biofísica sistemas

Sistemas

Sistemas

Sistemas

• Seres vivos: sistemas complexos e organizados.

• é um grupo de órgãos que juntos executam determinada tarefa

Características sistemas em seres vivos

1. complexidade,2. estabilidade, 3. equilíbrio, 4. ordem (microestado, macroestado) autoorganização,5. padrões,6. sistema dissipativo, 7. tempo e entropia, 8. irreversibilidade e equilíbrio, 9. equilíbrio e entropia, entropia e tempo.

• Leis da Termodinamica

Complexidade

• O número de variáveis de um sistema é proporcional á sua complexidade.

• Um sistema é tão complexo quanto maior for a quantidade de informação necessária para descrevê-lo.

Cérebro e gás

Estabilidade

• Probabilidade de se transformar.

• Seres vivos são sistemas complexos que possuem um grau de estabilidade a custas de energia.

Equilíbrio

• É a estabilidade espontânea.

• Sistemas instáveis não tem equilíbrio.

OSMOSE

• Sistema aberto entra em equilíbrio quando não realiza mais troca com o meio.

• Sistema fechado (hipotético) quando sua energia se distribuísse igualmente por todas as partículas.

• Equilíbrio: duas torneiras fechadas.

• Estabilidade: duas abertas com a mesma vazão

• Seres vivos : mantém estabilidade, mas não estão em equilíbrio com o meio ambiente, e nem mesmo em seu interior.

• Estados estáveis de um ser vivo condições necessárias para que toda a gama de fenômenos metabólicos e fisiológicos possa ocorrer dentro desse ser vivo.

Homeostase

Homeostase

• é uma condição na qual o meio interno do corpo permanece dentro de certos limites fisiológicos.

• O meio interno refere-se ao fluido entre as células, chamado de líquido intersticial

Homeostase

• Manutenção das condições constantes do meio interno.

• Manutenção da constância extracelular

Ordem,

• Nem todo sistema estável é organizado.Ex: gás em equilíbrio

• A organização de um sistema complexo é mais delicada do que de um sistema não-complexo

• Microestado: relativo ao conjunto de todos estados possíveis de cada partícula.

• macroestado: resultante dos estados de todas as partículas, o qual varia muito menos.

Microestado:

Padrões

• As alterações dos microestados, vão sempre se auto organizar o mesmo macro estado.

• Padrões: são macroestado estáveis, ou seja, mais prováveis.

Sistema dissipativo

• Apenas parte da energia obtida é aproveitada para realização de um trabalho; o resto é perdido em forma de calor.

Irreversibilidade e equilíbrio

• Um sistema não pode reverter sua evolução a partir de seus próprios recursos.

Ao absorver energia a matéria inanimada geralmente passa para uma situação de maior desordem (são entrópicos).

• Célula não consegue mais manter suas condições de homeostase, certos processos irreversíveis vão se sobrepondo, se acumulando: morte.

• Todos os seres vivos caminham para equilíbrio.

Termodinâmica

• Calor é energia térmica em trânsito, que ocorre em razão das diferenças de temperatura existentes entre os corpos ou sistemas envolvidos.

Energia é a capacidade que um corpo tem de realizar trabalho.

Termodinâmica

• 1ª Lei:

• conservação da energia.

A energia nunca se perde, nunca se cria,

sempre se transforma.

Termodinâmica

• 1ª Lei:

• A energia do Universo é constante.

Termodinâmica

• 2ª Lei:

• Transferência de energia.

• É possível, com a realização de trabalho, transferir energia (Matéria) de nível mais baixo para mais alto.

Segunda Lei da Termodinâmica

• Sentido dos processos

• Qualidade da energia.

• Um sistema frio nunca vai transferir energia para um sistema quente espontaneamente.

• Diminuição de energia interna do corpo; aumento da energia interna na vizinhança.

Processo inverso: diminuição da energia interna na vizinhança: aquecimento do corpo.

Termodinâmica

• TODO SISTEMA QUE REALIZOU TRABALHO, TEM SUA ENERGIA DIMINUÍDA.

• Pois, a energia está em constante movimento (1ª Lei) e ela vai de lugar mais altos para lugares mais baixos (2ª Lei).

• Sistema abandonado tende espontaneamente para o equilíbrio com a vizinhança.

Os organismos vivos e as às leis da termodinâmica.

• Incorporam, de seu meio ambiente, uma forma de energia que pode ser utilizada nas condições especiais de temperatura e pressão nas quais vivem .

energia livre

• Repõe ao meio ambiente uma quantidade equivalente de energia em forma, menos utilizável (calor e outras formas de energia).

• energia livre: energia capaz de produzir trabalho em condições de temperatura e pressão constantes.

Questões da aula

1. Que sistema é mais complexo: uma folha seca dentro de um livro ou uma folha viva em uma árvore?