Biofísica das trocas de calor

BIOFÍSICA DAS TROCAS DE CALOR Professora:

Luana Kárem Ferreira de Souza

"A felicidade não está em viver, mas em saber viver. Não vive mais o que mais vive, mas o que melhor vive." (Mahatma Gandhi)

Princípios da Física

Quando um sistema cede ou recebe calor variação da Temperatura

Temperatura é a medida do grau de agitação de um átomo ou molécula

Caloria (cal): quantidade de calor necessária para aumentar a temperatura de 1g de água de 14,5°C a 15,5°C,sob pressão normal.

SI: unidade de quantidade de calor é o joule(J) 1cal = 4,186J

Princípios Físicos

Trocas de calor: “Lei Zero da Termodinâmica”

http://biologototal.blogspot.com/2009/03/circulacao-de-materia-e-fluxo-de.html

http://gracienelacerda.blogspot.com/2010_06_01_archive.html

Biofísica das trocas de calor corporal

Mecanismos Orgânicos: Termogênese: produção de calor Termólise: dissipam calor

Processos básicos que suportam e mantêm a vida, onde a termogênese depende das reações envolvidas com os metabolismos e a homeostase exige uma oferta adequada de oxigênio para os tecidos.

(WESCHENFELDER , 2001)

Biofísica das trocas de calor corporal

Metabolismo basal: Consumo de oxigênio na transformação

metabólica dos alimentos Mecanismos reguladores que produzem e

dissipam calor corporal Equilíbrio da temperatura interna do corpo.


Termogênese Biológica

Termogênese mecânico: Produção de calor (ex. calafrio)

Contração desorganizada dos músculos esqueléticos

Resposta involuntária Resultante de uma atividade nervosa descontrolada

Termogênese química Mais lenta que a termogênese mecânica Meio mais importante para a manutenção da

temperatura corporal Gorduras - tecido adiposo marrom



O calor é um subproduto de todos os processos metabólicos Metabolismo de carboidratos, gorduras e

proteínas Exterior através de radiação, condução e

convecção Taxa metabólica basal: taxa de liberação

de calor durante as reações químicas 35% da energia dos alimentos calor

(GUYTON & HALL, 2006)


Produção de calor - metabolismo basal Cerca 1,5 kcal/min em um homem de 70Kg Calor gerado principalmente no fígado,

cérebro, coração e músculos esqueléticos Fatores que afetam a termogênese biológica:

Metabolismo muscular Influencia da tiroxina, hormônio do crescimento e

testosterona Efeito da epinefrina, norepinefrina e a

estimulação simpática Termogênese dos alimentos


Termólise Biológica

Velocidade da perda de calor: Velocidade da condução do calor dos órgão

profundos para a pele Velocidade de transferência do calor entre

a pele e o meio ambiente Sistema de Isolamento do corpo:

Pele, tecido subcutâneo e tecido adiposo Fluxo sanguíneo – Transferência de calor:

Plexo venoso e anastomoses arteriovenosas


(Guyton & Hall, 2006)


Radiação: Cerca de 60% da perda de calor corporal -

radiação calorífera (raios infravermelhos) Raios infravermelhos emitidos pela pele

humana Comprimento de onda entre 5 a 20 μm

Receber calor do corpo dissipá-lo sob forma de radiação eletromagnética - fundamental na transferência de calor entre o corpo e o meio.



Condução Transferência de calor por contato direto

entre um corpo frio e outro quente Auxilia na formação das correntes de

convecção por aquecer a moléculas de ar que entram em contato com a pele

Perda de 3% para objetos sólidos 15% para o ar



Convecção Transferência de energia térmica de um

sistema para outro Movimentação de massas de ar Força: diferença entre o empuxo do meio e

o peso das partículas do ar Clima Privado: efeito refrigerador que a

convecção de ar exerce sobre a pele



Vaporização Evaporação da água ao nível da pele e dos

pulmões Cerca de 20 a 25% do calor total perdido

pelo corpo humano Grandes queimados -perda calor está

prejudicada Mecanismo necessário em altas

temperaturas Evaporação do suor – Taxa de Sudorese


(Guyton & Hall, 2006)

Controle da Temperatura Corporal

Pecilotérmicos Não dispõe de mecanismos controladores de

temperatura corporal Atividade metabólica varia com a temperatura

ambiente Controlam essa variação por métodos

comportamentais Homeotérmicos

Possuem mecanismos controladores de temperatura corporal – atividade metabólica mesmo em grandes variações térmicas

Precisam ingerir mais alimento que outros animais(CAMBRAIA, 1998)


Pele: Órgão de vital importância - capacidade de

atuar como órgão refrigerador do corpo. Termorreceptores

Receptores para o calor e para o frio (10x mais) Pele fria evocação de reflexos imediatos Estímulos para Calafrios Inibição da Sudorese Vasoconstrição da pele



Receptores Corporais Profundos: Medula espinhal, vísceras abdominais e ao

redor de grandes veias Expostos à temperatura central Prevenção de Hipotermia



Hipotálamo: Balanço entre os processos de produção e

eliminação de calor Controle da produção de calor Regulação Vasomotora Regulação Sudomotora Regulação Metabólica

Hormônios que aumentam o metabolismo

WESCHENFELDER (2001); CAMBRAIA (1998)


Fig.: Mecanismo hipotalâmico e tronco cerebralFonte: Guyton, A.C, 1988, p.45


Acabou!!!

Referências Bibliográficas

CAMBRAIA, J., RIBEIRO, M. OLIVEIRA, J.A. E PACHECO, S. Introdução à Biofísica. Caderno Didático. Ed. UFV, 2005.

DOUGLAS, C.R. Tratado de Fisiologia Aplicada às Ciências da Saúde. 1ªed., São Paulo: Robe Editorial, 1994, p. 219 –48; 775-98; 1315-43.

GUYTON, A.C. Fisiologia Humana. 6ª. ed., Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1988, p.443 -530

GUYTON, A.C.; HALL, J.E. Tratado de Fisiologia Médica. 11ª ed. Rio de Janeiro, Elsevier Ed., 2006

OKUNO,Caldas e Chow. Física para Ciências Biológicas e Biomédicas. São Paulo: Editora Harper e Row, 1982

http://www.cuidaresaude.com.br/noticia.php?id=005

Biofísica das trocas de calor

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