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Foro ateo de Iniciativa Atea • Ver Tema - La termodinámica de nuestra vida.

La termodinámica de nuestra vida.

Subforo de información y debate para tratar temas científicos, como física, biología, química, astronomía, informática, ingeniería, psicología, filosofía, ciencias sociales, medicina, etc.

La termodinámica de nuestra vida.

Mensaje sin leerpor eduardo dd » Lun Oct 18, 2010 11:53 am

No cabe duda de que la ciencia ha sufrido grandes cambios en nuestra historia. Hemos descubierto tantas cosas e intuimos tantas otras, teorizamos sobre posibilidades, damos por hecho leyes que adaptamos con el paso del tiempo, descubrimos cosas nuevas cada día que amplían nuestros conocimientos o los niegan rotundamente, en definitiva evolucionamos y todo está sujeto a dudas. Todo excepto la Termodinámica.

Termodinámica viene del griego “termo” que significa “calor” y “dinámico” que significa “fuerza” y describe cómo los sistemas macroscópicos responden a los cambios en su entorno. Históricamente, la termodinámica se desarrolló a partir de la necesidad de aumentar la eficiencia de las primeras máquinas de vapor. En esencia, estudia la circulación de la energía y cómo ésta infunde movimiento a partir de la temperatura, presión y volumen e incluye una magnitud llamada Entropía, que mide el orden y el estado dinámico de los sistemas.

Desde que la descubrimos la venimos aplicando a una amplia variedad de temas de ciencia e ingeniería, como motores, transiciones de fase, reacciones químicas, e incluso a los agujeros negros. Los resultados de la termodinámica son esenciales para la química, la física y la ingeniería, en definitiva, toda nuestra tecnología se basa en sus 3 leyes.

Imagen
1ª Ley de la Termodinámica:

Es el principio de conservación de la energía y se define como: La energía ni se crea ni se destruye, sólo se transforma.

Viéndola desde mi punto de vista de amante de la Astrofísica significa que, toda la energía que contiene el Universo siempre es la misma y simplemente se va transformando. Lo que antes formaba parte de una estrella, ahora forma parte de nosotros y de cuanto nos rodea.

2ª Ley de la Termodinámica:

Esta ley indica la dirección en la que deben darse 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 o que un vaso que cae al suelo y se rompa en mil pedazos, pueda volver a unirse lanzando de nuevo los pedazos al aire) y se define como: En un sistema aislado la entropía nunca disminuye o su valor siempre es mayor que cero -Entropía es el grado de desorden de un sistema-.

3ª Ley de la Termodinámica:

Esta ley viene a decir que si llevamos un proceso al cero absoluto (cosa imposible) su entropía sería cero. Es tanto como decir que los sistemas cuanto más fríos son, más ordenados. Un gas tiene las moléculas sueltas, chocando unas con otras. Un líquido tiene las moléculas más juntas y menos libres y un sólido –un cristal por ejemplo- tiene las moléculas tan juntas y apretadas que apenas tiene entropía.

Imagen
Basándonos en estas 3 leyes hemos creado nuestra civilización tecnológica. Nuestros medios de transporte, los edificios en los que vivimos, los puentes, los ordenadores, las sondas que enviamos a otros planetas, las máquinas, las fábricas, el aire acondicionado, las reacciones químicas de nuestros fármacos, la calefacción, e incluso al cocinar nuestra comida aplicamos estas leyes.

Y cabe decir que el primer principio, el de conservación de la energía, es la más sólida y universal de las leyes de la naturaleza descubiertas hasta ahora por las ciencias.

Fuente este estupendo blog....http://blogs.que.es/zenda-caballero/2010/10/17/la-termodinamica-nuestra-vida
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Re: La termodinámica de nuestra vida.

Mensaje sin leerpor Lucrecio » Sab Feb 12, 2011 7:18 am

Pienso que estos son temas muy complicados para usted, Eduardo.

¿Sabe que es termodinamica? ¿Conoce cuales conceptos termodinamicos son esenciales en los organismos vivos?
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Re: La termodinámica de nuestra vida.

Mensaje sin leerpor Vitriólico » Sab Feb 12, 2011 10:05 am

Si pretendes razonar sobre religión con un creyente piensa que, si pudiera razonar sobre ello, ... ¡no sería creyente!

"La primera vez que alguien te engaña, es culpa suya. La segunda, tuya.".
(Proverbio árabe).
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Re: La termodinámica de nuestra vida.

Mensaje sin leerpor eduardo dd » Sab Feb 12, 2011 10:58 am

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Re: La termodinámica de nuestra vida.

Mensaje sin leerpor eduardo dd » Sab Feb 12, 2011 12:38 pm

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Re: La termodinámica de nuestra vida.

Mensaje sin leerpor Lucrecio » Sab Feb 12, 2011 7:34 pm

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Re: La termodinámica de nuestra vida.

Mensaje sin leerpor Pastranec » Sab Feb 12, 2011 7:40 pm

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Re: La termodinámica de nuestra vida.

Mensaje sin leerpor Shé » Sab Feb 12, 2011 8:57 pm

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Re: La termodinámica de nuestra vida.

Mensaje sin leerpor eduardo dd » Dom Feb 13, 2011 12:00 pm

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Re: La termodinámica de nuestra vida.

Mensaje sin leerpor Sunami » Dom Feb 13, 2011 11:49 pm

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Re: La termodinámica de nuestra vida.

Mensaje sin leerpor Tontxu » Mar Feb 15, 2011 2:05 pm

Tras leer el titulo de este hilo me ha venido a la memoria (si no estoy confundido) la ausencia de aportaciones para el debate acerca del tratamiento de los seres vivos desde un enfoque puramente físico, quiero decir, desde la ciencia de la física, no desde la biología. Al fin y al cabo todo lo existente sea orgánico, inorgánico o biológico estamos constituidos por los mismos mimbres y sujetos a las mismas leyes que rigen en el universo, entre las que destaca la termodinámica en especial.

No creo que sea necesario abrir un nuevo hilo para este menester, ya que presiento que de lo contrario este hilo morirá de inanición. Además, opino que la idea de Eduardo DD es totalmente loable, aunque él quizá no se haya percatado hasta que punto la termodinámica incide en la vida (biológica). Pero como el tema me seduce, me alegro por la entrada y me doy por invitado. Consecuentemente y en honor a su iniciativa creo que es perfectamente compatible con este hilo. Si no fuere así, puede la moderación trasladarlo donde considere pertinente.

Mi idea es colocar una serie de ensayos de Jorge Barragán con el título, “Sobre la termodinámica de los sistemas físicos biológicos”. Si causara interés tengo muchos muchas de otros autores.
Para no cansar y, si fuere posible invitar al debate, el ensayo lo dividiré en partes.

Sobre la termodinámica de los sistemas físicos biológicos. (1ª)

Jorge Barragán

El Principio de Margalef

Uno de los conceptos primarios que permite comprender la termodinámica de los seres vivos, es el llamado principio de Margalef [REF1]: Los seres vivos son sistemas físicos (equivalencia) complejos, integrados por un sistema disipativo y uno auto organizativo acoplados entre sí (condición).

Como puede apreciarse, se considera a los seres vivos como sistemas físicos (principio de equivalencia), por lo que no extraña de aquí en más, que cumplan con las mismas leyes que operan para todos los sistemas físicos conocidos. Los seres vivos se ajustan a las mismas leyes de la física, que rigen la mecánica de todos los sistemas físicos.

Pero el principio de Margalef apunta también que se trata de sistemas físicos complejos, sistemas integrados a su vez por sistemas menores, una suerte de "sistemas subsumidos en sistemas", como lo destaca Donald Ingber al tratar sobre la geometría biológica. [ REF2 ]

Incluso Margalef va más allá, pues señala que estos sistemas que conforman el sistema complejo que constituye un ser vivo, se encuentran acoplados. La forma en que estos sistemas se acoplan, pasa a ser una cuestión fundamental, y su comprensión es uno de los pilares de la profunda reformulación de la biología, que se desarrolla en nuestros días.

El sistema disipativo, genera (obviamente "transforma") energía; y el sistema auto organizativo, recupera la energía disipada, como información. Esta recuperación de la energía como información, se aprecia en la generación de estructura, o en los cambios irreversibles de la misma, ligando indisolublemente los seres vivos al concepto de "historia" (producir hechos irreversibles).

Es notable que, si bien puede acertarse a comprender intuitivamente lo antedicho, entendemos por sistema físico al conjunto de elementos, que conforman una estructura con por lo menos alguna función común. Y la condición de "complejos" se debe a que las partes que lo constituyen, son diferentes entre sí.

Pero dicho así, hasta una bicicleta se ajusta a la definición, y satisface incluso, el requerimiento de ser un sistema físico complejo. ¿Cómo explicar entonces, que no somos como una bicicleta, o como cualquier otro sistema físico inerte?

Sistemas físicos complejos, hay muchos en la naturaleza. Pero ninguno, salvo los seres vivos, es capaz de recuperar la energía que disipa como información. Recuperar la energía disipada como información, es la gran diferencia. Ello nos permite generar estructura, o provocar cambios irreversibles en la misma.

Para ser más precisos, esta capacidad nos permite "auto organizarnos". Y el centro de la cuestión vuelve a desplazarse, ahora hacia la propiedad de "auto organización". No todos los sistemas físicos, complejos o no, son auto organizativos. Sólo unos pocos, cumplen con tal condición. El estudio de modelos de auto organización, describe a los seres vivos como sistemas físicos complejos del tipo NK2, que retienen para sí, dos propiedades fundamentales asociadas a la condición de los seres vivos: auto organizativos, y homeostásicos [ REF3 ].

A modo de simplificación, la auto organización puede definirse como la capacidad del sistema para generar y/o modificar su propia estructura, a partir de la información que recupera de la propia energía disipada (en realidad el tema es mucho más complejo, y nos llevaría al estudio de las redes booleanas aleatorias y las redes NK afines).

Por otra parte, no todos los sistemas auto organizativos son a su vez, homeostáticos. Sólo los sistemas NK2, cumplen con ambas condiciones (auto organización y homeostasis), cumpliendo con el "principio de condición" implicado en el principio de Margalef, principio que define la condición de "vivos", de estos sistemas físicos.

El concepto de homeostasis, requiere también una sucinta descripción: en física se define como la "capacidad de un sistema físico para sortear perturbaciones". Tal definición es con mucho, más versátil y global que la clásica definición médica de "mantener la constancia o equilibrio del medio interno", definición que incluso facilita malas interpretaciones: errores como considerar que es una suerte de "equilibrio estático" al que se debe introducir la noción de "bifurcación", para llegar a entender que el restablecimiento del equilibrio va mudando los "niveles". Ese tipo de vicio de interpretación, no ocurre si se parte de la definición física de la misma. Tampoco ocurre si se ahonda en "cómo" y "porqué" ocurre la homeostasis, o lo que es lo mismo decir, si se atiende al "principio de estabilidad, inercia y recurrencia" [ REF4 ]. Los seres vivos somos entonces, sistemas físicos complejos auto organizativos y homeostásicos. Finalmente, antes de considerar las leyes de la termodinámica y su impacto en estos curiosos sistemas físicos que son los seres vivos, revisaremos el concepto de historia, tan ligado a los seres vivos.

En física, historia es producir hechos irreversibles, y ello se vincula directamente con la única evidencia física que tenemos sobre la presencia de información: la estructura material (su aparición, o sus cambios irreversibles) de los seres vivos [ REF1 ].

La información se aprecia por los cambios irreversibles de la estructura, de modo que los seres vivos se hallan ligados de manera indisoluble a la creación de su propia historia, y el concepto de historia encuentra sus bases en la noción de información.

Se debe tener entonces, una clara idea de lo que es la información, y su significado en el marco de la creación de historia. De algún modo, el conjunto de valores de las variables de estado de un sistema físico, constituyen la información sobre el mismo. Pero esa información, puede o no estar disponible para el observador. Y para el observador, sólo cuando esos valores se encuentran disponibles para él, dichos valores dejan de ser datos sobre el sistema para pasar a ser información sobre el mismo. O como dice Margalef, para tener información, es necesario contar con un observador que "levante acta" de lo ocurrido, y el observador es siempre, un ser vivo.

Estamos ligados estrechamente al concepto de información, y a través del mismo, a la creación de
historia [ REF1 ].

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICA

[REF1] Margalef i Lopez, R. "La ecología: entre la vida real y la física teórica" S. Am.1995
[REF2] Ingber, D. "Biology geometry" Sc. Am. Jan 1998
[REF3] Kauffman, S. "Anticaos y adaptación" Sc. Am. 1992
[REF4] Herrán Gascón, M. de la "Evolución, estabilidad, inercia y recurrencia" IIEH 2002
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Re: La termodinámica de nuestra vida.

Mensaje sin leerpor Agustín » Mar Feb 15, 2011 3:25 pm

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Re: La termodinámica de nuestra vida.

Mensaje sin leerpor Lucrecio » Mar Feb 15, 2011 4:03 pm

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Re: La termodinámica de nuestra vida.

Mensaje sin leerpor Lucrecio » Mar Feb 15, 2011 4:37 pm

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Re: La termodinámica de nuestra vida.

Mensaje sin leerpor Pastranec » Mar Feb 15, 2011 4:50 pm

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Re: La termodinámica de nuestra vida.

Mensaje sin leerpor Tontxu » Mar Feb 15, 2011 4:54 pm

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Re: La termodinámica de nuestra vida.

Mensaje sin leerpor Lucrecio » Mar Feb 15, 2011 4:57 pm

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Re: La termodinámica de nuestra vida.

Mensaje sin leerpor Lucrecio » Mar Feb 15, 2011 5:05 pm

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Re: La termodinámica de nuestra vida.

Mensaje sin leerpor Tontxu » Mar Feb 15, 2011 5:21 pm

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Re: La termodinámica de nuestra vida.

Mensaje sin leerpor Tontxu » Mar Feb 15, 2011 5:24 pm

El Boludo de Jorge Barragán

Jorge Barragán nació en Rosario (Provincia de Santa fe, Argentina) el 3 de Febrero de 1961. Es médico, profesor de la Cátedra de Histología y Embriología de la Universidad Nacional de San Martín (sede Rosario). Imparte los cursos de Post-Grado: Doctorado en Medicina, Maestría en Educación Universitaria y Médico Especialista en Geriatría y Gerontología.

¡Será boludo el tipo!
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