Biofísica de la termodinamica

7/24/2019 Biofsica de la termodinamica

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BIOFSICA termodinmica

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SISTEMA

Es una porcin del universo que se asla para suestudio:Cerrados: no intercambian materia pero si energa.Abiertos: intercambian materia y energa.Aislados: no hay ningn intercambio.

Los sistemas contienen limites:Adiabticos: no permiten el cambio de calor.Diatrmicos: si permiten cambio de calor.Rgido: no permiten el cambio de volumen.

Permeable: permiten el cambio de solutos.


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CONCEPTO DE CALOR:

El calor es una energa e transito que se puederelacionar con el sistema y su entorno.

Se produce transferencia de energa calrica paralograr una estabilidad de temperaturas entre elsistema y su entorno. O bien entre un sistemadividido en compartimentos.


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TRANSFORMACIONES DE UN SISTEMA

El sistema por un cambio en los componentes que lorodean sufre trasformaciones:Isobrica: si la presin de el sistema se mantieneconstante en la transformacin.

Isocrico: cuando el sistema contiene limites rgidos que

no permiten el intercambio de volmenes del mismo.Isotrmico: la temperatura de el sistema no varia durantla transformacin.

Adiabtico: cuando en la transformacin no se produceun intercambio de calor


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El sistema contiene diversas variables que hacen

cambiar su estado (variables de estado), osea almodificarse modifican el estado del mismo.Presin absoluta.Temperatura absoluta.Volumen absoluto.

Equilibrio trmico: se lograra el equilibrio trmico dun sistema cuando no halla un intercambio deenerga calrica, se relaciona de manera directa conlas variables de estado.


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LEY CERO DE LA TERMODINMICA

- Si los limites de el sistemapermiten el intercambiocalrico, los tres sistemas sencuentran en equilibrio.

- Si los limites que separana un sistema ABC,permiten el intercambiocalrico entre AyC, comoentre ByC pero NO entre

AyB igual el sistema seequilibra.

A B

C


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PRIMER PRINCIPIO DE LATERMODINMICA

La energa interna de un sistema es directamenteproporcional a el calor del mismo menos el trabajo.La energa interna de un sistema es la suma de laenerga cintica y potencial de las partculas que lacomponen.

Calor es energa en transito.El trabajo es el producto de presin con el volumen.

EI= Q - W


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SEGUNDO PRINCIPIO DE LATERMODINMICA

La entropa de un sistema siempre tiende aaumentar, en algunos casos se puede mantenerestableEntropa:

mide el grado de desorden de un sistema.

Siempre tiende al aumento.Es mayor o igual que cero.

Anlisis:Entropa positiva = reaccin espontanea.Entropa = 0 es sistema se encuentra en equilibrio

Entropa negativa = .reaccin no espontanea


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VARIABLES:

Modifican el estado del sistema.

Presin absoluta.Temperatura absoluta.Volumen absoluto.

Llevan al equilibrio termodinmi

Energa interna.

Entropa.Entalpia.Energa libre de gibs

DE ESTADO TERMODINAMICAS


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ENERGA LIBRE DE GIBS

Es la energa til para realizar un trabajo que selibera en la reaccin.Funciona como variable de estado por lo que esinteresante su variacin no el valor de la misma.

EG = entalpia- Temp. absoluta xentropa

EG= EU + P.V -Temp x

entropia


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ENTROPAEs la tendencia al desorden en un sistema.Tiende siempre al aumento, aunque llegara a supunto mximo cuando el sistema el entorno seencuentren en equilibrio.

En los seres humanosequilibrio es muerte.En un sistema abierto la entropa se trasforma.En un sistema cerrado siempre es positiva.Indica energa no til.


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ENTALPAEs el cambio calrico que se produce en una reaccinEs una variable de estado es decir que depende delestado inicial y final del sistema .

Se puede calcular remplazando en la formula de laenerga libre a Q por entalpia y despejando.

Analizando la entalpia se conoce el tipo de W:Si la entalpia aumenta, la reaccin adquiere calor y sedenomina endotrmica.

Si la entalpia disminuye, esta cediendo calor y se

denomina reaccin exotrmica


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CONCLUSIONES DETERMODINMICAFormulas, acciones.13


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FORMULAS

U= Q-W

U= Q P.V

Primer principide latermodinmica

S

!

Segundo principio de la

termodinmica"= #

$.S"= U % P.V

$.S

Energa libre de Gibs


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FORMULAS

S=Q&$

"= "' % n.(.$. )n *+,na+inicia/

Se utiliza para laaveriguacin de lavariacin dedesorden

Se calcula la energa libre conla utilizacin de el estndarque es propio para cadareaccin (dato)


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Si el sistema realiza trabajo sobre el entorno y seexpande el trabajo es positivo.

Si el entorno realiza trabajo sobre el sistema, y este se

contrae el trabajo es negativo.Si la entropa del sistema aumenta, la transformacin esespontanea.

Si la entropa del sistema disminuye, la transformacinno es espontanea.

Si la entropa del sistema es igual a cero este seencuentra en equilibrio.

Si la energa libre del sistema es negativa latransformacin es espontanea, mientras que si es positiv

la transformacin no ocurre de manera espontanea.


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APLICACIN DE POTENCIAL ELCTRICO

Cuando se calcula la energa libre de Gibs puede sercalculada con una diferencia de concentraciones obien con una diferencia de voltaje de las membranas

" =

-n.F.V

F: constante deFaraday: 96500Coulomb/mol

V: potencial elctrico:J/Coulomb

Siendo entonces ladiferencia de potencialelctrico, aquella que se dapor la carga de los iones enlos diferentes lados de lamembrana

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