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INTRODUCCION A LA BIOQUÌMICA
Los elementos de la vida
Todos los seres vivos están constituidos, cualitativa y cuantitativamente por los mismos elementos
químicos. De todos los elementos que se hallan en la corteza terrestre, sólo unos 25 son
componentes de los seres vivos. Esto confirma la idea de que la vida se ha desarrollado sobre unos
elementos concretos que poseen unas propiedades físico-químicas idóneas acordes con los procesos
químicos que se desarrollan en los seres vivos.
Se denominan elementos biogénicos o bioelementos a aquellos elementos químicos que forman parte
de los seres vivos. Atendiendo a su abundancia (no importancia) se pueden agrupar en tres
categorías:
1. BIOELEMENTOS PRIMARIOS O PRINCIPALES : C, H, O, N
Son los elementos mayoritarios de la materia viva, constituyen el 95% de la masa total. Las propiedades físico-químicas que los hacen idóneos son las siguientes:
Forman entre ellos enlaces covalentes , compartiendo electrones.
El carbono, nitrógeno y oxígeno, pueden compartir más de un par de electrones, formandoenlaces dobles y triples, lo cual les dota de una gran versatilidad para el enlace químico
Son los elementos más ligeros con capacidad de formar enlace covalente, por lo que dichos enlaces son muy estables.
A causa de la configuración tetraédrica
De los enlaces del carbono, los diferentes tipos de moléculas orgánicas tienen estructuras tridimensionales diferentes.
Esta conformación espacial es responsable de la actividad biológica.
Las combinaciones del carbono con otros elementos, como el oxígeno, el hidrógeno, el nitrógeno, etc.,
ntre otros, se deberá revisar en la bibliografía el resto de grupos funcionales.
- BIOELEMENTOS SECUNDARIOS : S, P, Mg, Ca, Na, K, Cl. Los encontramos formando parte de todos los seres vivos, y en una proporción del 4,5%.
Azufre
Se encuentra en dos aminoácidos (cisteína y metionina) , presentes en todas las proteínas. También en algunas sustancias como el Coenzima A.
Fósforo
Forma parte de los nucleótidos, compuestos que forman los ácidos nucléicos. Forman parte de coenzimas y otras moléculas como fosfolípidos, sustancias fundamentales de las membranas celulares. También forma parte de los fosfatos, sales minerales abundantes en los seres vivos.
Magnesio
Forma parte de la molécula de clorofila, y en forma iónica actúa como catalizador, junto con las enzimas , en muchas reacciones químicas del organismo.
Calcio
Forma parte de los carbonatos de calcio de estructuras esqueléticas. En forma iónica interviene en lacontracción muscular,coagulación sanguínea y transmisión del impulso nervioso.
Sodio Catión abundante en el medio extracelular; necesario para la conducción nerviosa y la contracción muscular
Potasio
Catión más abundante en el interior de las células; necesario para la conducción nerviosa y la contracción muscular
Cloro Anión más frecuente; necesario para mantener el balance de agua en la sangre y fluído intersticial
3. OLIGOELEMENTOS.
Se denominan así al conjunto de elementos químicos que están presentes en los organismos en forma vestigial, pero que son indispensables para el desarrollo armónico del organismo.
Se han aislado unos 60 oligoelementos en los seres vivos, pero solamente 14 de ellos pueden considerarse comunes para casi todos, y estos son: hierro, manganeso, cobre, zinc, flúor, iodo, boro, silicio, vanadio, cromo, cobalto, selenio, molibdeno y estaño. Las funciones que desempeñan, quedan reflejadas en el siguiente cuadro:
Hierro
Fundamental para la síntesis de clorofila, catalizador en reacciones químicas y formando parte decitocromos que intervienen en la respiración celular, y en la hemoglobina que interviene en el transporte de oxígeno.
Manganeso Interviene en lafotolisis del agua , durante el proceso de fotosíntesis en las plantas.
Iodo Necesario para la síntesis de la tiroxina, hormona que interviene en el metabolismo Flúor Forma parte del esmalte dentario y de los huesos.
Cobalto Forma parte de la vitamina B12, necesaria para la síntesis de hemoglobina. Silicio Proporciona resistencia al tejido conjuntivo, endurece tejidos vegetales como en las gramíneas.
Cromo Interviene junto a la insulina en la regulación de glucosa en sangre. Zinc Actúa como catalizador en muchas reacciones del organismo.
Litio Actúa sobre neurotransmisores y la permeabilidad celular. En dosis adecuada puede prevenir estados de depresiones. Molibdeno Forma parte de las enzimas vegetales que actúan en la reducción de los nitratos por parte de las plantas.
4. BIOMOLÈCULAS Y/ Ó COMPUESTOS QUÌMICOS :Unión de dos o más elementos. Orgánicos e Inorgánicos 5. MACROMOLÉCULAS :Unión de moléculas o compuestos químicos o biolmolèculas
Velocidad Es la relación de las dimensiones de la longitud por unidad de tiempo
metro /segundo m/s
Aceleración Es la relación de las dimensiones de la longitud por unidad de tiempo al cuadrado
metro /segundo al cuadrado
m/s^2
1.2 PREFIJOS UTILIZADOS PARA LAS FRACCIONES DECIMALES Y LOS MÚLTIPLOS DE LAS UNIDADES SI
PREFIJO SIMBOLO NOTACIÓN CIENTÍFICA
O
FACTOR
MULTIPLOS
EXA E 1018
PETA P 1015
TERA T 1012
GIGA G 109
MEGA M 106
KILO K 103
HECTO H 102
DECA Da 101
SUBMULTIPOS
DECI d 10 -^1 CENTI c 10 -^2 MILI m 10 -^3 MICRO μ 10 -^6 NANO n 10 -^9 PICO p 10 -^12 FEMTO f 10 -^15 ATTO a 10 -^18
1.3 DENSIDAD DE ALGUNAS SUSTANCIAS COMUNES A 20°C
Se establece a continuación ejemplos: SUSTANCIA DENSIDAD EN Gas helio 0, Aire seco 0, Gasolina 0,66 a 0,69 (varía) Alcohol 0, Benceno 0, Agua 1, Tetracloruro de carbono 1, Sal 2, Hierro 7, Cobre 8, Plomo 11, Mercurio 13, Oro 19,
1.4 SISTEMAS INGLES Y NORTEAMERICANO. FACTORES DE CONVERSIÓN
Otros sistemas de medidas son:
FACTORES CONVERSIÓN DE LONGITUD FACTORES CONVERSIÓN DE VOLUMEN
1 pulgada (1 pul) = 2,54 cm 1 pie (1p) = 30,48 cm 1 pie (1p) = 12 pulgadas (12 pul) 1 yarda = 3 pies 1 milla = 1,609 km 1 centímetro = 0,397 pulgadas 1 metro = 3,281 pies 1 kilómetro = 0,614 millas
1 pulgada cúbica = 16,39 cm^3 1 pie cúbico = 28,32 l 1 yarda cúbica = 0,7646 m^3 1 pulgada cúbica = 3,785 litros (4 quarts) 1 cm^3 = 0,061 pul^3 1 m^3 = 35,31 p^3
FACTORES CONVERSIÓN DE AREA FACTORES CONVERSIÓN DE MASA
1 pulgada^2 = 6,54 cm^2 1 yarda^2 = 0,836 m^2 1 milla^2 = 2,5898 km^2 1 fanegada = 6400 m^2
1 onza (1oz) = 28,35 g 1 libra (1lb) = 453,6 g 1 kg = 2,205 lb 1 tonelada corta (americana) = 2 000 lb 1 tonelada larga (inglesa ) = 2 240 lb 1 tonelada métrica = 1 000 kg
Los prefijos del SI no son absolutamente necesarios, pero sí convenientes, porque evitan el manejo de valores numéricos desmesuradamente grandes o pequeños y facilitan la apreciación cuantitativa de las magnitudes físicas. Las unidades preferidas para masa, son Kg, g, mg y μg; para longitud: Km, m, cm, μm, nm; para el volumen, l, ml o cm^3 , m^3 El angstrom (°A) es una unidad de longitud que no perteneces al sistema SI, pero en vista de su utilidad respecto a las dimensiones moleculares, un gran número de científicos aboga por conservarlo como una unidad reconocida de longitud. Puesto que 1 °A = 10-10^ m. Algunas unidades que no son del SI, tales como el minuto, la hora, el grado Celsius y posiblemente el litro, han de conservarse, por ser usadas a diario. Una observación muy importante para el uso de las unidades es que el término “ po r” en una definición verbal equivale a “dividido por” en la notación matemática. Ejemplo al expresar gramo por litro significa g/l.
1.5 UNIDADES DE PRESION EN EL SISTEMA INGLÉS
En los sistemas norteamericano y británico, la presión se expresa en libras por pulgada cuadrada: 1 atmósfera = 14,68 lb/pul^2 , 1 atmósfera = 760 mmHg
1.6 UNIDADES DE ENERGÍA EN EL SISTEMA INGLÉS
En el sistema Inglés la unidad de energía se expresa en unidades térmicas británicas (Btu) y se define como la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de una libra de agua en 1 °F.
- Al analizar la composición de un compuesto, se establecen los siguientes porcentajes de composición: 54,54% de Oxígeno, 36,36 % de Hidrógeno. Además 0,415 g de del mismo a 50 °C y 760 mmHg de presión, ocupan un volumen de 20 ml. Cuál será la fórmula molecular?
- El olor característico de la piña es por la presencia de un éster. La combustión de 2,78 g de este compuesto conduce a la producción de 6,32 g de CO 2 y 2,52 g de H 2 O. ¿Cuál es la fórmula empírica?. Las propiedades del compuesto sugieren que su masa molecular está entre 100 y 120 g/mol. ¿Cuál la fórmula molecular?
- Hallar la fórmula del cloruro de platino cuando 1,256 g de cloruro de platino se calienta y queda un residuo de 0,7275 g de Pt. Determinar la fórmula del cloruro.
- Se calientan 9,476 de bórax (Na 2 B 4 O 7 .XH 2 O, si se eliminan 4.475 52 g de H 2 O, determine en la fórmula en número de moléculas de agua.
- Realice la configuración electrónica de los siguientes elementos químicos, a partir de esta se explicará su ubicación en la tabla periódica: H, Na, K, Ca, Cl, F, I, S, P, Mg, Zn, I, N, C, Mn, Fe.
- Represente mediante la estructura de Lewis lo siguientes compuestos:O 2 , H 2 , H 2 O, CO 2 , CH4, CHCl 3 , H 2 CO 3 , H 2 SO 4 , C 6 H 12 O6.
- La composición Bioquímica del Cuerpo Humano es la que se detalla en la tabla. Convierta las unidades de las sustancias en hombre y mujer a las solicitadas.
SUSTANCIA HOMBRE MUJER HOMBRE
Kg
MUJER
Kg
HOMBRE
μmol
MUJER
μmol
Agua 2500 mol 1700 mol Hidrogeno, acuoso 1000 mol ….. Oxigeno, acuoso 90 mol ….. Carbono 1333mol ….. Nitrógeno 64 mol 46 mol Calcio 27 mol 21 mol Fósforo 16 mol 13 mol Potasio 3600 mmol 2560 mol Sodio 4170 mmol 3200 mol Cloro 2680 mmol 2000 mol Azufre 4400 mmol ….. Magnesio 780 mmol ….. Sílice 640 mmol ….. Hierro 75 mmol ….. Flúor 140 mmol ….. Zinc 35 mmol ….. Cobre 1.1 mmol ….. Manganeso 180 mol ….. Yodo 79 mol ….. FUENTE: Publicación Científica de la OPS
- Un enlace químico es el resultado de la interacción de electrones entre los átomos participantes, determinado por la energía de enlace. En la siguiente tabla se tipifican ejemplos de enlaces importantes expresando la energía en Kcal/mol. Utilice las conversiones necesarias para expresar la energía en cal/μmol, j/mol y Kj/mol. ENLACES IMPORTANTES EN BIOQUIMICA
TIPO DE ENLACE ENERGIA
Kcal/mol
ENERGIA
cal/mol
ENERGIA
j/mol H-H 104. C-C 83. C-H 98. C-N 69. C-O 84. N-H 93. S-S 50. S-H 81.
- En la molécula de propano se establecen enlaces covalentes. Represente los enlaces en la fórmula estructural, defina que es enlace covalente, clasificación y 10 ejemplos de cada grupo.
- Los enlaces No Covalentes, son atracciones electrostáticas de cargas opuestas entre átomos que tienen completos sus orbitales externos. Estos enlaces son relativamente débiles, actúan como fuerzas inter e intramoleculares y son: enlaces iónicos, enlaces de hidrógeno, obstáculos esféricos, atracciones de Van del Waals. En el Cloruro de Sodio se verifica el enlace iónico. Represente el enlace, proporcione el concepto de enlace iónico, 10 ejemplos y represente la formación de los enlace.
- Las funciones biológicas del hierro (transporte de oxígeno, transferencia de electrones, etc.) dependen en gran parte, de su propiedad intrínseca de movilizar electrones entre los dos niveles energéticos. Utilizando al Hierro, al Cromo, al Manganeso, Níquel, Cobre, Mercurio represente y defina la oxidación y reducción. Proporcione el significado biológico de una reacción de oxido – reducción
1.7 LA ECUACIÓN QUÍMICA
La ecuación química balanceada es una ecuación algebraica con todos los reaccionantes en el primer miembro y todos los productos en el segundo miembro por esta razón el signo igual algunas veces se remplaza por un flecha que muestra el sentido hacia la derecha de la ecuación, si tiene lugar también la reacción inversa, se utiliza la doble flecha de las ecuaciones en equilibrio.
1.8 REACCIONES QUÍMICAS
Una reacción química es el proceso por el cual unas sustancias se transforman en otras. EJEMPLO:
El H2 y el O2 reaccionan para formar un nuevo compuesto H2O. Las sustancias iniciales se llaman reactivos o reactantes y las que resultan se llaman productos.
En la ecuación química los números relativos de moléculas de los reaccionantes y de los de los productos están indicados por los coeficientes de las fórmulas que representan estas moléculas.
HCl (^) +
reactivos
NaOH → NaCl (^) +
productos
H2O
1.9 CARACTERÍSTICAS DE LA ECUACIÓN:
Desplazamiento Un átomo sustituye a otro en una molécula^ CuSO4^ +^ Fe^ → FeSO4^ +^ Cu
Intercambio o doble desplazamiento
Se realiza por intercambio de átomos entre las sustancias que se relacionan
K 2 S + MgSO^4 → K^2 SO^4 +^ MgS
Sin transferencia de electrones
Se presenta solamente una redistribución de los elementos para formar otros sustancias. No hay intercambio de electrones.
Reacciones de doble desplazamiento
Con transferencia de electrones (REDOX)
Hay cambio en el número de oxidación de algunos átomos en los reactivos con respecto a los productos.
Reacciones de síntesis, descomposición, desplazamiento
Reacción endotérmica
Es aquella que necesita el suministro de calor para llevarse a cabo. 2NaH^ 2Na(s)^ +^ H 2 (g)
Reacción exotérmica Es aquella que desprende calor cuando se produce.
2C (
grafito) +^ H 2 (g) (^) → C 2 H 2 (g) ΔH= 54. kcal
- Dadas las siguientes reacciones químicas representa las semirreaciones de oxidación y reducción, Iguale las ecuaciones utilizando el método algebraico, método de oxido reducción y el método de ión electrón e indique a que grupo de reacciones corresponden. H 2
+ O
2
→ H
2
O
H
2
O → H
2
+ O
2 Zn + CuSO 4 → Cu + ZnSO 4 HCl + NaOH → NaCl + H 2 O KCl + AgNO 3 → AgCl + KNO 3 Cl 2(g)
+ H
2(g)
→ HCl (g) Fe + O 2 → FeO
HIO
3
+ HI → I
2
+ H
2
O
NH
3
+ O
2
→ H
2
O + 4NO
Cu + HNO 3 → Cu(NO 3
2
+ H
2
O + NO
Ag 2
SO
3
+ H
2
O → H
2
SO
4
- Ag KMnO 4 + HNO 2 + H 2 SO 4 → K 2 SO 4 + MnSO 4 + HNO 3 + H 2 O KI + H 2 SO 4 → K 2 SO 4 + I 2 + H 2 S + H 2 O K 2 Cr 2
O
7
+ H
2
O
Sn + HNO 3 → SnO 2
+ NO
2
+ H
2
O
Cr 2
O
3
CO
3
+ KNO
3 → Na 2 CrO 3
+ CO
2
+ KNO
2 CdS + I 2
+ HI + S
KMnO 4 + HBr → Br 2
O
KMnO 4 + H 2 SO 4 + H 2 S → K 2 SO 4 + MnSO 4 + H 2
O + S
HNO
3
+ I
2
→ HIO
3
+ NO
2
+ H
2
O
KBr + H 2 SO 4 → K 2 SO 4 + SO 2
- H 2 S + Br 2 KMnO 4 + NH 3
→ KNO
3
+ KOH + H
2
O
- En los líquidos existen unas sustancias que se disocian y otras que no lo hacen. Las sustancias que se disocian y que se separan en sus componentes cuando están en solución son los electrolitos, siendo capaces de conducir la corriente eléctrica. La composición Electrolítica (cationes- iones positivos y aniones iones negativos) en el plasma humano es la que se detalla a continuación:
- El colesterol es un lípido abundante en las membranas de los glóbulos rojos, las neuronas y los hepatocitos responde a la fórmula molecular C 27 H 45 O. El valor referencial en sangre es hasta 200 mg/dl determine este límite superior en mg/l, g/l, μmol/ml, μmol/l, nmol/μl.
- ¿Cuantos l y nl son 50 m^3?
- Conforme la teoría evolucionista se estima que hace aproximadamente 4.5 mil millones de años surgieron las primeras moléculas orgánicas, en los albores de la formación del planeta y sus continentes. Indique este tiempo en horas, minutos, seg, nseg.
- En la naturaleza se distinguen dos tipos de células procariotas que miden de 1 – 10 μm presentes en bacterias, mycoplasmas, espiroquetas, algas azules y verdes y células eucariotas las cuales miden de 10 - 100 μm presentes en los organismos superiores, vegetales y animales, así como en hongos, protozoarios y la mayoría de algas. Exprese el tamaño de los dos grupos de células en °A, cm, nm.
- Para trabajar las técnicas cuantitativas en el laboratorio de Bioquímica se utilizan pipetas automáticas. Se dispone de cuatro pipetas de volumen fijo cada una mide:
- 5 μl
- 10 μ
- 500 μl
- 1000 μl. Si se deben medir para las técnicas los siguientes volúmenes a) 0.05 ml b) 0.025 l c) 2.0ml d) 0,5 ml e) 0. ml. ¿Con qué pipeta trabajaría, explique?. Nota siempre se recomienda realizar limitadas mediciones.
- El recuento de Linfocitos T es un parámetro hematológico, si un paciente presenta 1.12x10^11 linfocitos T por metro cúbico, la volemia coporal es de 4.5 litros de sangre. ¿Cuántos linfocitos T tiene el paciente? Interprete el resultado frente a parámetros normales.
- El suero fisiológico muy utilizado en el área de laboratorio, y medicina en general tiene una concentración de 9 g/l. a) En 1 l de la solución salina, cuántos, g, mg, μg de NaCl, ión Na+, átomos de Cl-^ están presentes? b) Cuántos g, moles, de NaCl serán necesarias para preparar 0,5 l de la solución salina (suero fisiológico)? c) Para preparar 2 litros de la solución salina, cuantos g de NaCl y cuantos ng de Ión Cloro se necesitan?
- El volumen de la orina de las 24 horas de un paciente fue de 2000 ml y al realizar la proteinuria se reporta un resultado de 1x10-9^ ng por cada dl de orina. Si la concentración media de proteínas en orina de 24 horas debe ser inferior a 150 mg/24 horas. Interprete el resultado del examen del paciente.
- El test de tolerancia a la glucosa oral es una prueba de diagnóstico de diabetes. Durante su ejecución se debe ingerir 100 ml de una solución de azúcar considerando que en los niños debe ser 1.75 g de azúcar por Kg de peso, en mujeres gestantes soluciones al 50% y el promedio general en el resto de población al 70%. a) Si un niño pesa 20 Kg ¿Cuántos mg y μg de azúcar se utilizarán para preparar los 100 ml de solución a ingerir? b) Se desea preparar 2 litros de solución de glucosa al 5 % ¿Cuántos gramos, Kg de azúcar deben utilizarse?
- Generalmente el sedimento de la orina se observa en fresco (sin teñir), pero la microscopia común puede combinarse con la coloración supravital para destacar los detalles celulares. Uno de los colorantes empleados es la mezcla colorante cristal violeta – safranina O (Coloración de Sternheimer – Malbin) la cual se prepara de acuerdo a lo siguiente:
SOLUCION 1 Cristal Violeta Etanol (95 por 100) Oxalato de amonio Agua destilada
3 g 20 ml 0.8 g 80 ml SOLUCION 2 Safranina O Etanol (95 por 100) Agua destilada
1 g 40 ml 400 ml
Para la preparación del Reactivo, deben mezclarse 3 partes se SOLUCION 1 con 97 partes de SOLUCION 2. a) Para mezclar con 50 ml de agua destilada y prepara la SOLUCION 1 ¿Cuántos mg de cristal violeta y cuántos μg de oxalato de amonio serán necesarios? b) Para preparar 1 l del colorante ¿Cuántos ml de SOLUCION 1 Y DE SOLUCION 2 utilizaría? c) Para preparar la SOLUCION 2. Si se pesan 2.5x10^9 ng de Safranina O. ¿Qué volumen en litros de alcohol y de agua destilada son necesarios?
- El carbamato de litio es el medicamento de elección para el tratamiento de la fase maníaca en la enfermedad maníaco – depresiva (trastorno bipolar) y la profilaxis de los episodios recurrentes de manía. Aún no existe acuerdo estricto sobre cuál es el máximo sérico admisible, pero nadie recomienda superar los 2 mEq/l. En un paciente que toma varias veces al día litio, se cuantifica los niveles séricos del litio y el resultado es 5000 μEq/l. Indique si el resultado está dentro de los valores normales.
- La cantidad normal de proteínas en el líquido sinovial es de 20 g/l. los cuadros inflamatorios, por la vasodilatación producen aumento de permeabilidad vascular, aumentado los valores proteicos. Un paciente reporta un resultado de 0.04 Kg por ilitro. Interprete el resultado.
- La pielonefritis en un proceso infeccioso e inflamatorio producido por distintas bacterias que comienzan en la pelvis renal. El diagnóstico se formula ante la presencia de una concentración bacteriana urinaria superior a 10^5 colonias/ml de orina. En el recuento bacteriano de una muestra de orina de un paciente se encontraron 1x10^15 ncolonias por l de orina. Interprete el resultado.
- 1 cm^3 equivale a 20 gotas. Si un paciente recibe una perfusión intravenosa de suero fisiológico a razón de 1 gota por segundo, y la concentración del suero fisiológico es 9 g/l ¿Cuántos gramos, miligramos de NaCl van a ser transfundidos al paciente?
- La Hemoglobina Corpuscular Media (HCM) es un parámetro hematológico que indica la cantidad en pg de hemoglobina que contendría un eritrocito representativo de todo el organismo. Si un paciente tiene 5x10^12 eritrocitos por litro de sangre, ¿Cuál es la concentración de Hemoglobina en μg / ml, si el paciente presenta un HCM de 45?
- Si la volemia sanguínea de un paciente es de 5000 ml de sangre y presenta un recuento de 6x10- eritrocitos por nl de sangre, y un HCM de 40 pg. ¿Qué cantidad en gramos y kilogramos de Hemoglobina tiene este paciente?
- Un paciente necesita recibir 2500 mg de heparina sódica (anticoagulante) por hora. ¿Qué flujo en gotas por minuto habrá que administrar al paciente? Si la heparina se presenta en viales de medio litro y cada uno contiene 150 mg de heparina, 1 cm^3 equivale a 20 gotas.
- 1 Lote de inyectables debe contener una dosificación de 500 mg de ciprofloxacina (antibiótico) por vial de 5 ml. Se pide: a) ¿Qué cantidad en gramos y kilogramos de ciprofloxacina es necesaria para preparar 5 lotes y que cada uno contenga 500 inyectables.
El calor es una forma de energía acumulada por un cuerpo, depende de la masa y se transmite por el contacto entre los cuerpos para alcanzar el equilibrio térmico, su valor numérico es la Temperatura o sensación térmica de calor. Los termómetros usados más utilizados están graduados en grados kelvin (K) grados Celsius, expresados por la letra (°C), en esta escala el punto de ebullición del agua es 100° y el punto de congelación es 0° a la presión de una atmósfera. Existen otros termómetros graduados en el Sistema Inglés grados Fahrenheit designados por °F.
ESCALAS DE TEMPERATURA PUNTOS DE COMPARACIÓN KELVIN (ESCALA ABSOLUTA)
CELSIUS
(CENTÍGRADO)
FAHRENHEIT
Punto de ebullición del agua 373,15 °K 100 °C 212 °F 100°=180°F Punto de congelación del agua 273,15 °K 0°C 32 °F
Cero absoluto de temperatura 0 °K - 273°C - 460 °F
Se hace posible la conversión de grados entre las diferentes escalas, así: °F - 32 9 = Entre grados Fahrenheit y Celsius °C 5
°K = °C + 273,15 Entre grados Celsius y Kelvin
- La temperatura del cuerpo humano es aproximadamente 37,0 °C, a cuántos °F y °K equivale?
- En una disolución de sal y agua, la temperatura más baja que se consigue en estado líquido es de 0°F ¿Cuántos °C son?
- 208,06 °K ¿A Cuántos °C y °F equivale?
- 140,23 °F ¿A Cuántos °C y °K equivale? 3. CALOR ESPECÍFICO (Ce)
Es la relación entre la cantidad de calor transmitida a un cuerpo (Q) y el producto de su masa (m) por el incremento de temperatura (ΔT) que experimenta al pasar de una temperatura incial To a una final Tf, matemáticamente se define como: Q Ce = unidades cal /g °C m ΔT La cantidad de calor que absorbe un cuerpo será:
Q = m Ce ΔT Si la cantidad de calor en lugar de ser absorbida es deprendida el signo de Q será negativo por el descenso de temperatura en lugar de incremento. Y de acuerdo a la termodinámica:
Desprender calor = pérdida de energía……….Q (negativa) Absorber calor = ganancia de energía…..…….Q (positiva)
Se utilizan los calorímetros para determinar el Ce.
4. CALOR DE TRANSFORMACIÓN
Un cuerpo puede hallarse en cualquier estado: sólido, líquido o gas. Si gana o pierde calor puede aumentar o disminuir la temperatura, o cambiar de estado a temperatura constante a la que se llama Calor de transformación y es igual al cociente entre la cantidad de calor necesaria para producir el cambio de estado a temperatura constante y la masa del cuerpo. En resumen:
GAS
CALOR DE
VAPORIZACIÓN
CALOR DE
LICUACIÓN
CALOR DE
SUBLIMACIÓN LIQUIDO
CALOR DE
CONDENSACIÓN
CALOR DE
FUSIÓN
CALOR DE
SOLIDIFICACIÓN
SOLIDO
Ejemplo, la cantidad de calor necesaria para transformar a 0 °C un gramo de hielo en agua es de 80 calorías y se llama calor de fusión del hielo. En cambio el calor de vaporización del agua es el paso de líquido a vapor y es de 540 cal/g. La fusión y la solidificación son fenómenos inversos que tienen lugar a la misma temperatura. Por tanto, para una misma sustancia, el calor de fusión y el de solidificación son iguales y de signos opuestos. Así, el calor de fusión del agua = 80 cal/g y el calor de solidificación = -80 cal/g. El fenómeno de sublimación es el paso directo de estado sólido a gas, sin pasar por el estado líquido. El calor de sublimación es igual a la suma de los calores de fusión y de vaporización de la sustancia.
- ¿Qué cantidad de calor se libera al enfriarse 1200 gramos de agua desde 95 °C a 2 °C?. El calor específico del agua es = 1,00 cal/g °C
- ¿Qué coste le supondrá a un hombre mantener sus 5500 ml de líquido corporal a la temperatura de 37 °C, si la temperatura ambiente es de 10 °C? La densidad del líquido corporal = 1,230 g/ml y el calor específico del líquido corporal = 1,00 cal/g °C 5. DENSIDAD Y TEMPERATURA
Al aumentar la temperatura de un cuerpo, aumenta también su volumen debido a la dilatación que experimenta. Y corresponde a la relación:
Vt = Vo (1+ δ ΔT) Donde: Vt = Volumen final del líquido, sólido o gas Vo = Volumen incial del líquido, sólido o gas Δ = Coeficiente de diltación del líquido, sólido o gas ΔT = Inmcremento de temperatura (T – To) ó (T final – T inicial)
