco, sulfuro de 'idrgeno e iones ferrosos=, a aceptores de dic'os electrones como el o2geno, elnitrato o el sulfato.=osIorilacin OJidatiFa Esunarutametablicaqueutili$aenerga liberadapor lao2idacindenutrientes paraproduciradenosn trifosfato :%90=. ?e le llama as para distinguirla de otras rutas que producen %90 con menorrendimiento, llamadas 4a nivel de sustrato4. ?e calcula que 'asta el LW de la energa celular en formade %90 es producida mediante este proceso. 'lucogDnesis+aglucog,nesiseslarutaanablicaporlaquetienelugar lasntesisdeglucgeno:tambi,nllamadoglicgeno= a partir de un precursor ms simple, la glucosa-#-fosfato. ?e lleva a cabo principalmente en el'gado, 3 en menor medida en elmsculo, es activado por insulina en respuesta a los altos niveles deglucosa, que pueden ser :por ejemplo= posteriores a la ingesta de alimentos con carbo'idratos.?e forma por la incorporacin repetida de unidades de glucosa, la que llega en forma de I10-Olucosa a unpartidor de glucgeno pree2istente que consiste en la protena glucogenina, formada por " cadenas, que alautoglicosilarse puede unir cada una de sus cadenas a un octmero de glucosas. 0ara que laglucosa-#-fosfatopueda unirse a la I10requiere de la participacin de dos en$imas, la primera, fosfoglucomutasa,modifica la posicin del fosfato a glucosa-1-fosfato.+aglucosa-1-fosfatoesel precursor paralasntesisdeglucgenoperotambi,nesel productodesudegradacin. +a sntesis de glucgeno requiere de aporte energ,tico. El dador de glucosa para la sntesisdeglucgeno eslaI10-glucosadondeel residuoglucosilo est activadopara sutransferencia,porsucombinacin con un compuesto de alta energa como el I90.