Leyes de la termodinámica relacionadas al cuerpo humano

Integrantes:Muñoz Santana Paola

Pérez Figueroa Rubén David

Leyes fundamentales de latermodinámica

Principio de la conservación de la energía: para cada cambio físico o químico, la cantidad de energía en el universo permanece constante; la energía puede cambiar de forma o puede ser transportada de una región a otra, pero no puede ser creada o destruída.

Un ejemplo de ello sería la respiración celular aerobia, por esta vía metabólica la materia orgánica incorporada es transformada en energía química ( ATP) necesaria para satisfacer todos los procesos de energía que el organismo lo requiera

Leyes fundamentales de latermodinámica

• Esta ley marca la dirección en la que deben llevarse a cabo los procesos termodinámicos y, por lo tanto, la imposibilidad de que ocurran en el sentido contrario.

• También establece, en algunos casos, la imposibilidad de convertir completamente toda la energía de un tipo en otro sin pérdidas.

• Debido a esta ley también se tiene que el flujo espontáneo de calor siempre es unidireccional, desde los cuerpos a temperatura más alta a aquellos de temperatura más baja.

En la respiración celular aerobia, la energía química sintetizada por Fosforilación Oxidativa es retenida en el organismo para satisfacer sus funciones vitales y parte de la energía no disponible, la calórica, se disipa hacia el exterior

EJEMPLOEl aire inspirado esta generalmente a menor temperatura que el interior del organismo y, en su pasaje a través de las vías aéreas, se calienta hasta la temperatura del árbol respiratorio. La humedad contenida en el aire rara vez es del 100%, casi siempre es menor, y en los alvéolos pulmonares se produce la evaporación del liquido que tapiza en forma de delgada película, el interior del epiteliorespiratorio, eliminándose el aire espirado saturado de humedad a la temperatura de 36,5 ºC.Todos estos factores producen una perdida térmica.

Leyes fundamentales de latermodinámica

• 1. Principio de la conservación de la energía: para cada cambio físico o químico, la cantidad de energía en el universo permanece constante; la energía puede cambiar de forma o puede ser transportada de una región a otra, pero no puede ser creada o destruída.

Leyes fundamentales de latermodinámica

• 2. El universo tiende al desorden: en todos los procesos naturales, la entropía del universo se incrementa.

Leyes fundamentales de latermodinámica

• 3. La entropía de los cristales perfectos de todos los elementos y compuestos es cero en el cero absoluto de temperatura.

T= 37º CΔHfº C6H12O6 = – 673 kJ/mol

ΔHfº O2 = 0 kJ/mol

ΔHfº CO2 = -295.54 kJ/mol

ΔHfº H2O = -285.8 kJ/mol

∆𝐻=∑ 𝛥𝐻𝑓 º𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑡𝑜𝑠−∑ 𝛥𝐻𝑓 º 𝑟𝑒𝑎𝑐𝑡𝑖𝑣𝑜𝑠

C6H12O6 (c) + 6O2 (g) → 6CO2 (g) + 6H2O (l)

∆𝐻=∑ 𝛥𝐻𝑓 º𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑡𝑜𝑠−∑ 𝛥𝐻𝑓 º 𝑟𝑒𝑎𝑐𝑡𝑖𝑣𝑜𝑠𝛥𝐻𝑓 º 𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑡𝑜𝑠=(6𝑚𝑜𝑙 )(−285.8 𝑘𝐽

𝑚𝑜𝑙 )+(6𝑚𝑜𝑙)(−295.53 𝑘𝐽𝑚𝑜𝑙

)

𝛥𝐻𝑓 º𝑟𝑒𝑎𝑐𝑡𝑖𝑣𝑜𝑠=(1𝑚𝑜𝑙 )(−673 𝑘𝐽𝑚𝑜𝑙 )+ (6𝑚𝑜𝑙 )(0 𝑘𝐽

𝑚𝑜𝑙 )

C6H12O6 (c) + 6O2 (g) → 6CO2 (g) + 6H2O (l)

¿−673𝑘𝐽

¿−3488𝑘𝐽

T= 37º C

C6H12O6 (c) + 6O2 (g) → 6CO2 (g) + 6H2O (l)

∆𝑆=∑ 𝛥𝑆 °𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑡𝑜𝑠−∑ 𝛥𝑆 °𝑟𝑒𝑎𝑐𝑡𝑖𝑣𝑜𝑠𝛥𝑆 °𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑡𝑜𝑠=(6𝑚𝑜𝑙 )(213.7 𝐽

𝑚𝑜𝑙 𝐾 )+(6𝑚𝑜𝑙 )(70 𝐽𝑚𝑜𝑙 𝐾 )=¿

C6H12O6 (c) + 6O2 (g) → 6CO2 (g) + 6H2O (l)

𝛥𝑆 °𝑟𝑒𝑎𝑐𝑡𝑖𝑣𝑜𝑠=(1𝑚𝑜𝑙 )(182.4 𝐽𝑚𝑜𝑙 𝐾 )+(1𝑚𝑜𝑙 )(205 𝐽

𝑚𝑜𝑙 𝐾 )=¿

1702.2 𝐽 /𝐾

387.4 𝐽 /𝐾

C6H12O6 (c) + 6O2 (g) → 6CO2 (g) + 6H2O (l)

T= 37º C = (37 + 273.15) = 310.15 K

∆𝐺=∆𝐻−𝑇 ∆𝑆

C6H12O6 (c) + 6O2 (g) → 6CO2 (g) + 6H2O (l)

∆𝐺=∆𝐻−𝑇 ∆𝑆∆𝐺=−2815𝑘𝐽−(310.15𝐾 )(1314.8

𝐽𝐾

)

∆𝐺=−2815𝑘𝐽−407.78𝑘𝐽

∆𝐺=3222.78𝑘𝐽

Bibliografía

Gillespie et. al. (1990) Química, Barcelona: REVERTÉ, S. A.