Termodinámica y Gases

Temperatura: Si está en Kelvin, se le resta 273.

Presión: 1 atm = 760 mm Hg = 101325 Pa

Teoría Cinética de los Gases

Los gases están formados por pequeñas partículas que se mueven libremente, ocupan el volumen de todo el recipiente que los contiene y ejercen presión sobre las paredes del recipiente. Cuanto más rápido se muevan las partículas de gas, mayor será la temperatura.

Teoría Cinética en Gases, Líquidos y Sólidos

La materia está formada por partículas que se hallan más o menos unidas dependiendo del estado de agregación en que se encuentren. Las partículas se mueven, más o menos libremente, dependiendo del estado. Cuanto más rápido se mueven, mayor es la temperatura de la sustancia.

Leyes de los Gases

• Ley de Boyle: Cuando un gas experimenta transformaciones a temperatura constante, el producto de la presión que ejerce por el volumen que ocupa permanece constante. P * V = cte.
• Ley de Gay-Lussac: Cuando un gas experimenta transformaciones a volumen constante, el cociente entre la presión que ejerce y su temperatura absoluta permanece constante. P / T = cte.
• Ley de Charles: Cuando un gas experimenta transformaciones a presión constante, el cociente entre el volumen del gas y su temperatura absoluta permanece constante. V / T = Cte.

Estados de la Materia

Según la teoría cinética:

• Sólido: Forma constante, volumen constante, no se expanden, no se comprimen. Las partículas que lo forman están fuertemente unidas formando una estructura rígida (ej: hielo, azúcar).
• Líquido: Forma variable, volumen constante, no se expanden, se comprimen con dificultad. La densidad es menor que la de los sólidos ya que las partículas están menos agrupadas y ocupan más volumen (ej: agua, aceite).
• Gas: Forma variable, volumen variable, se expanden, se comprimen. Sus partículas están más aisladas y tienen más espacio para moverse, presentan menor densidad, sus partículas están más separadas ocupando el volumen máximo (ej: vapor, aire).

Cambios de Estado

Los cambios de estado son un ejemplo de fenómeno físico, pues con ellos no se altera la naturaleza de la materia, sino el estado en que se presenta:

• Sólido a líquido: Fusión
• Sólido a gas: Sublimación
• Líquido a sólido: Solidificación
• Líquido a gas: Vaporización
• Gas a sólido: Sublimación inversa
• Gas a líquido: Licuación o condensación

Puntos de Ebullición y Fusión

• Punto de ebullición: Es la temperatura a la cual se produce el cambio de estado líquido a gas en toda la masa del líquido. Coincide con el punto de condensación.
• Punto de fusión: Es la temperatura a la cual se produce el cambio de estado de sólido a líquido en toda la masa del sólido. Coincide con el punto de solidificación.

Teoría Cinética y Cambios de Estado

La teoría cinética no solo nos permite explicar las características de los distintos estados de la materia, sino que también explica por qué suceden los cambios de estado.

Evaporación vs. Ebullición

• Evaporación: Es el cambio de estado de líquido a gas que se produce solo en la superficie del líquido, ocurre a temperatura ambiente.
• Ebullición: Es el cambio de estado de líquido a gas que tiene lugar en toda la masa del líquido, ocurre a 100°C.

Nutrición

Nutrición: Es el conjunto de procesos por los que un organismo obtiene la materia y la energía necesarias para elaborar su propia materia y realizar sus funciones vitales.

Nutrientes Inorgánicos

Pueden proceder de alimentos de origen orgánico (animal y vegetal) y de fuentes no orgánicas.

• Agua: Es el componente más abundante en los seres vivos, representa entre el 60 y el 80% del peso corporal de una persona. Desempeña muchas funciones: es el medio donde se producen las relaciones metabólicas, transporta sustancias, regula la temperatura corporal, etc. (ej: leche, zumos, frutas).
• Sales minerales: Son nutrientes formados por elementos no metabólicos (como carbono, fósforo, cloro, etc.) unidos a elementos metabólicos (como hierro, sodio, potasio, etc.) y que se incorporan al organismo con los alimentos. Tienen funciones reguladoras y estructurales (ej: frutas y verduras).

Nutrientes Orgánicos

Solo se encuentran en alimentos de origen orgánico (tanto animal como vegetal).

• Glúcidos: Son nutrientes abundantes en alimentos de origen vegetal. Aportan energía al organismo de forma inmediata. Los más sencillos son la glucosa y la sacarosa, que tienen un sabor dulce. Los complejos son la celulosa y el almidón, formados por la unión de muchas glucosas (ej: patata, legumbres, cereales).
• Lípidos: Son nutrientes que no se disuelven en agua. Los principales son las grasas que forman estructuras, actúan como aislante y reserva energética. Las grasas de origen vegetal son líquidas, llamadas aceites. Las grasas de origen animal son sólidas y se conocen como sebos (tocino, manteca). Las grasas se pueden descomponer en ácidos grasos y glicerol.
• Proteínas: Son macromoléculas formadas por unidades más pequeñas, llamadas aminoácidos. Proporcionan materia con la que forman células, transportan el oxígeno en la sangre, intervienen en la defensa contra infecciones, etc. (ej: alimentos de origen animal (carne, pescado, huevo), vegetal (cereales y legumbres)).

Calorías

Caloría: Es la cantidad de calor que hay que suministrar a un gramo de agua para elevar su temperatura un grado centígrado.

Reacción de Oxidación

Nutrientes + O2 → Energía + CO2 + H2O

Energía

Se mide en calorías (1 kilocaloría = 1000 calorías) o en kilojulios (1 kcal = 4.18 KJ).

• Vitaminas, agua, sales minerales y fibra: no producen energía.
• Glúcidos, proteínas: 1 gramo da lugar a 4 kcal.
• Lípidos: 1 gramo da lugar a 9 kcal.

Alimentos

• Alimentos energéticos: Sirven como fuente de energía para que el organismo pueda realizar sus diferentes funciones vitales. Son alimentos ricos en glúcidos y lípidos (ej: pan, pastas, miel).
• Alimentos plásticos o formadores: Son necesarios para formar las células, tejidos y órganos de nuestro cuerpo. Son alimentos importantes en la nutrición durante el crecimiento y en la edad adulta. Son ricos en proteínas (ej: queso, carne, pescado).
• Alimentos reguladores o protectores: Son imprescindibles para que nuestro organismo pueda utilizar correctamente los demás alimentos y desarrollar sus funciones de modo adecuado. Proporcionan vitaminas, minerales y agua (ej: las frutas y hortalizas).

Dieta y Salud

Dieta: Se llama dieta al conjunto de sustancias sólidas y líquidas que ingerimos regularmente como alimento. Para llevar una vida sana, es importante que sea completa, variada y equilibrada, proporcionando todos los tipos de alimentos y las cantidades suficientes de nutrientes y energía para que el organismo cubra su gasto diario.

Comer en la Adolescencia

Mantener una dieta saludable durante la adolescencia es fundamental, ya que durante esta época se están produciendo en el organismo un gran número de cambios físicos y psicológicos, que requieren el aporte de todos los nutrientes.

Dieta Mediterránea

Esta dieta se caracteriza por unos determinados hábitos alimentarios:

• Utilización de aceite de oliva como grasa culinaria, ya que tiene vitamina E.
• El frecuente consumo de legumbres y cereales, que poseen gran cantidad de fibra.
• Frecuente consumo de pescado frente a carne. El pescado proporciona elementos como calcio, fósforo y yodo, vitaminas A y D.
• Baja ingesta de azúcares simples y grasas de origen animal.

Beneficios de la Dieta Mediterránea

Esta dieta presenta numerosos beneficios para la salud, previene la obesidad, el cáncer de colon, las enfermedades del aparato circulatorio, etc.

Enfermedades Relacionadas con la Nutrición

• Desnutrición: Se produce por la falta de nutrientes, debido a una dieta inadecuada o a la carencia de alimentos.
• Obesidad: Consiste en el exceso de grasa corporal, que está acompañado de un peso elevado. Esta enfermedad reduce la vida de las personas y provoca otras enfermedades relacionadas como diabetes, dolor de espalda, etc.
• Anorexia: Se caracteriza por un intenso miedo a ganar peso y por una percepción distorsionada del propio cuerpo, que hace que la persona enferma se vea gorda, aun cuando el peso esté por debajo de lo normal. Las personas que lo padecen dejan de comer perdiendo masa corporal. Esta enfermedad puede provocar la muerte.
• Bulimia: Se caracteriza por una preocupación excesiva por el peso y la figura corporal. En este caso, la persona come en exceso para luego vomitarlo.

Conservación de Alimentos

Tienen como objetivo proteger los alimentos de los componentes atmosféricos y de la presencia de microorganismos. Las principales técnicas son:

• Conservación en frío: Los alimentos se mantienen a bajas temperaturas retrasando el deterioro y la velocidad de reproducción de microorganismos. Refrigeración por encima de los 0°C y congelación por debajo de los 0°C.
• Conservación por calor: Pasteurización (calentar los alimentos hasta menos de 100°C y luego enfriarlos rápidamente) y esterilización (se aplican temperaturas superiores a 100°C eliminando microorganismos y permite una conservación más duradera).
• Conservación por deshidratación: Eliminación del agua de los alimentos, lo que impide el desarrollo de microorganismos.
• Conservación por adición de sustancias químicas: Incorporación de diferentes sustancias que impiden el desarrollo de microorganismos.

Metabolismo Basal

TMB: Se denomina tasa de metabolismo basal a la cantidad de energía que nuestro cuerpo consume en un día, en reposo absoluto y a una temperatura constante.

Consumo Energético y Actividad Física

Cuando realizamos alguna actividad física, aumentan nuestras necesidades energéticas y el consumo de oxígeno. Los requerimientos energéticos varían según el tipo e intensidad de actividad física que realicemos, y en función de la edad y sexo de la persona.