Dinámica

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Física y Química Biológica
Licenciatura en Enfermería
Universidad Nacional de Luján
Departamento de Ciencias Básicas
 
UNIDAD 4
DINAMICA
Área de la Física que estudia el 
MOVIMIENTO 
y las causas que lo provocan
FLUIDOS 
LÍQUIDOS y GASES
FLUIDO: medio continuo que presenta fuerzas de atracción 
intermoleculares débiles que tienen la capacidad de FLUIR 
cuando una fuerza se aplica sobre él.
Líquidos en REPOSO
δ 
=
 m
 V 
P 
=
 F
 A 
1 N/m2 = 1 Pa
1 atm = 1013,25 hPa
1 atm = 760 mmHg
PRESIÓN
La fuerza (F) que ejerce el líquido 
por unidad de superficie (A)
DENSIDAD
Indica la masa (m) que ocupa 
una unidad de volumen (V)
Líquidos en REPOSO
Presión Hidrostática
Es la presión que ejerce un líquido, considerando la presión atmosférica (P
0
), la profundidad o 
altura (h) donde nos ubiquemos, la densidad del líquido ( δ también simbolizada ρ) y la 
fuerza de gravedad (g). 
Líquidos en REPOSO
Presión Hidrostática
Es la presión que ejerce un líquido, considerando la presión atmosférica (P
0
), la profundidad o 
altura (h) donde nos ubiquemos, la densidad del líquido ( δ también simbolizada ρ) y la 
fuerza de gravedad (g). 
Líquidos en REPOSO
Presión Hidrostática
Es la presión que ejerce un líquido, considerando la presión atmosférica (P
0
), la profundidad o 
altura (h) donde nos ubiquemos, la densidad del líquido ( δ también simbolizada ρ) y la 
fuerza de gravedad (g). 
Líquidos en REPOSO
Presión Hidrostática
Es la presión que ejerce un líquido, considerando la presión atmosférica (P
0
), la profundidad o 
altura (h) donde nos ubiquemos, la densidad del líquido ( δ también simbolizada ρ) y la 
fuerza de gravedad (g). 
Líquidos en REPOSO
Presión Hidrostática
Es la presión que ejerce un líquido, considerando la presión atmosférica (P
0
), la profundidad o 
altura (h) donde nos ubiquemos, la densidad del líquido ( δ también simbolizada ρ) y la 
fuerza de gravedad (g). 
Líquidos en MOVIMIENTO
La velocidad de salida es mayor cuanto 
mayor es la presión, al utilizar una 
jeringa de igual sección.
Cuando un líquido se desplaza, el 
rozamiento interno o viscosidad hace que 
sus diferentes capas se desplacen a 
diferentes velocidades 
(siendo mayor la velocidad en el centro.)
DENSIDAD
Condiciona la VISCOSIDAD de los líquidos
 
PRESIÓN
Se ve afectada por la VELOCIDAD y la SECCIÓN 
por donde fluye el líquido 
Líquidos en MOVIMIENTO
CAUDAL
Volumen (V) de Líquido por 
unidad de Tiempo (T) 
Q 
=
 V
 T 
Si un fluido fluye por una tubería horizontal de sección 
constante, la presión será constante
P
1
P
2
P
1 
= P
2
 
En la práctica se observa una caída de presión según nos 
desplazamos en la dirección del flujo 
PERO…
P
1
 > P
2
FLUJO 
Sección Cte
Líquidos en MOVIMIENTO
¿Y si cambia el tamaño del diámetro?
Cuando el Caudal (Q) es constante
A mayor sección, menor velocidad 
Siendo el caudal el mismo, si el tubo disminuye su sección (A
2
) la velocidad de 
líquido tiene que aumentar para que pueda circular (V
2
). 
Exactamente lo contrario pasa si el caño se hace más ancho (A
1
). 
La velocidad del líquido tiene que disminuir (V
1
) para que pueda seguir pasando 
el mismo caudal. 
Ley de continuidad
FLUJO
Si: A
2
 < A
1
Entonces: V
2
 > V
1
Líquidos en MOVIMIENTO
Resistencia Fuerza de resistencia o de frenado que ejerce el tubo 
sobre la capa de fluido que está en contacto con él
Diámetro de la Sección
Resistencia
Viscosidad
Resistencia
Líquidos en MOVIMIENTO
Líquidos en MOVIMIENTO
TIPOS de FLUJO
Un fluido se desplaza en el interior de un tubo cuando la presión en el inicio es superior 
a la existente al final del tubo, moviéndose desde una zona de mayor presión a una de 
menor presión.
El flujo es laminar cuando el movimiento del 
fluido es ordenado, estratificado, suave.
El flujo es Turbulento cuando movimiento del 
fluido se da en forma caótica y las trayectorias 
de las partículas se encuentran formando 
pequeños remolinos periódicos, 
(no coordinados)
Sistema circulatorio
• Sangre
• Vasos sanguíneos
• Corazón
Función principal: transporte
Líquidos en MOVIMIENTO
Flujo Laminar: cuando la sangre fluye a 
través de un vaso liso y recto
Flujo Turbulento: cuando la velocidad 
del flujo sanguíneo se hace muy grande
✔al pasar una obstrucción en un vaso 
sanguíneo
✔giro brusco
✔pasa sobre una superficie rugosa
La tendencia a flujo turbulento aumenta 
en proporción directa a la velocidad y al 
diámetro, y en forma indirecta a la 
viscosidad y densidad
Gasto cardíaco: 
Cantidad de sangre que bombea el corazón por unidad de tiempo 
(70ml x latido = 5 l/min)
• Sangre
• Vasos sanguíneos
La viscosidad de la sangre aumenta a medida que lo 
hace el número de glóbulos rojos y se ve afectada 
por la velocidad
La viscosidad de la sangre normal es 3 veces mayor 
que la viscosidad del agua
De los tres tipos de vasos, las arterias tienen 
paredes más gruesas y más fuertes.
Dada su elasticidad, las arterias se estiran cuando 
la sangre se vierte en ellas y luego vuelven 
lentamente a su estado anterior (pulsación)
¿Qué pasa en los capilares? 
Pese a que cada uno de los capilares tiene un diámetro pequeño, 
el conjunto de los capilares equivalen a una mayor sección.
Es decir, los capilares se comportan como un gran lago donde desembocan 
varios ríos de corriente muy rápida: la velocidad disminuye. 
Sección
Velocidad
¿Qué pasa con la presión? 
P2 disminuye :
•Disminuye el diámetro de sección en cada capilar
•Disminuye el caudal en cada capilar
•Aumenta la Resistencia Periférica
El movimiento del Agua y los Solutos
Ósmosis Es el movimiento de moléculas de agua (SOLVENTE) a través 
de una membrana selectivamente permeable
El movimiento del agua procederá de una región de menor 
concentración de soluto a una de mayor concentración de 
soluto 
La difusión del agua no se ve afectada por qué cosa está 
disuelta en ella sino solamente por cuánto está disuelto, o sea, 
por la concentración de partículas de soluto 
IsotónicaHipotónica Hipertónica
Describe dos o más 
soluciones que tienen el 
mismo número de 
partículas disueltas por 
unidad de volumen 
Si se comparan dos 
soluciones de distinta 
concentración, es la 
solución menos 
concentrada (la que 
tiene menos soluto)
Si se comparan dos 
soluciones de distinta 
concentración, es la 
solución más 
concentrada (la que 
tiene más soluto)
Moléculas 
de Agua
HipertónicaIsotónica Hipotónica
Si colocamos Glóbulos rojos en soluciones…
DIFUSIÓN Es el movimiento de los átomos, iones o moléculas (SOLUTO), 
tratando de eliminar diferencias de concentración y producir 
una composición homogénea y uniforme.
Transporte mediado por proteínas 
Las proteínas de transporte permiten el pasaje de sustancias (SOLUTOS) a través 
de la membrana plasmática mediante distintos mecanismos:
• Proteínas transportadoras: son selectivas, transportan una molécula específica
• Proteínas formadoras de canales: constituyen poros que permiten el paso de iones 
Las proteínas canal y muchas proteínas 
transportadoras pueden sólo trasladar 
sustancias (SOLUTOS) a través de la 
membrana desde una región de mayor 
concentración a una de menor 
concentración
Difusión facilitada
Si lo que transportan tiene carga 
(iones) su transporte no sólo depende 
de su concentración sino también de la 
diferencia de carga a ambos lados de 
la membrana 
Transporte activo
Las moléculas o iones se mueven 
contra el gradiente de 
concentración 
(de donde hay menos 
concentración a donde hay más 
concentración). 
Gradiente de cc
Transporte Pasivo o Facilitado de Solutos
Transporte Activo de Solutos
FLUIDO: medio continuo que presenta fuerzas de atracción 
intermolecular débiles que tienen la capacidad de FLUIR cuando 
una fuerza se aplica sobre él.
Presión
1 n/m2 = 1 Pa
1 atm = 1013,25 hPa
1 atm = 760 mmHg
GASES
GASES
Ley de los Gases ideales:
Un Gas Ideal esun gas hipotético formado por partículas puntuales 
sin atracción ni repulsión entre ellas
La ecuación que describe normalmente la relación entre la presión, 
el volumen, la temperatura y la cantidad (en moles) de un 
gas ideal es:
P . V = n . R . T
Donde: 
P = Presión
V = Volumen
n = moles
T = Temperatura
R = Constante Universal de los Gases Ideales
Volumen Presión
Temperatur
a
Presión
Si la temperatura y la cantidad de moléculas 
son constantes, entonces:
Si el volumen y la cantidad de moléculas 
son constantes, entonces:
Si el volumen y la temperatura son 
constantes, entonces:
Cantidad de 
moléculas
Presión
GASES
Ley de los Gases ideales:
P . V = n . R . T
La presión total de una mezcla de gases, 
como el aire, es la suma de las presiones 
parciales de cada gas en la mezcla
Ejemplo: 
El oxígeno constituye aproximadamente el 21% del volumen del aire seco. 
Así, el 21% de la presión atmosférica corresponde a la presión que ejerce 
el oxígeno del aire.
Este valor se conoce como presión parcial del oxígeno: PO
2
Al referirse a un gas es más conveniente referirse a su presión 
y no a su concentración
GASES
Gases en solución
En una solución acuosa la concentración y la presión parcial de un gas disuelto 
son proporcionales
A mayor presión parcial de un gas disuelto, mayor concentración en la solución 
La solubilidad de los gases, 
además, se ve afectada por la 
temperatura y la salinidad: a 
mayor temperatura o salinidad, 
menor solubilidad 
Si un líquido sin gases disueltos se expone al aire, a la presión 
atmosférica, cada uno de los gases se disuelve y se difunde en el 
líquido hasta que la presión parcial de cada gas en el líquido iguala 
a la presión parcial de ese gas en el aire
Cuando se habla de la PO
2
 de un líquido se hace referencia a la 
presión del O
2
 gaseoso que está disuelto 
Gases en Solución
Los gases difunden desde las áreas con presiones parciales relativamente 
elevadas hacia las que presentan presione parciales relativamente bajas 
Difusión de gases
¿Qué pasa en la sangre?
Sólo las moléculas de gas libres contribuyen a la presión parcial de un gas, 
y la diferencia de presiones es la que determina su difusión del gas.
En la sangre, las moléculas de oxígeno se combinan con la hemoglobina y 
por lo tanto no contribuyen a la presión parcial 
La hemoglobina (también conocida como 
pigmento hemoglobínico) es una proteína 
ubicada en los glóbulos rojos cuya función 
principal es el transporte de gases en la sangre. 
Ésta proteína intercambia gases a nivel 
pulmonar (liberando CO2 e incorporando O2) y a 
nivel tisular (oxigenando los tejidos y retirando 
el CO2 resultante del metabolismo celular)
¿Qué pasa en la sangre?
Sólo las moléculas de gas libres contribuyen a la presión parcial de un gas, 
y la diferencia de presiones es la que determina su difusión del gas.
En la sangre, las moléculas de oxígeno se combinan con la hemoglobina y 
por lo tanto no contribuyen a la presión parcial 
Las moléculas combinadas con la 
hemoglobina no interfieren sobre la difusión 
adicional del oxígeno a la sangre
El Oxígeno en Sangre se encuentra 
entonces de dos maneras:
97% Unido a Hemoglobina
3% Disuelto (PO
2
)
Intoxicación con Monóxido de Carbono (CO)
Determinación Bioquímica de Gases en Sangre
mmHg
mmHg
mEq/L