Bienvenidos a nuestro blog. Somos estudiantes de primer semestre, carrera de medicina en la Universidad de Guayaquil. Disfruta de esta recolección de información, sobre los temas más importantes de biofísica aplicada a la medicina.
UNIDAD 1:Introducción a la biofísica; generalidades. Fenómenos biofísicos moleculares.
UNIDAD 2:Termodinámica de los sistemas Biológicos. Sistemas Biofísicos mecánicos.
UNIDAD 3:Descripción: Biofísica de los fluidos: hemodinámica; de la respiración; sistemas Bioeléctricos; Biofísica de la audición; visión; Biofísica nuclear.
El estudio de la biofísica en la medicina nos permite entender los fenómenos físicos que ocurren en el cuerpo humano y nos ayuda a establecer una relación entre los fenómenos físicos y los distintos sistemas del cuerpo humano. Entendemos a la biofísica como la parte de la biología y de la física que estudia los estados físicos de los seres vivos y las leyes que rigen la vida de los seres humanos.
En el presente trabajo se ha ido estudiando biofísica primero atendiendo a los fenómenos que ocurren en las células, en los tejidos y en los órganos por separados; luego, se atendió a las características biofísicas que presentan los distintos sistemas. Gracias a esto se puede descubrir que, en el cuerpo de los seres vivos, específicamente en nosotros, los seres humanos, ocurren distintos fenómenos físicos en el transcurso de toda la vida. Además de esto, también hemos logrado aprender sobre distintos instrumentos que son utilizados en el campo de la medicina, los cuales para su funcionamiento y completo entendimiento necesitan de bases biofísicas.
Resultados. Gracias a todo el trabajo de la cátedra de biofísica, hemos logrado captar la mayor cantidad de conocimientos sobre los procesos fisiológicos y biofísicos que ocurren en nosotros, logrando entender el por qué suceden ciertos procesos y las implicaciones físicas que estos conllevan. Finalmente, nos podemos dar cuenta que el estudio de biofísica es de suma importancia ya que este nos ayuda a comprender distintos procesos que ocurren en todos nosotros, los cuales son necesarios en nuestra formación médica.
Este proyecto es el resultado del esfuerzo en conjunto de todos los que formamos el grupo de trabajo. Por ello, agradecemos a Dios, por permitirnos entendernos en todo momento y aproximarnos a nuestro trabajo culminado.
A nuestros padres, quienes nos han apoyado incondicionalmente, sin dudar de nuestras habilidades. A ellos, que han motivado nuestra formación académica y nos impulsan a seguir, gracias.
El presente trabajo investigativo lo dedicamos principalmente a Dios, por ser el inspirador y darnos fuerza para continuar en este proceso de obtener nuestros anhelos más deseados. A nuestros padres, por su amor, trabajo y sacrificio, gracias a ustedes hemos logrado estar aquí́ y tratar de convertirnos en los profesionales del mañana.
A todas las personas que nos han apoyado y han hecho que el trabajo se realice con éxito en especial a aquellos que nos abrieron las puertas y compartieron sus conocimientos.
Objetivo: Comprender que es la Biofísica y sus ramas. Analizar los misterios del Origen del Universo. La estructura de la materia y sus diferentes elementos. Estudiar los Niveles de Organización de la Materia. La tabla periódica y los procesos biofísicos que existen.
La Biofísica es una subdisciplina de la Biología, explica los fenómenos biológicos aplicando los principios fundamentales de la naturaleza, al mismo tiempo la biofísica se fundamenta en los estudios proporcionados de la física; por ello, decimos que la biofísica es una ciencia interdisciplinaria. Es una ciencia reduccionista porque establece que todos los fenómenos observados en la naturaleza tienen una explicación científica predecible.
En otras palabras, es la parte de la Biología que va a estudiar los fenómenos y cambios fisiológicos en los seres vivos. Pero, ¿Cuáles son las propiedades de los seres vivos?
Son: organización, metabolismo, homeostasis, irritabilidad, movimiento, desarrollo, reproducción y adaptación. El conjunto de las reacciones químicas y físicas necesarias para la producción de energía y el mantenimiento de la vida se denomina metabolismo.
Pero una propiedad en especial que nos diferencian de cualquier otro ser vivo como las plantas es el: ADN
Biomecánica: Estudia la mecánica del movimiento en los seres vivientes; por ejemplo, la locomoción, el vuelo, la natación, el equilibrio anatómico, la mecánica de los fluidos corporales, la fabricación de prótesis móviles, etc.
Bioelectricidad: Estudia los procesos electromagnéticos y electroquímicos que ocurren en los organismos vivientes, así como también los efectos de los procesos electromagnéticos abióticos sobre los seres vivientes.
Bioenergética (termodinámica biológica): Se dedica al estudio de las transformaciones de la energía que ocurren en los sistemas vivientes; por ejemplo, la captura de energía por los biosistemas, la transferencia de energía desde y hacia el entorno del bioecosistema, el almacenamiento de energía en la célula, etc.
Bioacústica: Investiga y aplica la transmisión, captación y emisión de ondas sonoras por los biosistemas.
Biofotónica: Estudia las interacciones de los biosistemas con los fotones; por ejemplo, la visión, la fotosíntesis, etc.
Radiobiología: Estudia los efectos biológicos de la radiación ionizante y la no ionizante y sus aplicaciones en las técnicas biológicas de campo y de laboratorio.
Separatas de Biofísica, 2014. Link: file:///D:/respaldo%20general/Documents/Downloads/LIBRO_PROYECTO.pdf
El universo o cosmos como también puede llamarse, es el conjunto de toda la materia y energía existente y el espacio en el que se encuentran. La parte que podemos observar o deducir de él se denomina universo observable. El Universo es esencialmente homogéneo e isótropo, manteniendo una jerarquía ascendente entre planetas - estrellas - cúmulos estelares - galaxias - cúmulos de galaxias y supercúmulos de galaxias.
Está formado mayoritariamente por hidrógeno (H) y helio (He) junto a otros elementos químicos mucho menos abundantes que conforman su diversidad química.
Se considera que el universo está constituido por un 74 % de energía oscura, un 22 % de materia oscura y un 4% de átomos que componen la materia observable.
• La energía oscura es similar a la energía gravitatoria, pero de sentido contrario, ya que provoca la repulsión entre partículas.
• La materia oscura no puede observarse debido a que no emite ni refleja suficiente radiación electromagnética y su composición se desconoce.
La teoría de la relatividad se debe a Albert Einstein (1879-1955). Este científico se planteó averiguar por qué el universo se mantiene en equilibrio, pese al tiempo transcurrido, en vez de haberse producido la compactación de los astros debido a la fuerza de la gravedad. Einstein, sin realizar ningún experimento, llegó mediante cálculos matemáticos a unas conclusiones que, años más tarde, han sido confirmadas por las observaciones de los astrónomos.
En el universo no se puede distinguir si un cuerpo está en reposo absoluto o moviéndose con una velocidad constante. Tampoco se puede distinguir entre un cuerpo en movimiento acelerado y otro que esté sometido a un campo gravitatorio. Esto significa que en el universo es lo mismo que una peonza gire o que sea el universo el que gire a su alrededor y la peonza esté quieta. Las principales consecuencias de esta teoría son:
•El tiempo absoluto no existe, ya que la duración de un suceso depende de la velocidad del sistema en el que se realiza.
•El espacio y el tiempo constituyen una misma realidad, denominada espacio-tiempo.
•La masa y la energía son dos aspectos de una misma realidad física y una se puede convertir en la otra según la fórmula: E = m · c2
TEORIA DE LA EVOLUCION.
Las evidencias del proceso evolutivo son el conjunto de pruebas que los científicos han reunido para demostrar que la evolución es un proceso característico de la materia viva y que todos los organismos que viven en la Tierra descienden de un ancestro común. Las especies actuales son un estado en el proceso evolutivo, y su riqueza relativa es el producto de una larga serie de eventos de especiación y de extinción.
TEORÍA DEL CREACIONISMOS
El creacionismo es un sistema de creencias que postula que el universo, la tierra y la vida en la tierra fueron deliberadamente creados por un ser inteligente.Es decirfueron creados por Dios en un acto de creación único.
Se denomina ciencia al conjunto de conocimientos obtenidos mediante la observación y el razonamiento, y de los que se deducen principios y leyes generales. En su sentido más amplio se emplea para referirse al conocimiento en cualquier campo, pero que suele aplicarse sobre todo a la organización del proceso experimental verificable.
Al hablar del método científico es referirse a la ciencia (básica y aplicada) como un conjunto de pensamientos universales y necesarios, y que en función de esto surgen algunas cualidades importantes, como la de que está constituida por leyes universales que conforman un conocimiento sistemático de la realidad.
1. Las observaciones que el científico realiza sobre el fenómeno o sector de la realidad que va a estudiar.
2. La Experimentación, que consiste en trabajar con el fenómeno de estudio para realizar las cuestiones que el investigador le plantea (manipulación y control de variables o condiciones).
3. Diseñar una hipótesis premilitar que pueda explicar el fenómeno en cuestión.
4. Verificar (demostrar), de someter a una serie de pruebas empíricas e intelectuales la hipótesis preliminar formulada.
La materia es todo aquello que nos rodea, ocupa un lugar en el espacio y tiene masa. Está formada por sustancias que se encuentran presentes en la naturaleza, agrupadas como mezclas o como sustancias puras.
Las sustancias puras a su vez se clasifican en:
Sustancias simples: Constituidas por átomos de elementos o por moléculas de átomos de un solo elemento.
Compuestos: Constituidos por átomos de dos o más elementos.
Las mezclas pueden ser:
Homogéneas: como por ejemplo las soluciones o disoluciones y sus componentes se pueden separar por destilación.
Heterogéneas: como por ejemplo las suspensiones y sus componentes pueden ser separados por decantación.
Las propiedades generales son aquellas que presentan características iguales para todo tipo de materia. Dentro de las propiedades generales tenemos:
Masa = Es la cantidad de materia que posee un cuerpo.
Peso = Es la fuerza de atracción llamada gravedad que ejerce la tierra sobre la materia para llevarla hacia su centro.
Extensión = Es la propiedad que tienen los cuerpos de ocupar un lugar determinado en el espacio.
Impenetrabilidad = Es la propiedad que dice que dos cuerpos no ocupan el mismo tiempo o el mismo espacio.
Inercia= Es la propiedad que indica que todo cuerpo va a permanecer en estado de reposo o movimiento mientras no exista una fuerza externa que cambie dicho estado de reposo o movimiento.
Porosidad = Es la propiedad que dice que como la materia está constituida por moléculas entre ellas hay un espacio que se llama poro.
Elasticidad = Es la propiedad que indica que cuando a un cuerpo se le aplica una fuerza esta se deforma y que al dejar de aplicar dicha fuerza el cuerpo recupera su forma original; lógicamente sin pasar él límite de elasticidad.
Divisibilidad = Esta propiedad demuestra que toda la materia se puede dividir.
Todas las sustancias al formarse como materia presentan unas propiedades que las distinguen de otras y esas propiedades reciben el nombre de específicas y dichas propiedades reciben el nombre de color, olor, sabor, estado de agregación, densidad, punto de ebullición, solubilidad, etc.
La materia, está compuesta de átomos y cada uno va a poseer una determinada estructura. En el núcleo se encuentran los protones y neutrones:
•Los protones poseen carga eléctrica positiva.
•Los neutrones no tienen carga.
•En la corteza se encuentran los electrones.
•Los electrones orbitan en torno al núcleo y poseen carga eléctrica negativa.
Como aspectos más importantes de la estructura atómica y molecular de la materia son los siguientes:
ELEMENTOS: Un elemento químico es toda sustancia pura, por lo que mantiene las mismas propiedades en toda la muestra y presenta una única composición, que no es posible descomponer en otras más simples por métodos químicos habituales.
ÁTOMOS: La materia está constituida por partículas indivisibles por métodos químicos convencionales, llamadas átomos.
MOLÉCULAS: Se la definirse como la parte más pequeña de un compuesto que mantiene sus propiedades químicas. Existen moléculas diatómicas (de dos átomos) como por ejemplo O2, CO.
Con los datos y experimentos actuales, se han descrito dos grandes tipos de partículas elementales: fermiones y bosones.
Los fermiones son partículas con masa y se consideran las partículas elementales de la materia. Por su parte, los bosones son partículas sin masa que portan las fuerzas elementales: gravedad, fuerza electromagnética y las fuerzas nucleares fuerte y débil.
Los fermiones incluyen otros subtipos de partículas, los leptones y los quarks. Leptones y quarks interaccionan entre sí gracias a las fuerzas de interacción que transportan los bosones y forman las partículas subatómicas: electrones, neutrones y protones.
Los electrones se siguen considerando una partícula elemental en sí mismos, en concreto un tipo de leptón, pues no se ha conseguido dividir en partículas más pequeñas. Neutrones y protones están formados por combinación de tres quarks diferentes cada uno.
En definitiva, leptones y quarks son las partículas elementales de la materia más pequeñas conocidas.
Los leptones se definen como fermiones o partículas con masa que no experimentan interacción nuclear fuerte. Existen seis tipos de leptones, tres con carga eléctrica -1 (electrón, muón y tau) y tres sin carga y de mucha menor masa (neutrinos).
Son otro grupo de fermiones que, a diferencia de los leptones, experimentan la fuerza nuclear fuerte. Una de las características más peculiares de los quarks es que su carga eléctrica tiene valores no enteros; la carga eléctrica de los quarks es de -1/3 o +2/3, según el tipo de quark. Los quarks se presentan en seis sabores. 3 quarks tienen carga positiva de +2/3 (u, c y t), y 3 tienen carga negativa de -1/3 (d, s y b).
Los bosones son partículas sin masa responsables de las conocidas como fuerzas de interacción fundamentales: fuerza electromagnética, fuerza de la gravedad, fuerza nuclear fuerte y fuerza nuclear débil.
PARTES DE UN ÁTOMO
EL ELECTRÓN
Un electrón es una partícula elemental estable cargada negativamente que constituye uno de los componentes fundamentales delátomo. Por este motivo también se la puede definir como una partícula subatómica. Forma parte del grupo de los leptones.
EL PROTÓN
Un protón es una partícula subatómica con carga eléctrica positiva que se encuentra dentro del núcleo atómico de los átomos. El número de protones en el núcleo atómico es el que determina el número atómico de un elemento, como se indica en la tabla periódica de los elementos.
EL NEUTRÓN
El neutrón es un componente del núcleo de los átomos y está formado por dos quarks down y un quark up. El quark up tiene carga eléctrica +2/3. Los quarks down tienen cada uno carga eléctrica -1/3. Por lo cual, los neutrones tienen carga eléctrica resultante 0. (0 Coulomb)
NIVELES DE ORGANIZACIÓN DE LA MATERIA
La materia está organizada en niveles, desde el nivel subatómico hasta el mundo biológico y social. Cada nivel tiene métodos de estudio propios.
Del átomo al cuerpo humano: El Cuerpo humano constituye un todo único que se compone de diferentes sistemas que mantienen el metabolismo celular y hacen posible la vida. Todos los sistemas que conoces, como el locomotor, digestivo, respiratorio, urogenital, endocrino y nervioso, están constituidos por órganos. Los órganos son agrupaciones de tejidos con una estructura particular, adaptada a la función que desempeñan. Los órganos responden a patrones estructurales que estudiaremos en su momento.
·Subatómico: este nivel es el más simple de todo y está formado por electrones, protones y neutrones, que son las distintas partículas que configuran el átomo.
·Átomo: es el siguiente nivel de organización. Es un átomo de oxígeno, de hierro, de cualquier elemento químico.
·Moléculas: las moléculas consisten en la unión de diversos átomos diferentes para formar, por ejemplo, oxígeno en estado gaseoso (O2), dióxido de carbono, o simplemente carbohidratos, proteínas, lípidos...
·Celular: las moléculas se agrupan en unidades celulares con vida propia y capacidad de autorreplicación.
·Tisular: las células se organizan en tejidos: epitelial, adiposo, nervioso, muscular...
·Organular: los tejidos están estructuras en órganos: corazón, bazo, pulmones, cerebro, riñones...
·Sistémico o de aparatos: los órganos se estructuran en aparatos digestivos, respiratorios, circulatorios, nerviosos.
·Organismo: nivel de organización superior en el cual las células, tejidos, órganos y aparatos de funcionamiento forman una organización superior como seres vivos: animales, plantas, insectos.
·Población: los organismos de la misma especie se agrupan en determinado número para formar un núcleo poblacional: una manada de leones, o lobos, un bosque de arces, pinos...
·Comunidad: es el conjunto de seres vivos de un lugar, por ejemplo, un conjunto de poblaciones de seres vivos diferentes. Está formada por distintas especies.
·Ecosistema: es la interacción de la comunidad biológica con el medio físico, con una distribución espacial amplia.
·Bioma: Son ecosistemas de gran tamaño asociados a unas determinadas características ambientales: macroclimáticas como la humedad, temperatura, radiación y se basan en la dominancia de una especie, aunque no son homogéneos.
· Biósfera: es todo el conjunto de seres vivos y componentes inertes que comprenden el planeta tierra, o de igual modo es la capa de la atmósfera en la que existe vida y que se sustenta sobre la litosfera.
Para saber que es un compuesto primero hay que definir la palabra. Compuesto, en química es la unión de uno o más elementos de la tabla periódica. A su vez los compuesto se dividen en tres grandes ramas que son los compuestos Binarios, Terciarios y Cuaternarios.
•Los Compuestos Binarios son: Aquellos que tienen 2 electrones, en los cuales destacan el Ácido, Óxido, Anhídrido, Sal, Peróxido, Hidruro.
•Los Compuestos Terciarios son: Aquellos que tienes 3 electrones, en los cuales destacan Orto, Meta, Piro.
•Los Compuestos Cuaternarios son: Los que tienen 4 electrones, en esta rama entran los radicales.
A continuación se explican algunos de los compuestos binarios más importantes:
Óxidos: Se llama óxidos a los compuestos que se forman al combinarse oxigeno con los elementos. Puesto que los elementos se clasifican en metales y no metales, hay tres clases de óxidos metálicos o básicos y oxácidos.
Peróxidos: Algunos óxidos tienen un átomo más de oxigeno que los óxidos ordinarios. Para designar a estas sustancias se agrega el prefijo Per. En los peróxidos, el oxígeno funciona con valencia 1, por lo tanto el peróxido se forma con un Metal y en Oxigeno.
Anhídridos: Se forman gracias a la combinación de los no metales con el oxígeno
Base: Las bases o hidróxidos se caracterizan por tener en solución acuosa el radical hidroxilo. Por lo tanto los Hidróxidos se forman con en metal y un (OH)-1.
Ácido: Los ácidos son compuesto que se forman con un Hidrogeno y un no metal.
Sal: las sales son compuestos que se forman gracias a la unión de un metal con un no metal.
También denominado Sistema Periódico, es unesquema de todos los elementos químicos dispuestos por orden de número atómico creciente y en una forma que refleja la estructura de los elementos. Los elementos están ordenados en 7 hileras horizontales, llamadas periodos, y en 18 columnas verticales, llamadas grupos. Los grupos o columnas verticales de la tabla periódica fueron clasificados tradicionalmente de izquierda a derecha utilizando números romanos seguidos de las letras “A” o “B”, en donde la “B” se refiere a los elementos de transición.
El procedimiento para clasificar los elementos colocándolos por orden de su número atómico y el comportamiento químico de los elementos llevó a dividirla en:
o7 renglones horizontales llamados “períodos”, que corresponden a cada una de las 7 capas o niveles de energía: K, L, M, N, O, P, Q.
oEl número de columnas verticales se denomina “grupos”: I, II, III, IV, IV, VI, VII y VIII, y para que los elementos de propiedades semejantes se encuentren unos debajo de otros, cada uno de los grupos ha sido dividido en 2 subgrupos, a los que se les designa con la letra A y B. Por último, está el “grupo O” o gases nobles, que tienen como común denominador, la última capa orbital llena.
La importancia de la tabla periódica radica en determinar:
oNúmero atómico
oMasa atómica
oSímbolo
oActividad Química
oCaracterísticas del elemento por su grupo y período
oTipo o forma del elemento (gas, líquido, sólido, metal o no metal)
PERÍODOS
o1er período: se capa característica es la K y tiene únicamente 2 elementos (H y He).
o2do período: comprende en la estructura de sus átomos hasta la capa L, se le llama período corto por tener únicamente 8 elementos.
o3er período: su última capa es la M; también es un período corto de 8 elementos.
o4to período: su capa característica es la N, y contiene 18 elementos.
o5to período: su capa característica es la O, contiene 18 elementos.
o6to período: su capa característica es la P, contiene 32 elementos.
o7mo período: su capa característica es la Q, contiene 19 elementos. Es la última capa orbital posible de un elemento.
GRUPOS O FAMILIAS
oGrupo IA: son los metales alcalinos: litio, sodio, potasio, rubidio y cesio. Su número de valencia es +1.
oGrupo IIA: son los metales alcalinos-térreos: berilio, magnesio, calcio, estroncio, bario y radio. Su número de valencia es +2.
oGrupo IIIA: son los metales térreos: boro y aluminio. Su número de valencia es +3.
oGrupo IVA: familia del carbono; los primeros son dos no metales (carbono y silicio), y los tres últimos son metales (germanio, estaño, y plomo). Sus valencias más comunes son +2 y +4.
oGrupo VA: familia del nitrógeno: nitrógeno y fósforo (no metales), arsénico, antimonio y bismuto (metales). Su número de valencia más común es +1,+3,+5,-1 y -3.
oGrupo VIA: familia del oxígeno: oxígeno, azufre, selenio y teluro (no metales). Valencias -2, +2, +4 y +6.
oGrupo VIIA: familia de los halógenos: flúor, cloro, bromo y yodo. Son no metales. Valencias -1, +1, +3, +5 y +7.
oGrupo IB al VIIB: son los elementos de transición: todos ellos metales, entre los que destacan están: níquel, cobre, zinc, oro, plata, platino y mercurio. Su número de valencia varía según el elemento.
oGrupo VIII: en cada período abarca 3 elementos: fierro, cobalto y níquel; rutenio, rodio y paladio; osmio, iridio y platino. Sus números de valencia varían según el elemento.
oGrupo VIIIA u O: son los gases nobles: helio, neón, argón, kriptón, xenón y radón. Su número de valencia es 0.
De los 118 elementos son 94 metales, se encuentran en la naturaleza combinados con otros elementos, el oro, la plata, el cobre y platino se encuentran libres en la naturaleza. Son elementos metálicos.
oGRUPO IA: excepto el hidrógeno.
oGRUPO IIA: todos.
oGRUPO IIIA: excepto el boro.
oGRUPO IVA: excepto el carbono y el silicio.
oGRUPO VA: Sólo el antimonio y bismuto.
oGRUPO VIA: Sólo el polonio.
A todos los elementos de los grupos B, se les conoce también como metales de transición. Algunas de las propiedades físicas de estos elementos son:
oSon sólidos, menos el mercurio.
oEstructura cristalina.
oBrillo metálico y reflejan la luz.
oDúctiles y maleables.
oConductibilidad (calor y electricidad).
oPunto de fusión y ebullición alto.
Entre sus propiedades químicas se encuentran:
oSus átomos tienen 1,2 o 3 electrones en su última capa electrónica.
oSus átomos generalmente siempre pierden dichos electrones formando iones positivos.
oSus moléculas son monoatómicas.
oSe combinan con los no metales formando sales.
oSe combinan con el oxígeno formando óxidos, los cuales, al reaccionar con el agua, forman hidróxidos.
oSe combinan con otros metales formando “aleaciones”.
oRadio atómico: es la distancia que hay desde el centro del núcleo hasta el electrón más externo del mismo. El aumento del radio atómico está relacionado con el aumento de protones y los niveles de energía.
oEnergía de ionización: se denomina a la cantidad de energía necesaria para desprender un electrón a un átomo gaseoso en su estado basal.
oAfinidad electrónica: es la energía desprendida por dicho átomo cuando éste capta un electrón.
oElectronegatividad:medida relativa del poder de atraer electrones que tiene un átomo cuando forma parte de un enlace químico. La electronegatividad aumenta de izquierda a derecha y de abajo hacia arriba.
Materia es todo aquello que tiene masa y ocupa un lugar en el espacio. La materia está formada, como sabemos, por partículas muy pequeñas. La intensidad de las fuerzas de cohesión entre las partículas que constituyen un sistema material (porción de materia que pueda delimitarse y ser estudiada en forma individual) determina su estado de agregación. Todos los cuerpos están formados por materia, cualquiera que sea su forma, tamaño o estado. La materia se nos presenta en tres estados fundamentales de agregación:
•Sólido: azúcar, sal, hielo...
•Líquido: alcohol, agua, aceite...
•Gas: oxígeno, nitrógeno...
Propiedades de la materia:
La materia, en cualquiera de sus estados, tiene una serie de propiedades características como son:
•Densidad
•Dureza
•Punto de fusión
•Temperatura
•Volumen específico (volumen ocupado por la unidad de masa)
•Punto de ebullición... que no dependen de la cantidad de materia considerada.
SÓLIDOS: En los sólidos, las partículas están unidas por fuerzas de atracción muy grandes, por lo que se mantienen fijas en su lugar; solo vibran unas al lado de otras.
Propiedades:
- Tienen forma y volumen constantes. - Se caracterizan por la rigidez y regularidad de sus estructuras. - No se pueden comprimir, pues no es posible reducir su volumen presionándolos. - Se dilatan: aumentan su volumen cuando se calientan, y se contraen: disminuyen su volumen cuando se enfrían.
LÍQUIDOS: las partículas están unidas, pero las fuerzas de atracción son más débiles que en los sólidos, de modo que las partículas se mueven y chocan entre sí, vibrando y deslizándose unas sobre otras.
Propiedades:
- No tienen forma fija pero sí volumen.
- La variabilidad de forma y el presentar unas propiedades muy específicas son características de los líquidos.
- Los líquidos adoptan la forma del recipiente que los contiene.
- Fluyen o se escurren con mucha facilidad si no están contenidos en un recipiente; por eso, al igual que a los gases, se los denomina fluidos. - Se dilatan y contraen como los sólidos.
GASES: En los gases, las fuerzas de atracción son casi inexistentes, por lo que las partículas están muy separadas unas de otras y se mueven rápidamente y en cualquier dirección, trasladándose incluso a largas distancias.
Propiedades:
- No tienen forma ni volumen fijos. - En ellos es muy característica la gran variación de volumen que experimentan al cambiar las condiciones de temperatura y presión. - El gas adopta el tamaño y la forma del lugar que ocupa. - Ocupa todo el espacio dentro del recipiente que lo contiene. - Se pueden comprimir con facilidad, reduciendo su volumen. - Se difunden y tienden a mezclarse con otras sustancias gaseosas, líquidas e, incluso, sólidas. - Se dilatan y contraen como los sólidos y líquidos.
Plasma: Existe un cuarto estado de la materia llamado plasma, que se forman bajo temperaturas y presiones extremadamente altas, haciendo que los impactos entre los electrones sean muy violentos, separándose del núcleo y dejando sólo átomos dispersos. El plasma, es así, una mezcla de núcleos positivos y electrones libres, que tiene la capacidad de conducir electricidad.
Un ejemplo de plasma presente en nuestro universo es el sol. Otros ejemplos:
FENÓMENO: Todo cambio o transformación que se realice en la naturaleza, se clasifican en:
1. Fenómenos Químicos.
2. Fenómenos Físicos.
3. Fenómenos biofísicos- moleculares.
Fenómeno Físico. - las sustancias realizan un proceso o cambio sin perder sus propiedades características, es decir, sin modificar su naturaleza.
Son transformaciones transitorias, donde las mismas sustancias se encuentran antes y después del fenómeno, es decir, no hay alteración en su estructura molecular. Es fácilmente reversible mediante otro fenómeno físico.
Fenómeno Químico. - Unas sustancias se transforman en otras nuevas, de distinta naturaleza, se dice que ha tenido lugar un fenómeno químico.
Son transformaciones permanentes, donde una o varias sustancias desaparecen, y una o varias sustancias nuevas se forman, es decir hay alteraciones en su estructura íntima o molecular. No es reversible mediante procesos físicos.
Fenómenos biofísicos moleculares son procesos que se realizan en los seres vivos, los cuales se basan en leyes físicas y físico- químicas dando lugar a la formación de dichos fenómenos.
La tensión superficial se define en general como la fuerza que hace la superficie (la “goma” que se menciona antes”) dividida por la longitud del borde de esa superficie (OJO: no es fuerza dividida por el área de la superficie, sino dividida por la longitud del perímetro de esa superficie).
Podemos entender la tensión superficial como una especie de membrana elástica que dificulta “ingresar” al líquido. Por este fenómeno, algunos insectos tienen la posibilidad de posarse sobre el agua sin que se hundan.
La tensión de superficie γ es definida como la razón entre la fuerza de tensión F y la superficie d sobre cual actúa (fuerza por unidad de longitud). γ = F / d. La superficie del líquido se comporta como una membrana en tensión. De acuerdo con la teoría de atracción molecular, las moléculas de un liquido que se encuentran considerablemente debajo de la superficie actúan una sobre otra por medio de fuerzas que son iguales en todas direcciones. Sin embargo, las moléculas que se encuentran cerca de la superficie tienen una mayor atracción entre si, que las presente entre moléculas que están inmediatamente debajo de ella.
Las fuerzas que se encargan de la tensión superficial son la adhesión y la cohesión.
La adhesión es la propiedad de la materia por la cual se unen y plasman dos superficies de sustancias iguales o diferentes cuando entran en contacto, y se mantienen juntas por fuerzas intermoleculares.
Cohesión, es la atracción entre moléculas que mantiene unidas las partículas de una sustancia. La cohesión es diferente de la adhesión; la cohesión es la fuerza de atracción entre partículas adyacentes dentro de un mismo cuerpo, mientras que la adhesión es la interacción entre las superficies de distintos cuerpos.
Se describe como presión al acto y resultado de comprimir, estrujar o apretar; a la coacción que se puede ejercer sobre un sujeto o conjunto La hidrostática, por su parte, es la rama de la mecánica que se especializa en el equilibrio de los fluidos. La presión hidrostática, por lo tanto, da cuenta de la presión o fuerza que el peso de un fluido en reposo puede llegar a provocar.
Es aquella generada por un fluido en reposo, al contrario que la presión de un fluido en movimiento, llamada presión hidrodinámica. Se trata de una propiedad de suma importancia en el mundo, ya que una gran parte de la tierra está conformada de materia en estado líquido. Esta presión existe debido al peso que posee un fluido en reposo. Un fluido cualquiera ubicado en un recipiente genera presión sobre el fondo y los bordes que lo contienen.
ADHESIÓN Y COHESIÓN
ADHESIÓN
La adhesión es la atracción entre las superficies de dos cuerpos. Las dos superficies adyacentes pueden tener una composición química diferente. La adhesión es el proceso que tiene lugar cuando se unen tejidos u órganos que normalmente están separados.
La adhesión es la propiedad de la materia por la cual se unen y plasman dos superficies de sustancias iguales o diferentes cuando entran en contacto, y se mantienen juntas por fuerzas intermoleculares.
La cohesión es distinta de la adhesión. La cohesión es la fuerza de atracción entre partículas adyacentes dentro de un mismo cuerpo, mientras que la adhesión es la interacción entre las superficies de distintos cuerpos.
Es un proceso físico irreversible, en el que partículas materiales se introducen en un medio en el que inicialmente estaba ausente, aumentando la entropía (desorden molecular) del sistema conjunto formado por las partículas difundidas o soluto y el medio donde se difunden o disuelven.
La difusión es un proceso mediante el cual un fluido se mezcla gradualmente con otro debido a sus propiedades cinéticas, lo que constituye una demostración del movimiento aleatorio de los líquidos y los gases. Por ejemplo, cuando en el extremo de una habitación se abre una botella de disolución concentrada de amoniaco, después de un tiempo una persona que esté en el otro extremo de la habitación puede olerlo; la razón es que una molécula experimenta numerosas colisiones mientras se está moviendo desde un extremo al otro de la habitación.
ÓSMOSIS
¿Qué es?
Es el paso de moléculas de solventes o del agua de una región de mayor concentración a otra de menor concentración a través de la membrana La acción capilar es el resultado de la adhesión y la tensión superficial.
Es un proceso en el cual una especie de una mezcla fluida (líquido o gas) se adhiere sobre la superficie de un sólido con el cual está en contacto el fluido.
Un fenómeno fisicoquímico es aquel que implica un cambio físico, pero a su vez químico, esto es altera su estructura interna y a la vez la externa, comúnmente se analizan usando las ecuaciones termodinámicas (entalpía, entropía, energía libre de gibbs y de helmholtz) involucran mucho el potencial químico y velocidad de reacción.
Para resolver el problema que suponía la utilización de unidades diferentes en distintos lugares del mundo, en la XI Conferencia General de Pesos y Medidas (París, 1960) se estableció el Sistema Internacional de Unidades (SI). Para ello, se actuó de la siguiente forma:
ØEn primer lugar, se eligieron las magnitudes fundamentales y la unidad correspondiente a cada magnitud fundamental. Una magnitud fundamental es aquella que se define por sí misma y es independiente de las demás (masa, tiempo, longitud, etc.).
ØEn segundo lugar, se definieron las magnitudes derivadas y la unidad correspondiente a cada magnitud derivada. Una magnitud derivada es aquella que se obtiene mediante expresiones matemáticas a partir de las magnitudes fundamentales (densidad, superficie, velocidad).
La fuerza es una magnitud vectorial que mide la razón de cambio de momento lineal entre dos partículas o sistemas de partículas. Según una definición clásica, fuerza es todo agente capaz de modificar la cantidad de movimiento o la forma de los materiales.
Todas las actividades tienen en común que precisan del concurso de la energía.
La energía está presente también en los cambios químicos, como al quemar un trozo de madera o en la descomposición de agua mediante la corriente eléctrica.
Las formas de propagación térmica son: transmisión, radiación y convección. La transmisión es el paso de calor por contacto (calentando la base de una cuchara se calienta el mango). La radiación es un fenómeno de emisión (recibir calor del fuego de una chimenea). La convección supone el flujo de la materia (el agua en una cacerola que se calienta: en el fondo el agua caliente se dilata, pierde densidad y puede ascender; estando arriba se enfría, gana densidad y desciende para calentarse de nuevo).
La elasticidad es una propiedad que también se encuentra en muchosórganos, tejidos y músculos de los organismos, teniendo esto relación con la capacidad de crecer y volverse elásticos de acuerdo a diferentes situaciones.
Un ejemplo claro de órgano elástico es la del estómago, que puede aumentar varias veces su tamaño original para luego volver a su estado de reposo luego de haberse realizado el proceso de alimentación. Normalmente, en el caso de los órganos y músculos, la elasticidad tiene que ver con una correcta hidratación ya que la ausencia de agua (como sucede con la piel) resquebraja y atrofia a los diferentes tejidos.
Fibras colágenas: Son las más abundantes. Están formadas por la proteína colágeno. Brindan rigidez y resistencia al tejido. Son flexibles y resistentes.
Fibras elásticas: Son más pequeñas que las de colágeno, se ramifican y vuelven a reunirse libremente unas con otras. Están constituidas por la proteína (colágeno) y elastina. Las fibras elásticas son muy abundantes en la piel, los vasos sanguíneos y los pulmones, se estiran sin romperse hasta el 150% de su longitud.
La materia es todo lo que tiene una masa y ocupa un espacio. La masa es la medida de la cantidad de materia que posee un cuerpo. La fuerza necesaria para acelerar un cuerpo aumenta con la masa de éste (segunda ley de Newton).
ENERGÍA
La energía es la capacidad de un sistema para realizar trabajo o transferir calor. Así, un cuerpo caliente tiene más energía que uno frío, y puestos en contacto, el calor fluye del cuerpo frío hacia el caliente. Un gas dentro de un cilindro a elevada presión, empuja el pistón hacia el exterior, realizándose un trabajo.
Generalmente se divide en energía potencial (almacenada) y cinética (de los cuerpos en movimiento). La energía calorífica resulta del movimiento de átomos y moléculas; la energía química depende de los electrones, produciéndose cuando los átomos los ganan o los pierden al formar compuestos; la energía atómica depende de los protones y neutrones en el núcleo; exceptuando ésta, las formas clásicas de intercambio entre energías mecánica, química, térmica, eléctrica y radiante, son intercambios de modo directo y doble sentido, excepto para la mecánica que interactúa sólo con la térmica y la eléctrica.
El estudio de los procesos en los que la energía se transfiere como calor y trabajo se denomina termodinámica. El estado macroscópico de un sistema aislado solo se puede especificar si el sistema está en equilibrio térmico interno.
El primer principio de la termodinámica, también conocido como primera ley de la termodinámica, establece que “la energía no se crea ni se destruye, solo se transforma“. Esto quiere decir que si se realiza trabajo sobre un sistema o bien éste intercambia calor con otro, la energía interna del sistema cambiará.
El segundo principio de la termodinámica, también conocido como segunda ley de la termodinámica, establece que “la cantidad de entropía del universo tiende a incrementarse en el tiempo“. Esta ley marca la dirección en la que deben llevarse a cabo los procesos termodinámicos y, por lo tanto, la imposibilidad de que ocurran en el sentido contrario (por ejemplo, que una mancha de tinta dispersada en el agua pueda volver a concentrarse en un pequeño volumen).
El tercer principio de la termodinámica, también conocido como tercera ley de la termodinámica y, más adecuadamente como postulado de Nernst, afirma que “no se puede alcanzar el cero absoluto en un número finito de procesos físicos“, lo que, sucintamente, puede definirse como:
Al llegar al cero absoluto, 0 K, cualquier proceso de un sistema físico se detiene.
Al llegar al cero absoluto la entropía alcanza un valor mínimo y constante.(Espinoza, 2015)
Todos los seres vivos realizan tres funciones básicas: relación, nutrición y reproducción y como resultado del proceso evolutivo, todos los organismos, independientemente de la complejidad que poseen, presentan determinadas características comunes que implican transformaciones continuas e intercambio de energía, relacionadas con el funcionamiento del individuo como sistema termodinámico.
