FENÓMENOS
TERMODINÁMICOS, HOMEOSTÁTICOS Y DE REGULACIÓN DEL CUERPO HUMANO
Realizar análisis termodinámicos
basados en el contenido y transporte de energía permite estimar los efectos e
impactos de los procesos, pero, además, establecer el nivel de desperdicio
energético que el proceso introduce.
Se basa en la primera y segunda
leyes termodinámicas, balance de energía e imposibilidad de aprovechamiento
total. En este sentido, evalúa la posibilidad teórica de obtener el máximo
beneficio de un proceso llevando el sistema a su estado basal, correspondiente
a las condiciones del medio ambiente circundante al sistema en estudio. Resulta
una curiosidad termodinámica analizar el comportamiento del cuerpo humano como
un sistema autorregulable, en su calidad de sistema homeostático y evaluar su
respuesta cuando es expuesto a la radiación solar. Se incluye al final del
análisis el cálculo de la energía destruida en este proceso, aplicando para
ello un modelo idealizado.
Reservorios
termodinámicos
Se define como un reservorio una
región en el espacio en la cual se presentan procesos de transferencia de
energía entre sus fronteras y los alrededores. Existen los reservorios de
temperatura alta desde donde se emite energía y aquellos de temperatura baja
que reciben o absorben la energía. Los primeros se conocen como fuentes y los
segundos sumideros. Una consideración importante con respecto a los reservorios
es asumir que sus propiedades se mantienen constantes en el tiempo. Decimos que
realizan procesos a estado estable. En este sentido, el sol constituye una
fuente ideal (reservorio caliente) ya que su enfriamiento abarca espacios de
tiempo de muchos millones de años y con respecto a nuestro sistema y parámetros
de medida, en un par de siglos no refleja variaciones sensibles.
No sería la misma consideración
para una taza de café muy caliente que en un lapso de veinte minutos estará
fría, es decir, en equilibrio con la temperatura del medio ambiente que rodea
al sistema taza. Por otra parte, con relación a los sumideros, veamos los
alrededores de nuestra taza de café. Obviamente, se percibirá el flujo de calor
calentándose, aunque sea en una pequeña cantidad. A mayor tamaño de la fuente,
mayor el choque térmico y el aumento de temperatura mayor. Estamos hablando
entonces de un sumidero no ideal. Sin embargo, la atmosfera terrestre en su
conjunto representa un sumidero ideal ya que se mantiene la temperatura
promedio constante. Este aspecto está siendo cuestionado en la actualidad, dado
que en muy buena parte por las acciones humanas la temperatura promedio de la
atmosfera este aumento con el fenómeno del calentamiento global, lo que a
finales de cuentas muestra que nuestra atmosfera al igual que el sol no son
reservorios ideales.
HOMEOSTASIS
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Fuente:
https://www.emaze.com/@ACFQTFTO
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En la naturaleza los procesos
fisicoquímicos y termodinámicos son autorregulables. Es decir, tienden a la
búsqueda del equilibrio para compensar los cambios que el medio ambiente,
agentes externos al sistema, introducen en los sistemas vivos o inanimados.
Estos mecanismos de autorregulación, llamados procesos homeostáticos en los
seres vivos ocurren con cambios infinitesimales en las condiciones del sistema,
prácticamente imperceptibles, que gradualmente buscan devolver al estado de
equilibrio o condición de salud. Especialmente validos estos procesos para los
sistemas y organismos vivos, se incluye al planeta tierra visto en un todo como
un ser viviente. En el ser humano tenemos por ejemplo el caso de una herida que
se infecta por exposición al medio ambiente contaminado. La respuesta inmediata
del organismo es librar anticuerpos que combatan la presencia de la infección.
Se establece una batalla, que en
principio son una serie de reacciones bioquímicas exotérmicas que originan un
aumento en la temperatura corporal y estado de fiebre. La aplicación de
antibióticos sirve para fortalecer el sistema de defensa natural y acelerar el
proceso de destrucción de la enfermedad. Otro ejemplo menos dramático lo
constituye la exposición al sol por parte de un deportista. La incidencia de
radicación solar sobre el organismo origina un aumento en la temperatura
corporal que es inmediatamente contrarrestada a través de la exudación. En este
proceso la vaporización de líquidos origina enfriamiento y regulación térmica. Más
adelante, vamos a desarrollar un modelo teórico de este proceso para analizar
la generación de energía. Previo, algunas otras consideraciones teóricas.
EXTRAÍDO: Salazar, F. (2019). Termodinámica: Exergía. Retrieved from http://www.incytde.org/incytde/node/133
