1 Termodinámica Sistemas con elevadísimo número de partículas:El número de Avogadro: Mol: Cantidad de sustancia igual al número de átomos en 0,012 kg de C12 Conservación de la energía en procesos con intercambio de calor (Energía, calor y temperatura) Estados de equilibrio de un sistema Magnitudes macroscópicas y microscópicas

2 La temperatura Percepción fisiológica El equilibrio térmicoEscalas de temperatura: Celsius y absoluta (Kelvin) Temperatura y vida: el factor ambiental más influyente Límites de la vida: 0 ºC a 45 ºC (273 K a 318 K) Homeotermos y poiquilotermos Metabolismo: endotermos, ectotermos y heterotermos Significado microscópico: Proporcional a la energía cinética media: gas ideal

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7 La presión en los gases Definición Unidad SI: el pascal N/m2Otras unidades: atmósfera, mmHg, bar

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10 Trabajo de expansión de un gasTrabajo a presión constante Trabajo isotermo (gases ideales)

11 Intercambios de calor:transferencia de energía debida a diferencia de temperatura sin cambio de volumen (sin trabajo) energía desordenada Conducción Convección

12 Corrientes de convección

13 Radiación: ondas electromagnéticassin medio material Ley de Wien Espectro electromagnético y efecto invernadero

14 Espectro de ondas electromagnéticas

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17 El gas ideal Concepto Ecuación de estado

18 Procesos termodinámicos Representación gráfica (diagrama pV) Procesos cuasiestáticos (reversibles) En gases ideales isotermo (T constante, foco térmico) isócoro (V constante) isóbaro (p constante, foco de presión)

19 Primer principio de la Termodinámica Funciones de estadoEnergía interna Criterio de signos Consecuencias expansión isoterma de un gas ideal procesos cíclicos

20 Capacidades caloríficas de gases idealesGas monoatómico: gases nobles, metales... Gas diatómico: O2, N2, H2....

21 Balance energético del cuerpo humanoTasa metabólica de campo = 130 W (70 kg de masa) equivalente a kcal/día contenido energético de hidratos de carbono kcal/kg Función de las reservas 25 % Trabajo mecánico, eléctrico, químico, etc (≈ 30 W) 75 % Transferencia de calor al entorno (≈ 100 W) Funciones de la transferencia de calor i) Evitar el incremento de temperatura del organismo ii) Mantener la temperatura del organismo por encima de la temperatura ambiente

22 Mecanismos de transferencia de calorBidireccionales: conducción-convección radiación Unidireccional: evaporación de agua kcal/kg en los pulmones (≈ 15 W) transpiración Mecanismos de regulación (homeostasis) Temperatura de la piel Vasodilatación y vasoconstricción Transpiración (cuando es necesaria)

23 Segundo principio de la Termodinámica Procesos reversibles e irreversibles La entropía S: función de estado En un gas ideal

24 Sistemas aislados: sin intercambio de calor o trabajo con el exteriorProcesos reversibles: ΔS = 0 Procesos irreversibles: ΔS > 0 Ejemplos: Rev.: expansión isoterma de un gas Irrev.: expansión libre de un gas