TEMPERATURA, RADIACIÓN, EVAPORACIÓN Y SUDOR (TERMODINÁMICA DE LOS SERES VIVOS)

El cuerpo humano puede ser considerado como un sistema termodinámico abierto, que debe mantener su temperatura constante de 37ºC, a pesar de encontrarse en un entorno de temperatura generalmente inferior que se pude tomar como una media de 15ºC. Por otra parte, está continuamente intercambiando material y energía con sus alrededores (metabolismo), consumiendo energía para desarrollar los trabajos internos y externos, y para fabricar moléculas estables (anabolismo) para lo cual necesita alimentarse ingiriendo moléculas de gran energía libre (nutrición) que a partir de determinadas reacciones de combustión dan lugar a productos de menor energía (catabolismo). 

Tiene la peculiaridad de que su entropía es mínima, por eso es un sistema termodinámico inestable lo que provoca su evolución permanente, o sea la vida misma. Precisamente la muerte implicaría un estado de máxima entropía. Para que el organismo vivo pueda mantenerse en dicho estado es necesario que elimine el exceso de entropía que se produce continuamente inherente a los procesos vitales: circulación de la sangre, respiración, etc. (Anónimo, Mundo de la Biofísica, 2015)
La primera ley de la termodinámica nos dice que la energía no se crea ni se destruye solo se trasforma , en organismos vivientes las reacciones más frecuentes son irreversibles y no son hechas en condiciones adiabática y es por eso que la aplicación de las leyes de la termodinámica se limita bastante , en sistemas biológicos el proceso de clasificación de las propiedades de sistemas es más complicado pero en general podemos decir que los seres vivos no son sistemas en equilibrio , estos organismos son organismos abiertos que intercambian energía y materia con el entorno. 
(Peñafiel, 2019)

Temperatura.

La temperatura es aquella propiedad física o magnitud que nos permite conocer las temperaturas, es decir, nos da una acabada idea de cuánto frío o calor presenta el cuerpo de una persona, un objeto o una región determinada. Entonces, si le medimos la temperatura a un objeto caliente este tendrá una temperatura mayor. La temperatura está íntimamente relacionada con la energía interna del sistema termodinámico de un cuerpo, en tanto, esta energía, a su vez, está relacionada con el movimiento de las partículas que integran ese sistema, de lo que se desprende que a mayor temperatura de ese sistema sensible, la temperatura de ese cuerpo u objeto será mayor. La única y más precisa forma de medir la temperatura es a través de un termómetro, el o los cuales pueden estar calibrados según diversas escalas de medición de la misma. La unidad de temperatura en el sistema internacional de unidades es el Kelvin, en tanto y fuera de un contexto científico nos encontramos con el uso de otras escalas como ser la escala Celsius o centígrada y en aquellos países de origen anglosajón la Fahrenheit. Para medir la temperatura, hay que basarsse en propiedades de la materia que se ven alteradas cuando ésta cambia: la resistencia eléctrica de algunos materiales, el volumen de un cuerpo, el color de un objeto. Medir la temperatura es relativamente un concepto nuevo. (Peñafiel, 2019)

La temperatura es una propiedad física que se refiere a las nociones comunes de calor o ausencia de calor, sin embargo, su significado formal en termodinámica es más complejo, a menudo el calor o el frío percibido por las personas tiene más que ver con la sensación térmica, que con la temperatura real. Fundamentalmente, la temperatura es una propiedad que poseen los sistemas físicos a nivel macroscópico, la cual tiene una causa a nivel microscópico, que es la energía promedio por partícula. Al contrario de otras cantidades termodinámicas como el calor o la entropía, cuyas definiciones microscópicas son válidas muy lejos del equilibrio térmico, la temperatura sólo puede ser medida en el equilibrio, precisamente porque se define como un promedio.La temperatura está íntimamente relacionada con la energía interna y con la entalpía de un sistema: a mayor temperatura mayores serán la energía interna y la entalpía del sistema. La temperatura es una propiedad intensiva, es decir, no depende del tamaño del sistema, sino que es una propiedad que le es inherente y no depende ni de la cantidad de sustancia ni del material del que este compuesto. (Peñafiel, 2019)

- Escalas termométricas.

La temperatura es un concepto que involucra valores positivos y negativos, la asociamos al concepto "fiebre" cuando estamos enfermos, pero la verdad que mucho más amplios. Está presente en nuestra vida cotidiana y no nos damos cuenta. Usted puede enumerar, fácilmente tres situaciones donde se esté presente la temperatura. Para medir la temperatura existe un instrumento llamado termómetro. Este instrumento está formado por un capilar muy fino en el interior de un tubo de vidrio, ambos extremos están cerrados y en uno de ellos se estrecha y el capilar tiene un bulbo con mercurio, el cual se dilata al más mínimo cambio de temperatura, Existen tres escalas termométricas conocidas y estas son: 

·         Escala celcius: Es la más usada, toma como referencia el punto de fusión del agua para indicar la temperatura mínima, es decir 0 ºC, y considera el punto de ebullición del agua para indicar la temperatura más alta, o sea 100 ºC. Es una escala que considera valores negativos para la temperatura, siendo el valor más bajo de -273 ºC.

·         Escala fahrenheit o anglosajona: Es una escala que tiene 180º de diferencia entre el valor mínima y el máximo del termómetro. También relaciona los puntos de fusión y ebullición del agua para indicar los valores de temperatura. El valor mínimo es a los 32 ºF y el máximo a los 212 ºF. Al igual que la escala Celsius, tiene valores negativos de temperatura. 

·         Escala kelvin o absoluta: Es una escala que no tiene valores negativos. El punto de fusión del agua en esta escala es a los 273 ºK y el punto de ebullición es a los 373 ºK y la mínima temperatura es 0º K que para la escala Centígrada resulta ser a los -273 ºK. (Peñafiel, 2019)

Fuente: https://es.wikihow.com/reducir-la-temperatura-corporal-naturalmente

Elaborado: Renatto Peñafiel

Radiación

El fenómeno de la radiación consiste en la propagación de energía en forma de ondas electromagnéticas o partículas subatómicas a través del vacío o de un medio material. La radiación propagada en forma de ondas electromagnéticas (rayos UV, rayos gamma, rayos X, etc.) se llama radiación electromagnética, mientras que la llamada radiación corpuscular es la radiación transmitida en forma de partículas subatómicas (partículas α, partículas β, neutrones, etc.) que se mueven a gran velocidad, con apreciable transporte de energía. Si la radiación transporta energía suficiente como para provocar ionización en el medio que atraviesa, se dice que es una radiación ionizante. En caso contrario se habla de radiación no ionizante. El carácter ionizante o no ionizante de la radiación es independiente de su naturaleza corpuscular u ondulatoria. Son radiaciones ionizantes los rayos X, rayos γ, partículas α y parte del espectro de la radiación UV entre otros. Por otro lado, radiaciones como los rayos UV y las ondas de radio, TV o de telefonía móvil, son algunos ejemplos de radiaciones no ionizantes. (Anónimo, Mundo de la Biofísica, 2015)

Radiación solar conjunto de radiaciones electromagnéticas emitidas por el Sol. El Sol se comporta prácticamente como un Cuerpo negro que emite energía siguiendo la ley de Planck a una temperatura de unos 6000 K. La radiación solar se distribuye desde el infrarrojo hasta el ultravioleta. No toda la radiación alcanza la superficie de la Tierra, pues las ondas ultravioletas, más cortas, son absorbidas por los gases de la atmósfera fundamentalmente por el ozono. La magnitud que mide la radiación solar que llega a la Tierra es la irradiancia, que mide la energía que, por unidad de tiempo y área, alcanza a la Tierra. Su unidad es el W/m² (vatio por metro cuadrado).

El Sol es la estrella más cercana a la Tierra y está catalogada como una estrella enana amarilla. Sus regiones interiores son totalmente inaccesibles a la observación directa y es allí donde ocurren temperaturas de unos 20 millones de grados necesarios para producir las reacciones nucleares que producen su energía. (Peñafiel, 2019)

Tipos de radiación:

En función de cómo reciben la radiación solar los objetos situados en la superficie terrestre, se pueden distinguir estos tipos de radiación:

·         Radiación directa. Es aquella que llega directamente del Sol sin haber sufrido cambio alguno en su dirección. Este tipo de radiación se caracteriza por proyectar una sombra definida de los objetos opacos que la interceptan.

·         Radiación difusa. Parte de la radiación que atraviesa la atmósfera es reflejada por las nubes o absorbida por éstas. Esta radiación, que se denomina difusa, va en todas direcciones, como consecuencia de las reflexiones y absorciones, no sólo de las nubes sino de las partículas de polvo atmosférico, montañas, árboles, edificios, el propio suelo, etc. Este tipo de radiación se caracteriza por no producir sombra alguna respecto a los objetos opacos interpuestos. Las superficies horizontales son las que más radiación difusa reciben, ya que ven toda la bóveda celeste, mientras que las verticales reciben menos porque sólo ven la mitad.

·         Radiación reflejada. La radiación reflejada es, como su nombre indica, aquella reflejada por la superficie terrestre. La cantidad de radiación depende del coeficiente de reflexión de la superficie, también llamado albedo. Las superficies horizontales no reciben ninguna radiación reflejada, porque no ven ninguna superficie terrestre y las superficies verticales son las que más radiación reflejada reciben.

·         Radiación global. Es la radiación total. Es la suma de las tres radiaciones.

En un día despejado, con Cielo limpio, la radiación directa es preponderante sobre la radiación difusa. Por el contrario, en un día nublado no existe radiación directa y la totalidad de la radiación que incide es difusa.

Fuente: https://www.eltelegrafo.com.ec/noticias/quito/1/el-nivel-de-radiacion-solar-es-extremadamente-alta-en-quito

Elaborado: Renatto Peñafiel

Evaporación

La evaporación es un proceso físico que consiste en el paso lento y gradual de un estado líquido hacia un estado gaseoso, tras haber adquirido suficiente energía para vencer la tensión superficial. A diferencia de la ebullición, la evaporación se puede producir a cualquier temperatura, siendo más rápido cuanto más elevada sea esta. No es necesario que punto de ebullición. Cuando existe un espacio libre encima de un líquido, una parte de sus moléculas está en forma gaseosa, al equilibrase, la cantidad de materia gaseosa define la presión de vapor saturante, la cual no depende del volumen, pero varía según la naturaleza del líquido y la temperatura. Si la cantidad de gas es inferior a la presión de vapor saturante, una parte de las moléculas pasan de la fase líquida a la gaseosa: eso es la evaporación. Cuando la presión de vapor iguala a la atmosférica, se produce la ebullición. (Montaño, 2019)

Fuente: http://carreracontinuadrvillegas.blogspot.com/2013/12/la-termorregulacion-los-problemas-del.html Elaborado: Odalys Montaño

Fuente: http://carreracontinuadrvillegas.blogspot.com/2013/12/la-termorregulacion-los-problemas-del.htmlElaborado: Odalys Montaño

Sudoración

La sudoración, un proceso que también se denomina transpiración, es la liberación de un líquido salado por parte de las glándulas sudoríparas del cuerpo. La sudoración es la liberación de líquido salado por parte de las glándulas sudoríparas del cuerpo. La sudoración es una función esencial que ayuda al cuerpo a permanecer fresco. El sudor se presenta comúnmente debajo de los brazos, en los pies y en las palmas de las manos. El sudor también puede ser causado por una respuesta física a la excitación y el miedo, ya que estos estímulos aumentan la excitación que el sistema nervioso simpático ejerce sobre las glándulas sudoríparas. La sudoración o transpiración es la secreción visible de sudor a través de las glándulas sudoríparas de la piel, que se encuentran por toda la superficie corporal, excepto en los labios y el glande. En total, la piel tiene más de dos millones de glándulas sudoríparas; en la frente, las palmas de las manos y en las plantas de los pies se encuentran en una mayor concentración. El sudor es fluido y ácido, tiene un pH de 4,5. Se compone de agua, cloruro sódico (sal de mesa), urea y ácido úrico. 

El sudor forma en la piel una capa protectora que puede proteger de los patógenos.

En caso de calor intenso, la sudoración comienza para la regulación térmica en la cara, mientras que en caso de excitación nerviosa la transpiración (sudoración nerviosa) comienza primero en las palmas de las manos y las plantas de los pies. Una secreción sudorípara de varios litros al día puede producirse incluso en condiciones no patológicas. El sistema nervioso vegetativo regula la producción de sudor. Si el cuerpo produce sudor en cantidades superiores a las necesarias para la regulación de la temperatura se denomina hiperhidrosis. Esta enfermedad no consiste en que el cuerpo produce una cantidad demasiado grande de sudor, sino en el mal funcionamiento de la sudoración. La sudoración es una función esencial que ayuda al cuerpo a permanecer fresco. El sudor se presenta comúnmente debajo de los brazos, en los pies y en las palmas de las manos. (Montaño, 2019)

Fuente: https://es.slideshare.net/MConstanzaBl/termorregulacion-11340478 Elaborado: Renatto Peñafiel