Biofisica Unidad 3

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• La propiedad de todo 
sistema macroscópico que indica su estado 
térmico. La temperatura es un indicador de 
la velocidad del movimiento de las 
moléculas de la sustancia. 
° ° – ° °
• Forma de energía que pasa de un 
cuerpo a otro cuando están a diferentes 
temperaturas. Existen dos tipos de calor: 
Calor específico ( ) y Calor Latente ( ).
• La cantidad de calor que hay que entregarle 
a uno gramo de una sustancia para que 
aumente su temperatura en 1°C. En ese 
caso, no hay cambio de estado. 
• Para el agua en estado líquido: 1cal/g.°C.
∆
• calor intercambiado (cal), calor 
específico (cal/g.°C). masa (g), ∆
diferencia de temperatura (°C). 
• Si es(+) el cuerpo recibió calor (absorbió) 
Si es(–) el cuerpo entregó calor (cedió) 
Para practicar: Un cuerpo de 150 hectogramos se 
encuentra dentro de un sistema adiabático. Calcule 
cuántas calorías necesita absorber para que su 
temperatura se eleve en 11 Kelvin. Considere que el 
cuerpo no sufre ningún cambio de estado y que su Ce = 
0,6 cal/g °c. 
Respuesta:………….. Q = 99000 cal 
• Los cambios de estados de agregación de la 
materia son consecuencia de la pérdida o 
ganancia de calor, y la temperatura se 
mantiene durante la transformación. 
 
• Es la cantidad de calor que hay que 
entregarle a uno gramo de una sustancia 
para que cambie su estado de agregación. 
• Calor latente en el agua: Fusión: 80cal/g; 
Solidificación: -80cal/g; Vaporización: 
540cal/g; Condensación: -540cal/g.
• Transmisión de calor: “Si se pone en 
contacto dos o más cuerpos a diferentes 
temperaturas, intercambiarán calor entre sí 
hasta que todo el todo el sistema tenga la 
misma temperatura. La cantidad cedida por 
uno de los cuerpos es igual a la absorbida 
por el otro. 
Para practicar: Un freezer absorbe 2,3 kilocalorías por 
minuto en forma constante. Se coloca en el mismo 1 
decímetro cúbico (1 dm3 ) de agua a 10 °C y 1 atm. Se 
lo deja en este sistema hasta que alcanza una 
temperatura de -18°C. ¿Cuánto tardará el freezer en 
convertir el agua en hielo a -18°C? Exprese el 
resultado en segundos. Considere al freezer como un 
sistema adiabático. Datos: Cfusión hielo = 80 cal/g Ce 
hielo = 0,5 cal/g°C. 
Respuesta:…………… 2.582,6 segundos. 
Calor latente 
de fusión o 
solidificación 
Calor latente de 
vaporización o de 
condensación 
3 
3 
–
• Conducción: Al calentar la parte más 
prójima de la fuente de calor, las moléculas 
de ahí empiezan a vibrar más rápido y de 
esa manera atingen a las que tienen al lado 
y así el calor se va propagando al largo de 
toda la superficie. Ocurre solamente en 
sólidos. 
• Ley de Fourier: 
∆
∆
• Flujo de calor (cal/s; cal/h; Kcal/h), 
Constante de conductibilidad del 
material (
𝑐𝑎𝑙
𝑐𝑚.𝑠.°𝐶
 o 
𝐾𝑐𝑎𝑙
𝑚.𝑠.°𝐶
) 
área (m² o cm²), ∆ longitud (cm o 
m), ∆ diferencia de temperatura (°C). 
• Convección: La transformación de calor 
por consecuencia del desplazamiento del 
flujo por el cambio de densidad. Ocurre 
solamente en fluidos (líquidos y gaseosos). 
• Radiación: El calor es transmitido a través 
de ondas electromagnéticas, puede 
propagarse en un medio material o en el 
vacío. La velocidad de la propagación de la 
luz en el vacío es: 300.000 km/s. 
Para practicar: El extremo de una barra cilíndrica de 
metal de 2 cm de radio y 10 cm de longitud, se coloca 
al fuego. Al cabo de 10 segundos se produce un flujo de 
500 calorías. Si la constante de conductibilidad (k) del 
metal es 0,0125Kcal/m.s.°C indique cuanto es la 
variación de temperatura entre los extremos de la barra 
metálica 
Respuesta:…………. ∆ = 318,4 °C. 
• Es el cambio de estado de un sistema, puede 
ocurrir de dos maneras: mecánica (trabajo) 
o térmica (calor). 
• Para gases ideales: 
 
∆
• trabajo (l.atm o dm .atm), presión 
(atm), ∆ final – inicial (l o dm )
• Si ∆ > 0 : > 0 (+): el gas se expande.
• Si ∆ < 0 : < 0 (-) : el gas se comprime.
Para practicar: Un gas se expande desde los 1,5 
litros, hasta 10 veces su volumen inicial, a 1 atm de 
presión. Calcule que masa de agua (expresada en 
Kg) podría aumentar su temperatura de 20°C a 
20,5°C aplicando un trabajo igual al realizado por 
dicho gas. Dato: Ceagua = 1cal/g°C. 
Respuesta:………….. 0,658Kg 
• El contenido de un sistema termodinámico. 
• Depende de la temperatura del gas. 
↑ :↑ ∆ : ∆ > 0 : > : ↑ : > 0 
↓ :↓ ∆ : ∆ < 0 : < : ↓ : < 0 
= : ∆ = 0 
• Primer principio de la termodinámica: “la 
energía interna de un sistema puede 
modificarse al intercambiarse calor y/o a 
realizar trabajo. 
∆ –
• (Unidad: Cal)
• ∆ (Unidad: Joule)
• 2 cal = 8,31 Joule = 0,082 l.atm/K.mol 
Para practicar: Un mol de gas ideal evoluciona de 
un estado A, con un volumen de 30 litros y una 
presión de 1 atm, a un estado B, con la misma 
presión y volumen de 25 litros. Indique la opción 
correcta respecto de la variación de energía interna 
y el trabajo realizado en el proceso A → B 
a) ∆ > 0 y > 0 b) ∆ > 0 y < 0 
c) ∆ < 0 y > 0 d) ∆ < 0 y < 0 
Respuesta:…………. d) ∆ < 0 y < 0 
 
Experimento de Joule 
 
 
 
• En 1850 el físico Joule desarrolló un 
experimento usando un dispositivo que 
contaba con unas pesas conectadas por un 
cable a un eje que hacia girar unas paletas 
dentro de un recipiente adiabático con un 
volumen de agua conocido. Por la acción de 
las paletas, la temperatura del agua 
aumentaba en una cantidad que Joule fue 
capaz de medir en 3 milésimos de grado. 
Calculó el trabajo mecánico generado por la 
caída de las pesas a través de la fórmula: 
• : peso de cada pesa. 
• cantidad de veces que las pesas caen.
• altura desde donde caen las pesas.
• Luego aplicó la ecuación general de la 
calorimetría para calcular la cantidad de 
calor que sería necesario para generar el 
mismo incremento de temperatura que 
produjo el trabajo de las presas en cada 
caída.
∆
• Obtuvo un valor constante: 
w 
𝑄
4,18 J
1 cal
Para practicar: Calcule el peso (calculado en Kgf) 
en un dispositivo similar al utilizado por Joule en 
el equivalente mecánico del calor sabiendo que, al 
dejarlas caer 20 veces desde 2dm de altura, los 
0,010 litros de agua que había en el recipiente 
aumentaran la temperatura en 0,2K. Datos: 𝛿 = 
1g/cm³, Ce = 1cal/g.°C, 1Kgf = 9,8 Newton. 
Respuesta:……….. 0,106 Kgf