conceptos de la termorregulación, y sus derivados.
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Biofísica de la termorregulación y
metabolismo energéticoIntegrantes:
Alvarado Montenegro Favio Ascencio Jesús Bautista Sánchez Bibiana Barturén Alvarado Luz Bruno Avalo Fiorella Boyd Gamarra Mariale Barrantes Lorena Campos Carrasco Carlos Calderón Idrogo Martha Calderón Vilcabana Nadia
TEMPERATURA Es una magnitud física escalar que mide el grado de agitación molecular en
el interior del cuerpo.
Una variable de estado de la materia relacionada con la energía cinética promedio de sus partículas.
No es energía; expresa el estado de agitación molecular de un cuerpo.
Los instrumentos que miden la temperatura de los cuerpos se denominan termómetros, estos pueden ser líquidos, de gas, de resistencia, bimetálicos, etc.
TEMPERATURA SEGÚN LOS LUGARES DE MEDICION
SENSACION TERMICA
Temperatura detectada por la piel de cada persona, frente a determinadas condiciones climáticas que no solo dependen de la temperatura del aire, sino también de la velocidad del viento, y de la humedad o vapor de agua que contiene el aire.
Si la temperatura es baja y hay viento, este aumenta la disipación de calor del cuerpo, haciendo que la sensación sea la que se experimentaría en un ambiente con una temperatura menor.
Si la temperatura del aire es 27°C, la sensación térmica es igual a esa temperatura si la humedad relativa es 40%. Sin embargo, si la humedad aumenta a 80% la persona se siente como si estuviera en un ambiente a 32°C.
SENAMHI: PARTE DE LA COSTA NORTE
CALOR
Energía en transición que se propaga en forma espontánea de los objetos de mayor T ° a los de menor T °.
1cal = 4,186J
Estudia las medidas de la cantidad de calor que intercambian dos o más cuerpos que están a diferentes temperaturas.
CALORIMETRIA
Q = C . M . T
Donde:• Q : calor intercambiado por un cuerpo • m : masa • C : calor específico • ΔT: variación de temperatura
Escala termométricas Son un conjunto de referencias para poder expresar la temperatura .
Para medir la temperatura es necesario disponer de un instrumento llamado termómetro.
Los termómetros pueden tener distintas escalas que permiten asignar un número a cada estado térmico.
Para calibrar un termómetro se deben considerar dos puntos de referencia, llamados puntos fijos. Algunas variantes en su determinación son las siguientes.
Los puntos fijos de esta escala son los de ebullición y fusión de una disolución de cloruro amónico en agua. En ella el grado 32 corresponde al 0 de la escala centígrada y el 212 al 100°C. Su Utilización se circunscribe a los países anglosajones y a Japón, aunque existe una marcada tendencia a la unificación de sistemas en la escala centígrada.
Gabriel Fahrenheit
Escala Fahrenheit
• Para esta escala, se toman como puntos fijos, los puntos de ebullición y de fusión del agua, a los cuales se les asignan los valores de 100 y 0 respectivamente.
• En esta escala, estos valores se escriben como 100° y 0° y se leen 100 grados Celsius y 0 grados Celsius respectivamente.
Anders Celsius
Escala Celsius
Escala Kelvin
William Thomson
Si bien en la vida diaria las escalas centígrada y Fahrenheit son las más importantes, en los estudios científicos se usa otra, llamada absoluta o de lord Kelvin, por haberla inventado este físico inglés. En la escala absoluta, al 0ºC le hace corresponder 273,15ºK (ºK se lee grados Kelvin); a los 100ºC corresponde 373,15ºK. Se ve inmediatamente que 0ºK está a una temperatura que un termómetro centígrado señalará como -273,15ºC
De Fahrenheit a Celsius
Fórmulas de conversión de temperatura
De Celsius a Fahrenheit
De Kelvin a Celsius
De Celsius a Kevin
De Kelvin a Fahrenheit
De Fahrenheit a
Kelvin
Los termómetros
Existen diversos tipos de termómetros que se construyen para fines específicos.
Termómetros clínicosTermorresistoresTermómetros de alcohol
Termómetro clínico
Termómetro de gas
Bimetálicos Termómetro de Alcohol
Dilatación
La variación de temperatura de un cuerpo provoca un cambio en sus
dimensiones.
Si la temperatura aumenta, se produce un aumento del volumen del
cuerpo, se produce un dilatación.
TIPOS
DILATACIÓN LINEAL:
Aumento de la materia en
una dimensión
DILATACIÓN POR ÁREA:
Aumento de la materia
en dos dimensiones
DILATACIÓN VOLUMÉTRIC
A: Aumento de la
materia en tres dimension
es
Coeficiente de dilatación lineal
Alargamiento que experimenta la
unidad de longitud de un cuerpo,
cuando la temperatura se
eleva 1º
unidad de es
Formula:
Tabla de coeficientes de dilatación lineal de
algunos materiales
Dilatación superficial o de área
Dilatación volumétrica
Dilatación de los líquidos
Dilatación anómala del agua
• Cuando su temperatura aumenta desde 0 °C a 4 °C, se contrae, y más arriba de los 4 °C comienza a dilatarse hasta llegar al punto de ebullición.
• Este comportamiento poco habitual del agua es muy importante en la naturaleza ya que si se comportara como los demás líquidos, la vida de las especies acuáticas no sería posible.
Dilatación de los gases
Formula: V=V0⋅(1+p⋅∆T)
APLICACIONES DE LA DILATACIÓN TÉRMICA EN LA VIDA COTIDIANA
Mecanismos Externos de Termorregulación
Mecanismos Externos de Termorregulación
De ganancia de Calor
De pérdida de Calor
Irradiación desde la
atmósfera
Radiación directa del Sol
Evaporación
Convección
Conducción
Radiación
La superficie del cuerpo absorbe una gran cantidad
de calor como radiación infrarroja. Se ha calculado
que el cuerpo humano obtiene 97%.
La atmósfera actúa como una pantalla amplificadora frente a las radiaciones provenientes del solo
y hace incidir las radiaciones infrarrojas directamente sobre el
cuerpo.
TIPOS
Transferencia de calor
Radiación
Energía electromagnética
Se propaga
Espacio vacío
A la velocidad de la luz
Objetos a T
Ambiente: R. Infrarroja
Alta: R. Visible y R. Infrarroja
La energía que los cuerpos emiten por este proceso se llama Energía radiante.
Donde:H, flujo de calor.e, es el coeficiente de emisividad o absorbancia (entre 0 y 1, cuerpo negro es 1, cuerpo completamente reflejante es 0).σ, es la constante de Stefan – Boltzmann, 5,67 × 10-8 W/m²K4
A, es el área del cuerpo.T, es la temperatura absoluta del cuerpo.
La cantidad de energía radiante emitida o calor radiado se expresa por Ley de Stefan-
Boltzmann
Todos los cuerpos radian energía en función de su temperatura
El flujo neto de calor irradiado:
Conducción:
En la conducción se transmite energía térmica, pero no
materia.
Es el modo de transferencia de calor a través de un cuerpo sólido o a través de
un fluido en reposo.
Esta transferencia de energía sin desplazamiento de materia desde zonas de un cuerpo que se encuentra a mayor temperatura a las
de menor temperatura se denomina conducción.
Algunos materiales presentan la propiedad de ser mejores
conductores del calor que otros.
Los malos conductores del calor se denominan aislantes.
El flujo de calor que se transmite se puede simbolizar mediante la siguiente expresión matemática:
Donde:
H = Flujo de calor (J s-1)
K= Es la constante de conductividad térmica
A= Área de la sección transversal (m2)
ΔT = T1-T2; (T1 es mayor que T2). (K)
L= Es la longitud (espesor). (m)
ConvecciónCorresponde a la transmisión del calor en los líquidos y gases por el movimiento de sus moléculas, en forma de corrientes cálidas ascendentes y frías descendentes.
En la convección se trasmite energía térmica mediante el transporte de materia
A diferencia con la conducción que es transmisión de calor por choque y agitación de átomos, la convección implica movimiento de masa.
Las corrientes de convección se generan, por ejemplo, en la atmosfera generan corrientes de viento afectando el clima. Otro ejemplo notable de corrientes por convección se ve en las costas, en donde la arena y el océano absorben distintamente el calor, esto genera corrientes de convección
La Evaporación
La evaporación es la transformación de moléculas desde la fase líquida a la fase gaseosa
Solo se evaporan las moléculas mas energéticas o sea , aquellas con energía cinética suficiente para vencer la fuerza de cohesión del líquido .
La pérdida de estas moléculas de alta energía hace bajar la energía cinética media de las
moléculas que permanecen en el liquido y de aquí que la temperatura del liquido
descienda también.
REGULACION DE LA TEMPERATURA
HIPOTALAMOTermostato, mantiene equilibrio térmico del cuerpo.Envía señales al SNC y SNP
TermorregulaciónIntegración
central
Hipotálamo anterior
Hipotálamo posterior
Termólisis Termogénesis
• Vasodilatación• Sudoración
• Disminución de la producción de
energía
• Vasoconstricción cutánea
• Piloerección• Aumento de la producción de calor
Balance térmico
Temperatura constante
Mecanismos de ajuste ordenados por el Hipotálamo
Mecanismos que reducen la temperatura corporal: Vasodilatación Sudación (Est. simpática, fibras colinérgicas. NaCl) Disminución de producción de calor
Mecanismos que elevan la temperatura corporal: Vasoconstricción cutánea (tambien como reflejo
desde la piel) Piloerección Aumento de la producción de calor:○ El acto de tiritar (también como reflejo desde la
piel)○ La excitacion simpática○ La secreción de tiroxina○ Inhibición de la sudoración (reflejo desde la piel)
Calentamiento excesivoSeñales al área preóptica del cerebro (delante del hipotálamo)Hasta 1,5 L por hora
800ml diariosProveniente de células
Vasos periféricosMayor flujo de sangre cerca de la piel (enfriamiento)Después de ejercicio: piel enrojecida
MECANISMOS INTERNOS – GANANCIA DE CALOR:
VOLUNTARIOS: Abrigarse (Corteza cerebral)
INVOLUNTARIOS:
VASOCONSTRICCIÓN
PILOERECCIÓN
TERMOGÉNESIS QUÍMICA
ESPASMOS MUSCULARES O TIRITONES
Centro nervioso simpático (hipotálamo)Señales para disminuir diámetro de vasos sanguíneos cutáneos Estimulación de SNS contrae músculos
erectores de la base de folículos pilosos.Cierra poros, evita perder calorSe forma capa de aire pegada al cuerpo: no hay convección
Hipotálamo libera TRH, esta estimula TSH, aumentando la producción de hormonas tiroideas(estimula el metabolismo)Estimulación del SNS estimula adrenalina y noradrenalina
Se establece cuando existe una modificación en el nivel de referencia
natural (punto de ajuste) que se establece en el hipotálamo debido
a la liberación de pirógenos
Efectos
Hipertermia Agotamiento
por calor Sincope por
calor Shock
térmico Hipotermia
extrema
1.- Fase de escalofríos: intento de regular la temp a la nueva referencia
2.- Fase de estabilidad térmica: Homeostasis a la nueva referencia3.- Fase de crisis: Disminución de
temperatura. Sudoración y vasodilatación
Mecanismos externos de ganancia de calorSe incluye la radiación directa del sol y la irradiación de la atmósfera.Radiación directa del solLa superficie del cuerpo absorbe una gran cantidad de calor como radiación infrarroja. Se ha calculado que el cuerpo humano obtiene 97%.Irradiación desde la atmósferaLa atmósfera actúa como una pantalla amplificadora frente a las radiaciones provenientes del solo y hace incidir las radiaciones infrarrojas directamente sobre el cuerpo.
Mecanismos externos de pérdida de calorEntre ellos se incluyen radiación, conducción, convección y evaporación.RadiaciónComo todo cuerpo con temperatura mayor de 26.5 ºC, los seres vivos también irradian calor al ambiente por medio de ondas electromagnéticas. Es el proceso en el que más se pierde calor (60%).ConducciónEs la transferecia de calor por contacto con el aire, la ropa, el agua u otros objetos (una silla, por ejemplo). Si la temperatura del medio circundante es inferior a la del cuerpo, la transferencia ocurre del cuerpo al ambiente (pérdida), si no, la transferencia se invierte (ganancia). En este proceso se pierde 3% del calor si el medio circundante es aire a temperatura normal. Si el medio circundante es agua, la transferencia aumenta considerablemente porque el coeficiente de transmisión térmica del agua es mayor que el del aire. Es el flujo de calor por gradiente. El fundamenti físico es la transferencia de energía calorífica entre moléculas.ConvecciónEste proceso, que ocurre en todo fluido, hace que el aire caliente ascienda y sea reemplazado por aire más frío. Así, se pierde 12% del calor. La tela (ropa) disminuye la pérdida. Si existe una corriente de aire (viento o ventilador mecánico) se produce una convección forzada y la transferencia es mayor. Si no hay aire más fresco para hacer el reemplazo, el proceso se detiene. Esto sucede, por ejemplo, en una habitación pequeña con muchas personas.EvaporaciónAsí se pierde 22% del calor corporal, mediante el sudor, debido a que el agua tiene un elevado calor específico y para evaporarse necesita absorber calor y lo toma del cuerpo, el cual se enfría. Una corriente de aire que remplace el aire húmedo por el aire seco, aumenta la evaporación. Para que se evapore 1 g de sudor de la superficie de la piel se requiere aproximadamente 0.58 kcal, las cuales se obtienen de la piel, con lo que ésta se enfría y, consecuentemente, el organismo. La evaporación de agua en el organismo se produce a través de los siguientes mecanismos:- Evaporación insensible o persepiración: se realiza en todo momento y a través d elos poros de la piel, siempre que la humedad del aire sea inferior al 100%. También se pierde agua a través de las vías respiratorias.- Formación del sudor por parte d elas glándulas sudoríparas, que están distribuidad por todo el cuerpo, pero especialmente en la frente, palmas de manos y pies y zona axilar y púbica.