La transformación y transferencia de energía entre los seres vivos y los sistemas permite la continuidad de la vida.

1. UNIVERSIDAD DE PANAMÁ
FACULTAD DE CIENCIAS NATURALES,
EXACTAS Y TECNOLOGÍA
DEPARTAMENTO DE FISIOLOGÍA Y
COMPORTAMIENTO ANIMAL
PROF. GLORIA E. MONTENEGRO DE TRUJILLO MSC
CURSO: FISIOLOGÍA GENERAL BIO 312

2. TERMODINÁMICA,
BIOENERGÉTICA
Y LOS SERES VIVOS

3. CONTENIDO
Concepto:
Medio
Sistema
Tipos de sistemas
Concepto:Termodinámica
Leyes de laTermodinámica
Parámetros termodinámicos
Entalpía
Entropía
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4. CONTENIDO
 Energía Libre de Gibbs
 Reacciones exergónicas
Reacciones Endergónicas
Los sistemas biológicos y la termodinámica
Transferencia de energía
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5. BIOENERGÉTICA
TRANSFORMACIONES
ENERGÉTICAS DESCRIPCIÓN
• Los seres vivos desarrollan
miles de reacciones
metabólicas.
• Las interacciones entre las
moléculas, permite las
transformaciones de la materia
en energía.
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6. BIOENERGÉTICA
VÍAS METABÓLICAS DESCRIPCIÓN
• Bioenergética: es el estudio de
como los organismos regulan
sus recursos energéticos de las
vías metabólicas.
• Catabolismo: se libera energía
de la degradación de
compuestos complejos a más
simples.
• Anabolismo: vía metabólica
que consume energía
sintetizando compuestos de
otros simples.
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7. SISTEMA - MEDIO
• Sistema: porción limitada de espacio
y materia, con características
definidas.
• Medio o entorno: todo lo que rodea el
sistema.
• La interacción sistema-medio origina:
• Sistemas cerrados
• Sistemas abiertos
• Sistemas aislados
• Sistemas adiabáticos
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8. SISTEMA
• Son propiedades de un sistema:
• Presión
• Temperatura
• Composición
• Entalpía específica
• Entropía específica
• La termodinámica describe los cambios a los que
son sometidos los sistemas.
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9. SISTEMA AISLADO
DESCRIPCIÓN
• La interacción sistema
medio es nula, no se
puede intercambiar ni
materia ni energía.
• Por ejemplo: el agua
caliente contenida en
un termo.
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10. SISTEMA CERRADO
DESCRIPCIÓN
• Sistema donde se da
intercambio de energía entre el
medio y el sistema, pero no de
materia.
• Ese intercambio puede ser
calor, trabajo o radiación.
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11. SISTEMA ABIERTO
DESCRIPCIÓN
• Interacción entre el
medio y el sistema
donde se intercambian
energía y materia.
• Ejemplo: los sistemas
vivientes son sistemas
abiertos.
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12. SISTEMA ADIABATICO
DESCRIPCIÓN
• Sistema donde se realiza
intercambio de materia pero no
de calor.Trabajo.
• La entalpía es cero.
• Se utilizan fronteras
adiabáticas, material aislante
corcho, asbesto.
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13. TERMODINÁMICA
Rama de la física
que estudia las
transformaciones
de energía.
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14. ENERGÍA
• Capacidad de realizar
trabajo. O habilidad para
generar cambios. En el
universo cualquier cambio
requiere energía.
• La energía puede ser de
dos tipos:
• Energía Potencial:
almacenada.
• Energía Cinética:
asociada con
movimiento.Prof. Gloria Montenegro de Trujillo MSc 14

15. PRIMERA LEY TERMODINÁMICA
• La energía no se puede crear o destruir, solo puede ser transferida o
transformada.
• Principio de conservación de la energía.
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16. SEGUNDA LEY TERMODINÁMICA
• El desorden en el universo está en continuo aumento, Entropía.
• Las transformaciones de energía proceden en forma espontánea para
convertir la materia más ordenada, menos estable a una forma
menos ordenada, más estable. De mayor a menor energía.
• La espontaneidad termodinámica es una medida de si la reacción o
el proceso puede producirse.
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17. SEGUNDA LEY TERMODINÁMICA
• Durante cada conversión, un porcentaje de energía se disipa en el ambiente
en forma de calor.
• Un % de energía transferida o transformada, no se utiliza o se pierde como
calor.
• El calor se define como una medida del movimiento molecular aleatorio.
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18. PARÁMETROS TERMODINÁMICOS
• Entalpía( H): cantidad de calor que tiene contiene una
sustancia.
• Entropía (S): medida de la aleatoriedad o desorden de un
sistema.
• Energía libre o Energía de Gibbs(G): función
termodinámica que mide la energía utilizable de una
molécula.
• Presión(P):
• Temperatura(T):
• Volumen(V):
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19. ENTALPÍA - H
• Contenido energético de un sistema. Energía interna y energía
externa que es trabajo.
H= E + PV
H: entalpía
E: energía interna
P: presión
V: volumen
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20. REACCIONES EXOTÉRMICAS
• En los sistemas biológicos, las reacciones ocurren con cambios pequeños o
nulos de presión como del volumen.
• Si la cantidad de calor, liberado o absorbido, de los productos es menor que la
de los reactivos, ∆H será negativo, la reacción es exotérmica.
∆H= H productos- H reactivos
Hp < Hr
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21. REACCIONES ENDOTÉRMICAS
• Si la cantidad de calor, liberado o absorbido, de los productos es
mayor que la de los reactivos, ∆H será negativo, la reacción es
endotérmica.
∆H= H productos- H reactivos
Hp > Hr
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22. ENTROPÍA
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23. ENTROPÍA
•∆S el incremento de
entropía representa un
cambio en el grado de
aleatoriedad o desorden
de los componentes del
sistema.
• Todo valor de ∆S es positivo
para un proceso real.
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24. ENERGÍA LIBRE DE GIBBS
• Los sistemas biológicos:
• Incrementan la entropía del
universo.
• Utilizan energía para mantener el
orden.
• La energía libre es la que permite
realizar trabajo bajo condiciones
celulares.
• Dependen de la energía libre.
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25. ENERGÍA LIBRE DE GIBBS
• La variación de energía libre es una
medida de la espontaneidad
termodinámica.
• Cada reacción espontánea se
caracteriza por una disminución de
la ∆G, es decir, ∆G < 0 , así como un
aumento de ∆S universo.
• Son reacciones exergónicas,
liberadores de energía.
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26. REACCIONES EXERGÓNICAS
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27. EFECTOS A NIVEL MOLECULAR
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28. EFECTOS A NIVEL CELULAR
• Los gases como O₂ y CO₂
son desplazados en los
alveolos hacia otros
tipos celulares, en
función de los gradientes
de presión,
concentraciones y
temperatura, estos son
procesos espontáneos,
entropía.
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29. EFECTOS A NIVEL DE ECOSISTEMAS
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30. EFECTOS A NIVEL DE ECOSISTEMAS
• Del 47% de la energía solar, sólo
el 0,2% es absorbido por las
plantas.
• Flujo de energía abierto,
unidireccional y acíclico.
• El flujo de materia cíclico y
cerrado.
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31. MEDIDA DE ESPONTANEIDAD
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34. TRANSFERENCIA DE ENERGÍA
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