Fenómenos químico y Leyes de la termodinámica.

“Son los cambios que presentan las sustancias cuando, al reaccionar unas con otras, pierden sus características originales y dan lugar a otra sustancia, con propiedades diferentes.

 Como ejemplos se tienen los siguientes: la combustión de materiales como el papel, un cerillo o el gas casero; la oxidación de un clavo; el efecto que produce un ácido sobre un metal; la reacción de una sustancia con otra, como sería el caso del hidrogeno con el oxígeno para formar agua, o el del sodio con el cloro para formar cloruro de sodio.

Ejemplos muy representativos de fenómenos físicos y químicos son la elasticidad y la combustión, respectivamente. Se conoce como elasticidad a la capacidad de los cuerpos

para recuperar su forma original cuando cesa de aplicárseles una fuerza; ejemplo de ello es la elasticidad de un resorte, de una liga o de un suéter.

La mayoría de los fenómenos que ocurren en la naturaleza han sido estudiados por el hombre, cuantas veces lo ha creído necesario, para conocerlos y poder aprovecharlos en su beneficio.” (SAVIO, 2012)

MAGNITUDES Y MEDIDAS. FUERZA Y ENERGÍA MAGNITUD

CLASIFICACIÓN:

1.   Medición de magnitudes:

“Es algo cuantificable, es decir, medible. Las magnitudes pueden ser directamente apreciables por nuestros sentidos, como los tamaños y pesos de las cosas, o más indirectas (aceleraciones, energías). Medir implica realizar un experimento de cuantificación, formalmente con un instrumento especial (reloj, balanza,

·         Magnitud: Toda propiedad de un cuerpo que se puede medir. Ej.: longitud, tiempo, temperatura.

·         Medir: Consisten en comparar una magnitud con otra similar que tomamos como unidad, y comprobar cuántas veces contiene la magnitud a dicha unidad. El resultado de una medida es siempre un número y una unidad.

·         Requisitos de una unidad.

2.                   Magnitudes fundamentales y magnitudes derivadas:

·         Magnitudes fundamentales: aquellas de las que pueden deducirse todas las demás magnitudes. Ej.: longitud, masa, tiempo, temperatura, intensidad de la corriente eléctrica.

·         Magnitudes derivadas: se definen a partir de las magnitudes fundamentales, como combinaciones de ellas. Ej.: velocidad, densidad, aceleración.

3.                   Magnitudes escalares y magnitudes vectoriales:

·         ·Magnitudes escalares: Son aquéllas que quedan completamente definidas por un número y las

·         unidades utilizadas para su medida. Ej: temperatura, masa, densidad,...

·         ·Magnitudes vectoriales: Son las magnitudes que quedan caracterizadas por una cantidad (intensidad o módulo), una dirección y un sentido. Se representan mediante un vector. Ej: velocidad, aceleración, fuerza.

·         ·Vector: Se representa como un segmento orientado, con una dirección, dibujado de forma similar a una "flecha". Su longitud representa el módulo del vector y la "punta de flecha" indica su dirección. Su dirección y su sentido coinciden con los de la magnitud. Todo vector tiene un origen y un extremo.

·         Las magnitudes estaban relacionadas con la medición de longitudes, áreas, volúmenes, masas patrón, y la duración de periodos de tiempo.” (ALEJANDRO BRAVO, 2015)

FUERZA

“La fuerza es una magnitud física que mide la intensidad del intercambio de momento lineal entre dos partículas o sistemas de partículas (en lenguaje de la física de partículas se habla de interacción). Según una definición clásica, fuerza es todo agente capaz de modificar la cantidad de movimiento o la forma de los materiales. No debe confundirse con los conceptos de esfuerzo o de energía.”

1. 

ENERGÍA

“Energía» se define como la capacidad para realizar un trabajo. En tecnología y economía, «energía» se refiere a un recurso natural (incluyendo a su tecnología asociada) para extraerla, transformarla y darle un uso industrial o económico

Al mirar a nuestro alrededor se observa que las plantas crecen, los animales se trasladan y que las máquinas y herramientas realizan las más variadas tareas. Todas estas actividades tienen en común que precisan del concurso de la energía.

 La energía es una propiedad asociada a los objetos y sustancias y se manifiesta en las transformaciones que ocurren en la naturaleza.

Es algo cuantificable, es decir, medible. Las magnitudes pueden ser directamente apreciables por nuestros sentidos, como los tamaños y pesos de las cosas, o más indirectas (aceleraciones, energías). Medir implica realizar un experimento de cuantificación, formalmente con un instrumento especial (reloj, balanza, termómetro).” (VEINTIMILIA, 2018)

MEDICIÓN DE MAGNITUDES:

·                 “Magnitud: Toda propiedad de un cuerpo que se puede medir. Ej.: longitud, tiempo, temperatura.

 ·                 Medir: Consisten en comparar una magnitud con otra similar que tomamos como unidad, y comprobar cuántas veces contiene la magnitud a dicha unidad. El resultado de una medida es siempre un número y una unidad.

ü  Requisitos de una unidad:

·         Ha de ser fija, constante.

·         Universal (común para todo el mundo).

·         Fácil de reproducir.

Magnitudes fundamentales y magnitudes derivadas:

·         Magnitudes fundamentales: aquellas de las que pueden deducirse todas las demás magnitudes. Ej.: longitud, masa, tiempo, temperatura, intensidad de la corriente eléctrica.

·         ·Magnitudes derivadas: se definen a partir de las magnitudes fundamentales, como combinaciones de ellas. Ej.: velocidad, densidad, aceleración.

Magnitudes escalares y magnitudes vectoriales:

·             Magnitudes escalares: Son aquéllas que quedan completamente definidas por un número y las unidades utilizadas para su medida. Ej: temperatura, masa, densidad,

·              Magnitudes vectoriales: Son las magnitudes que quedan caracterizadas por una cantidad (intensidad o módulo), una dirección y un sentido.

Se representan mediante un vector. Ej: velocidad, aceleración, fuerza

 ·         Vector: Se representa como un segmento orientado, con una dirección, dibujado de forma similar a una "flecha". Su longitud representa el módulo del vector y la "punta de flecha" indica su dirección. Su dirección y su sentido coinciden con los de la magnitud. Todo vector tiene un origen y un extremo.

Las magnitudes estaban relacionadas con la medición de longitudes, áreas, volúmenes, masas patrón, y la duración de periodos de tiempo.

La fuerza es una magnitud física que mide la intensidad del intercambio de momento lineal entre dos partículas o sistemas de partículas (en lenguaje de la física de partículas se habla de interacción). Según una definición clásica, fuerza es todo agente capaz de modificar la cantidad de movimiento o la forma de los materiales. No debe confundirse con los conceptos de esfuerzo o de energía.

Energía» se define como la capacidad para realizar un trabajo. En tecnología y economía, «energía» se refiere a un recurso natural (incluyendo a su tecnología asociada) para extraerla, transformarla y darle un uso industrial o económico.

Al mirar a nuestro alrededor se observa que las plantas crecen, los animales se trasladan y que las máquinas y herramientas realizan las más variadas tareas. Todas estas actividades tienen en común que precisan del concurso de la energía.

La energía es una propiedad asociada a los objetos y sustancias y se manifiesta en las transformaciones que ocurren en la naturaleza.” (DE YANIRA MONROY, 2010)

ELASTICIDAD Y RESISTENCIA DE LOS MATERIALES

 “Elasticidad.-                  No presupone                ninguna particularidad en la geometría del sólido que pudiera conducir a simplificaciones aproximadas del modelo. Sus resultados son por tanto de aplicación a sólidos de cualquier geometría. Habitualmente, en especial al abordar un primer estudio, suelen asumirse un conjunto de hipótesis que por una parte simplifican el modelo, y por otra parte se adaptan bien al comportamiento del acero y de otras aleaciones metálicas. En concreto supondremos material homogéneo (las propiedades son iguales en distintos puntos) e isótropo (en cualquier punto dado las propiedades no dependen de la dirección de observación), comportamiento elástico (el sólido recupera su forma inicial tras la descarga) y lineal (existe proporcionalidad entre cargas y desplazamientos), pequeños desplazamientos y cambios de forma (lo bastante para que sea buena aproximación plantear el equilibrio en la configuración indeformada), y ausencia de efectos dinámicos.

Resistencia de materiales.- Estudia el sólido con forma de barra esbelta, generalmente recta. Se asumen el resto de hipótesis básicas usadas en la Teoría de la Elasticidad. La particularidad geométrica de que una dimensión sea mucho mayor que las otras dos, permite realizar simplificaciones muy útiles en el modelo matemático. Esta tipología de barra es mayoritariamente utilizada tanto en estructuras de edificación como de ingeniería civil, de ahí la importancia de su estudio particular.; (BOTELLO, s.f.)

MATERIA Y ENERGIA

“Materia es todo lo que tiene masa y ocupa un lugar en el espacio."

La energía es la capacidad para realizar un trabajo o transferir calor; la energía a su vez se presenta como energía calórica, energía mecánica, energía química, energía eléctrica y energía radiante; estos tipos de energía pueden ser además potencial o cinética. La energía potencial es la que posee una sustancia debido a su posición espacial o composición química y la energía cinética es la que posee una sustancia debido a su movimiento.” (FERNANDEZ, 2010)

LEYES DE LA TERMODINÁMICA Y SU INTERRELACIÓN CON LOS SERES VIVOS, INCLUIDOS LOS SERES HUMANOS.

Primera Ley de la Termodinámica

“Esta ley se expresa como:

Eint = Q - W

Cambio en la energía interna en el sistema = Calor agregado (Q) - Trabajo efectuado por el sistema (W)

Para entender esta ley, es útil imaginar un gas encerrado en un cilindro, una de cuyas tapas es un émbolo móvil y que mediante un mechero podemos agregarle calor. El cambio en la energía interna del gas estará dado por

la diferencia entre el calor agregado y el trabajo que el gas hace al levantar el émbolo contra la presión atmosférica.” (CHALEN, 2015)

Segunda Ley de la Termodinámica

“La primera ley nos dice que la energía se conserva. Sin embargo, podemos imaginar muchos procesos en que se conserve la energía, pero que realmente no ocurren en la naturaleza. Si se acerca un objeto caliente a uno frío, el calor pasa del caliente al frío y nunca al revés. Si pensamos que puede ser al revés, se seguiría conservando la energía y se cumpliría la primera ley.

En la naturaleza hay procesos que suceden, pero cuyos procesos inversos no. Para explicar esta falta de reversibilidad se formuló la segunda ley de la termodinámica, que tiene dos enunciados equivalentes: (CHALEN, 2015)

Enunciado de Kelvin - Planck: Es imposible construir una máquina térmica que, operando en un ciclo, no produzca otro efecto que la absorción de energía desde un depósito y la realización de una cantidad igual de trabajo. (CHALEN, 2015)

Enunciado de Clausius: Es imposible construir una máquina cíclica cuyo único efecto sea la transferencia continua de energía de un objeto a otro de mayor temperatura sin la entrada de energía por trabajo.” (CHALEN, 2015)

Tercera ley de la termodinámica

“Algunas fuentes se refieren incorrectamente al postulado de Nernst como "la tercera de las leyes de la termodinámica". Es importante reconocer que no es una noción exigida por la termodinámica clásica por lo que resulta inapropiado tratarlo de «ley», siendo incluso inconsistente con la mecánica estadística clásicay necesitando el establecimiento previo de la estadística cuántica para ser valorado adecuadamente. La mayor parte de la termodinámica no requiere la utilización de este postulado.

La 1 ley de la termodinámica( ENTALPÍA) establece que la energía no se crea ni se destruye sino que se transforma de una manera a otra, en relación con los sistemas vivos al incorporar materia orgánica esta se desmorona en moléculas orgánicas más sencillas y simples con producción de energía química indispensable para satisfacer todas las necesidades energéticas del organismo, un ejemplo d ello sería la respiración celular aerobia, por esta vía metabólica la materia orgánica incorporada es transformada en energía química ( ATP) necesaria para satisfacer todos los procesos de energía que el organismo lo requiera, o bien, una simple cadena trófica, en donde la materia orgánica producida por los Fotótrofos es degradada por los otros eslabones tróficos con producción de energía química y calórica, en el organismo vivo, la energía se transforma de una manera a otra, por ej., las luciérnagas utilizan el ATP para generar energía Bioluminiscente, la 2 ley de la termodinámica( ENTROPÍA), habla del grado de desorden o Aleatoriedad en los sistemas vivos, cuando ocurre una transformación de energía, parte de esa energía disponible es utilizada por el organismo y parte no, por ej., en la respiración celular aerobia, la energía química sintetizada por Fosforilación Oxidativa es retenida en el organismo para satisfacer sus funciones vitales y parte de la energía no Disponible, la calórica, se disipa hacia el exterior, en el caso de los Metazoos superiores, específicamente Aves y Mamíferos, al generarse energía calórica por "Combustión Biológica", la energía calórica es retenida en el organismo en proporciones bajas(40%), el resto se disipa como calor hacia el medio externo, esto explica la HOMEOSTASIS constante que poseen estos vertebrados, como son animales de sangre caliente( HOMEOTERMOS), el calor desprendido al Oxidar biológicamente un principio nutritivo hace que su medio interno sea constante a pesar de las variaciones climáticas en el ambiente externo, el desorden o ALEATORIEDAD de las moléculas en el ser vivo es producida por la energía calórica al transformase la materia en energía.” (CHALEN, 2015)

BIBLIOGRAFIA:


SAVIO, D. (11 de 04 de 2012). FENÓMENOS QUÍMICOS. Obtenido de FENÓMENOS QUÍMICOS: https://l.facebook.com/l.php?u=https%3A%2F%2Fes.slideshare.net%2Faggv10 %2Ffenmenos-qumicos- 12499777&h=AT3WX76IOAwYNwbGfLFeOhIvUyMFc0He9q_e3WYDfp5j4Nytk4g8ETh959YTU_MHoYXT1yPB9zzd7HD- lUEV0Cw3JCI7bgbI9gE_XtJH6IoS33BE9YYv2EFVS9fqf8IK_iq71g


TORRES, M. (13 de 06 de 2013). NIVELES DE ORGANIZACIÓN DEL SER HUMANO. Obtenido   de    NIVELES   DE   ORGANIZACIÓN  DEL   SER    HUMANO: https://l.facebook.com/l.php?u=https%3A%2F%2Fes.slideshare.net%2FDraMar usa%2Fniveles-de-organizacin-del-cuerpo-humano&h=AT3WX76IOAwYNwbGfLFeOhIvUyMFc0He9q_e3WYDfp5j4Nytk4g8ETh959YTU_MHoYXT1yPB9zzd7HD- lUEV0Cw3JCI7bgbI9gE_XtJH6IoS33BE9YYv2EFVS9fqf8IK_iq71g


VEINTIMILIA, D. (25 de 10 de 2018). MAGNITUDES Y MEDIDAS. FUERZA Y ENERGÍA. Obtenido de MAGNITUDES Y MEDIDAS. FUERZA Y ENERGÍA: https://l.facebook.com/l.php?u=https%3A%2F%2Fes.slideshare.net%2Faggv10%2Ffenmenos-qumicos-12499777&h=AT3WX76IOAwYNwbGfLFeOhIvUyMFc0He9q_e3WYDfp5j4Nytk4g8ETh959YTU_MHoYXT1yPB9zzd7HD- lUEV0Cw3JCI7bgbI9gE_XtJH6IoS33BE9YYv2EFVS9fqf8IK_iq71g