domingo, 24 de febrero de 2019

FENÓMENOS TERMODINÁMICOS HOMEOSTÁTICOS DE REGULACIÓN DEL CUERPO HUMANO

Fenómenos termodinámicos
Los fenómenos térmicos son aquellos que están relacionados con la emisión y la absorción del calor. Estos fenómenos pueden ser encontrados en cada actividad que el hombre realiza diariamente: el calentamiento de la atmósfera por la radiación solar, la climatización de los locales por medio del aire acondicionado, la cocción de los alimentos y su refrigeración.
Una característica general de los fenómenos térmicos es que existen cuerpos que ceden energía en forma de calor, y otros que son capaces de absorber dicha energía. Con el objetivo de caracterizar cuantitativamente la emisión o la absorción del calor, se ha establecido el concepto cantidad de calor.
La cantidad de calor (Q) se define como la energía cedida o absorbida por un cuerpo de masa (m), cuando su temperatura varía en un número determinado de grados. La cantidad de calor (Q) está relacionada directamente con la naturaleza de la sustancia que compone el cuerpo. La dependencia de la cantidad de calor con la naturaleza de la sustancia se caracteriza por una magnitud denominada calor específico de la sustancia.

El calor específico de la sustancia se representa con la letra C y se define como la cantidad de calor requerida por la unidad de masa de una sustancia para variar su temperatura en 1 °C. El calor específico (C) se expresa en unidades de energía [joule (J), kilocaloría (kcal), caloría (cal), etc.)] por unidades de masa [(gramo (g), kilogramo (kg), libra (lb), etc.] y temperatura [grado centígrado (°C)]. (Anónimo, Fisica I, 2014)

Fenómenos homeostáticos de regulación del cuerpo humano
La temperatura corporal depende de las condiciones de temperatura ambiental y de actividad física, ya que de la energía total liberada durante el metabolismo se emplea aproximadamente una quinta parte en el trabajo y lo demás se libera en forma de calor; este calor debe ser disipado para mantener las condiciones de temperatura adecuadas en el cuerpo humano.  Hay dos tipos de temperaturas, la temperatura central (núcleo: cerebro, grandes vasos, vísceras, músculo profundo, sangre) se mantiene constante.                                                  
La temperatura periférica (piel, mucosas, músculos, extremidades, etc.) es variable. La temperatura normal del cuerpo de una persona varía dependiendo de su género, su actividad reciente, el consumo de alimentos y líquidos, la hora del día y, en las mujeres, de la fase del ciclo menstrual en la que se encuentren.
Proceso mediante el cual un grupo de seres vivos denominados homeotermos mantienen su temperatura corporal dentro de unos límites, independientemente de la temperatura ambiental. El proceso consume energía química procedente de los alimentos ya que estos organismos tienen mecanismos para producir calor en ambientes fríos o para ceder calor en ambientes cálidos, conocidos en su conjunto como termorregulación. Estos mecanismos están situados en el hipotálamo, la piel, el aparato respiratorio, etc.


Temperatura
La temperatura corporal permite evaluar la eficiencia de la regulación térmica que se presenta en el cuerpo humano en función de los cambios en la temperatura ambiental y la intensidad de la actividad realizada.

Ilustración 67-Temperatura
http://medicinaelska.blogspot.com/2016/03/temperatura-corporal-la-temperatura.html
La temperatura corporal depende de las condiciones de temperatura ambiental y de actividad física, ya que de la energía total liberada durante el metabolismo se emplea aproximadamente una quinta parte en el trabajo y lo demás se libera en forma de calor; este calor debe ser disipado para mantener las condiciones de temperatura adecuadas en el cuerpo humano. Hay dos tipos de temperaturas, la temperatura central (núcleo: cerebro, grandes vasos, vísceras, músculo profundo, sangre) se mantiene constante.
La temperatura periférica (piel, mucosas, músculos, extremidades, etc.) es variable. La temperatura normal del cuerpo de una persona varía dependiendo de su género, su actividad reciente, el consumo de alimentos y líquidos, la hora del día y, en las mujeres, de la fase del ciclo menstrual en la que se encuentren.
La temperatura corporal normal de acuerdo a la Asociación Médica Americana (American Medical Association), puede oscilar entre 97,8° F (o Fahrenheit, equivalentes a 36,5°C, o Celsius) y 99°F (37,2°C). Aumenta lentamente a lo largo del día, hasta alcanzar un máximo de 37,2 ºC (algo más en algunas personas) entre las 6 y las 10 de la tarde, y desciende lentamente hasta un mínimo a las 2-4 de la madrugada. La temperatura es más lábil en lactantes, y con el ejercicio físico intenso suelen producirse grandes subidas de la misma. (Alexis Meneses, Daissy Toloza, 2005)
Niños 0-3 meses
99,4° F
37,44° C
Niños 3-6 meses
99,5° F
37,50° C
Niños 6 meses-1 año
99,7° F
37,61° C
Niños 1 a 3 años
99° F
37,22° C
Niños 3 a 5 años
98,6° F
37° C
Niños 5 a 9 años
98,3° F
36,83° C
Niños 9 a 13 años
98° F
36, 67° C
Niños 13 años hasta adulto
97,8 a 99,1° F
36,56 a 37,28° C
Tabla 4-Temperatura normal aproximada por edad
Autores: Nathaly Morales y Rommel Rosales
Fuente:
http://www.dalcame.com/tc.html#.XBvtn1wzbIV
Proceso mediante el cual un grupo de seres vivos denominados homeotermos mantienen su temperatura corporal dentro de unos límites, independientemente de la temperatura ambiental. El proceso consume energía química procedente de los alimentos ya que estos organismos tienen mecanismos para producir calor en ambientes fríos o para ceder calor en ambientes cálidos, conocidos en su conjunto como termorregulación. Estos mecanismos están situados en el hipotálamo, la piel, el aparato respiratorio, etc. 
Sitios para la obtención de la Temperatura

 Oral: Sublingual durante un tiempo aproximado de cuatro minutos. Se debe tener en cuenta la última ingesta; se puede tomar la temperatura mínimo 15 minutos después de la ingesta. La temperatura oral se puede medir en todos los pacientes, excepto, en los que están inconscientes, sufren confusión mental, convulsiones, afecciones de nariz, boca o garganta y los niños menores de 6 años.
Rectal: Lubricar el termómetro y proteger la intimidad del paciente. El resultado tiende a ser 0,5 a 0,7°C mayor que la temperatura oral. La temperatura rectal es recomendable para el paciente menor de 6 años, a menos, que se le haya practicado cirugía rectal o presente algún tipo de anormalidad en el recto.
Axilar: Es recomendable en adultos y niños mayores de 6 años; se deja el termómetro durante cinco minutos. El resultado es 0,5ºC menor que la temperatura oral. (Alexis Meneses, Daissy Toloza, 2005)
Radiación Térmica o Calorífica
Se denomina radiación térmica o radiación calorífica a la emitida por un cuerpo debido a su temperatura. Esta radiación es radiación electromagnética que se genera por el movimiento térmico de las partículas cargadas que hay en la materia. Todos los cuerpos (salvo uno cuya temperatura fuera cero absoluto) emiten debido a este efecto radiación electromagnética, siendo su intensidad dependiente de la temperatura y de la longitud de onda considerada. En lo que respecta a la transferencia de calor la radiación relevante es la comprendida en el rango de longitudes de onda de 0,1 µm a 1000 µm, abarcando por tanto la región infrarroja del espectro electromagnético.
La materia en un estado condensado (sólido o líquido) emite un espectro de radiación continuo. La frecuencia de onda emitida por radiación térmica es una función de densidad de probabilidad que depende solo de la temperatura.
Los cuerpos negros emiten radiación térmica con el mismo espectro correspondiente a su temperatura, independientemente de los detalles de su composición. Para el caso de un cuerpo negro, la función de densidad de probabilidad de la frecuencia de onda emitida está dada por la ley de radiación térmica de Planck, la ley de Wien da la frecuencia de radiación emitida más probable y la ley de Stefan-Boltzmann da el total de energía emitida por unidad de tiempo y superficie emisora (esta energía depende de la cuarta potencia de la temperatura absoluta).
A temperatura ambiente, vemos los cuerpos por la luz que reflejan, dado que por sí mismos sólo emiten en su mayoría luz infrarroja. Si no se hace incidir luz sobre ellos, si no se los ilumina, no podemos verlos. A temperaturas más altas, vemos los cuerpos debido a la considerable luz visible que emiten, pues en este caso son luminosos por sí mismos. Así, es posible determinar la temperatura de un cuerpo de acuerdo a su color, pues un cuerpo que es capaz de emitir luz visible se encuentra a altas temperaturas.
La relación entre la temperatura de un cuerpo y el espectro de frecuencias de su radiación emitida se utiliza en los pirómetros. (colaboradores de Wikipedia, 2018)
Tipos de radiaciones:


·         radiación de radio
·         radiación de microondas
·         radiación infrarroja
·         radiación visible
·         radiación ultravioleta
·         radiación X
·         radiación gamma (es la que emite más energía y la más peligrosa)


Evaporación
La evaporación es un proceso de transición de fase que experimenta una sustancia a partir de un estado líquido a un estado de vapor o gas. Este proceso ocurre solamente en la superficie entre el líquido y el gas. La evaporación es el inverso de condensación (transición de gas a líquido).

Ilustración 70-Evaporación http://fisica.cubaeduca.cu/media/fisica.cubaeduca.cu/medias/interact
La evaporación se diferencia de la ebullición en términos de proceso. La evaporación ocurre solamente en la superficie, mientras que la ebullición ocurre dentro de la masa líquida. Este es un proceso endotérmico ya que requiere calor para generar la transición de fase (calor necesario para vencer las fuerzas de cohesión molecular en la fase líquida y en el trabajo de expansión cuando se vaporiza el líquido)
El proceso de evaporación depende de la intensidad del movimiento térmico de las moléculas: cuanto más rápido se mueven las moléculas, más rápida se produce la evaporación. Además la velocidad de la difusión externa (en relación con la sustancia) influye en la evaporación, así como en las propiedades de la sustancia misma: por ejemplo, el alcohol se evapora mucho más rápidamente que el agua. Otro factor importante es también la superficie del líquido con el que se produce la evaporación: a partir de un vidrio estrecho se producirá más lentamente que a partir de una placa ancha. (TP - Laboratorio Químico, 2018)
Evaporación (Mecanismo externo de pérdida de calor del cuerpo humano)
 Mediante la evaporación del sudor se pierde el 22 % del calor corporal, ya 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 reemplace 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 requieren aproximadamente 0,58 kcal las cuales se obtienen del tejido cutáneo, con lo que la piel se enfría y consecuentemente el organismo.
La evaporación de agua en el organismo se produce por los siguientes mecanismos:             
Evaporación insensible o perspiración: se realiza en todo momento y a través de los poros de la piel, siempre que la humedad del aire sea inferior al 100 %. También se pierde agua a través de las vías respiratorias.
-Evaporación superficial: formación del sudor por parte de las glándulas sudoríparas, que están distribuidas por todo el cuerpo, pero especialmente en la frente, palmas de manos, pies, axilas y pubis. (colaboradores de Wikipedia, 2018)
Sudor


La transpiración (también llamada sudoración o, a veces, sudación) es la producción y evaporación de un fluido, que consiste principalmente de agua, así como una cantidad más pequeña de cloruro de sodio (el componente principal de la "sal de mesa"), a través de las glándulas sudoríparas de la piel de los mamíferos. El sudor también contiene los productos químicos u odorantes 2-metilfenol (o-cresol) y 4-metilfenol (p-cresol).
En los humanos, la sudoración es principalmente un medio de termorregulación, aunque se haya propuesto que los componentes del sudor del macho pueden actuar como feromonas. La evaporación del sudor en la superficie de la piel tiene un efecto refrescante debido al calor latente de la evaporación del agua. De ahí que, en ambientes calurosos, o cuando los músculos del individuo se calientan debido al esfuerzo, se produzca más sudor. La sudoración aumenta con el nerviosismo y las náuseas, y disminuye con el frío. Los animales con pocas glándulas sudoríparas, como los perros, llevan a cabo una regulación de temperatura similar mediante el jadeo, que evapora el agua de la mucosa húmeda de la cavidad bucal y la faringe. Los primates y los caballos tienen axilas, que sudan de manera similar a las de los humanos. (Pérez, s.f.)


Véase también en:
http://minnimoor.blogspot.com/2014/11/fenomenos-termodinamicos-y-contaminacion.html
http://www.dalcame.com/tc.html#.XHhNC4gzbIW
https://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Radiaci%C3%B3n_t%C3%A9rmica&oldid=111908231
https://www.tplaboratorioquimico.com/laboratorio-quimico/procedimientos-basicos-de-laboratorio/evaporacion.html
https://www.muydelgada.com/wiki/Sudar/

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