Transducción de Energía

Los seres vivos son máquinas químicas que utilizan la energía química del ATP para hacer espontáneas a las reacciones endergónicas
La energía química de los sustratos que se oxidan se utilizan para la generación de un gradiente electroquímico de H+ en la membrana mitocondrial
El gradiente electroquímico de H+ se utiliza para la producción de ATP.

Consumo de oxígeno = energía biológica

El 95 % del oxígeno consumido se consume en las mitocondrias
El 99 % del oxígeno consumido por las mitocondrias es reducido por la citocromo oxidasa
El 100 % del oxígeno consumido por la citocromo oxidasa se utiliza para sintetizar ATP por el mecanismo conocido como fosforilación oxidativa

Constante de equilibrio y Energía libre de Gibbs

La condición de un máximo de entropía como criterio de equilibrio en sistemas aislados de sus alrededores es útil, pero cuando consideramos sistemas que no están aislados debemos tomar en cuenta el cambio en entropía del sistema y el del ambiente. Como la mayoría de los sistemas de interés para el Químico no están aislados, es difícil evaluar el cambio total en entropía. No se podrá usar la entropía entonces como criterio de espontaneidad. Surge entonces una nueva propiedad termodinámica: Energia Libre de Gibbs, (G).

definimos entonces,

DG = DH - TDS

como una nueva función de estado. Por lo tanto a temperatura y presión constante, utilizamos el valor de DG como criterio de espontaneidad. Si DG <> 0), esto es G2 - G1 <> G2, implicando que tiende a un mínimo de energía. Si DG = 0 el sistema está en equilibrio (DStot = 0) y si DG > 0 el proceso no es espontáneo, (DS <>

En una reacción reversible el sistema llega a equilibrio y la reacción no llega a su totalidad. Además de esto, la reacción puede lograr el estado de equilibrio comenzando por cualquier dirección.
Por ejemplo: A + B º C + D, al mezclar A + B producen C + D y llegan a equilibrio o se puede mezclar C + D y se formará A + B hasta llegar al mismo equilibrio. Esto implica que ambas reacciones deben ser espontáneas. Por otro lado si DG° (estado patrón) para la reacción A + B º C + D es negativo, siendo la energía libre una función de estado, significa que la reacción C + D º A + B, DG° será positivo, lo que nos haría pensar rápidamente que la reacción no es espontánea y no ocurriría.

EXPRESIÓN GENERAL PARA LA CONSTANTE KC

El equilibrio químico es un estado del sistema en el que no se observan cambios a medida que transcurre el tiempo. Así pues, si tenemos un equilibrio de la forma:
a A + b B= c C + d D
Se define la constante de equilibrio Kc como el producto de las concentraciones en el equilibrio de los productos elevadas a sus respectivos coeficientes estequiométricos, dividido por el producto de las concentraciones de los reactivos en el equilibrio elevadas a sus respectivos coeficientes estequiométricos, para cada temperatura.

Existen diversos factores capaces de modificar el estado de equilibrio en un proceso químico, como son la temperatura, la presión, y el efecto de la concentración. La influencia de estos tres factores se puede predecir, de una manera cualitativa por el Principio de Le Chatelier,que dice lo siguiente: si en un sistema en equilibrio se modifica alguno de los factores que influyen en el mismo ( temperatura, presión o concentración), el sistema evoluciona de forma que se desplaza en el sentido que tienda a contrarrestar dicha variación.

Efecto de la temperatura: si una vez alcanzado el equilibrio, se aumenta la temperatura, el equilibrio se opone a dicho aumento desplazándose en el sentido en el que la reacción absorbe calor, es decir, sea endotérmica.
Efecto de la presión: si aumenta la presión se desplazará hacia donde existan menor número de moles gaseosos, para así contrarrestar el efecto de disminución de V, y viceversa.
Efecto de las concentraciones: un aumento de la concentración de uno de los reactivos, hace que el equilibrio se desplace hacia la formación de productos, y a la inversa en el caso de que se disminuya dicha concentración. Y un aumento en la concentración de los productos hace que el equilibrio se desplace hacia la formación de reactivos, y viceversa en el caso de que se disminuya.

RELACIÓN ENTRE LA VARIACIÓN DE ENERGÍA LIBRE DE GIBBS, Y LA CONSTANTE DE EQUILIBRIO.

La variación de Energía Libre de Gibbs y la constante de equilibrio están intimamente ligadas entre sí a través de la siguiente ecuación:
AG = - R T Ln kp
donde R es la constante de los gases, T la temperatura absoluta, y Kc la constante de equilibrio.

http://www1.uprh.edu/inieves/macrotema/termodinamica.htm

http://www.netcom.es/pilar_mu/equilibrio.htm

Nociones de Termodinámica

La termodinámica es la ciencia que estudia los cambios energéticos que acompañan los cambios físicos y químicos. Establece relaciones estre diferentes formas de energía: calor y trabajo. Además establece leyes que gobiernan la conversión de calor a otras formas de energía. (Define los criterios de espontaneidad para proceso físicos).
Un estudio termodinámico se desarrolla sin necesidad de conocer la estructura molecular atómica de la materia y solo envuelve propiedades macroscópicas como presión, temperatura, volumen y las relaciones estre éstas.

Ley Cero de la Termodinámica

A esta ley se le llama de "equilibrio térmico". El equilibrio térmico debe entenderse como el estado en el cual los sistemas equilibrados tienen la misma temperatura.
Esta ley dice "Si dos sistemas A y B están a la misma temperatura, y B está a la misma temperatura que un tercer sistema C, entonces A y C están a la misma temperatura". Este concepto fundamental, aun siendo ampliamente aceptado, no fue formulado hasta después de haberse enunciado las otras tres leyes. De ahí que recibe la posición cero.

Primera Ley de la Termodinámica

Esta primera ley, y la más importante de todas, también conocida como principio de conservación de la energía, dice: "La energía no puede ser creada ni destruida, sólo puede transformarse de un tipo de energía en otro".
Trabajo y energía
La primera ley de la termodinámica da una definición precisa del calor, y lo identifica como una forma de energía. Puede convertirse en trabajo mecánico y almacenarse, pero no es una sustancia material.

Segunda Ley de la Termodinámica

La segunda ley dice que "solamente se puede realizar un trabajo mediante el paso del calor de un cuerpo con mayor temperatura a uno que tiene menor temperatura". Al respecto, siempre se observa que el calor pasa espontáneamente de los cuerpos calientes a los fríos hasta quedar a la misma temperatura.
La segunda ley de la termodinámica da, además, una definición precisa de una propiedad llamada entropía (fracción de energía de un sistema que no es posible convertir en trabajo).
Para entenderla, la entropía puede considerarse como una medida de lo próximo o no que se halla un sistema al equilibrio; también puede considerarse como una medida del desorden (espacial y térmico) del sistema.

Tercera Ley de la Termodinámica

El tercer principio de la termodinámica afirma que "el cero absoluto no puede alcanzarse por ningún procedimiento que conste de un número finito de pasos. Es posible acercarse indefinidamente al cero absoluto, pero nunca se puede llegar a él".

http://www.profesorenlinea.cl/fisica/termodinamNociones.htm

http://www.fisicoculturismo.net/articulos/nutricion/bioenergetica-y-bioquimica-del-ejercicio.html

BIOENERGETICA

La bioenergética es una ciencia que se encarga de estudiar las transformaciones energéticas en los sistemas vivos. Ademas, incluye el estudio de la energía química almacenada en la biomasa (conjunto de especies vegetales y animales utilizadas como nutrientes y fuente de energía) y los métodos de recuperación bajo formas distintas; alimentos, calor y combustibles.

La Bioenergética se sustenta en aspectos físicos potentes, el movimiento, la respiración, y la comprensión de las estructuras básicas del carácter humano. La bioenergética es una terapia que podemos traducir directamente como energía vital o de la vida.

La termodinámica representa el campo de las ciencias físicas que estudia los intercambios de energía entre conjuntos de materia, i.e., los cambios asociados con el paso de un sistema desde un estado inicial a otro final. Se define sistema como un conjunto de materia y energía que representa el foco de estudio. Para poder estudiar un sistema, este debe aislarse, i.e., imponer ciertas restricciones al flujo de materia o energía o ambas hacia o desde el sistema.

La primera ley de termodinímica ( ley de la conservación de la energía ) es el principio que asienta que la energía ni se crea ni se destruye sólo se transforma de una forma a otra. Esto implica de que se puede hablar de un equilibrio energético entre el aporte calórico y el gasto de energía.