O sol é a principal fonte de energia para o acontecimento da vida na Terra.
Todos os processos biológicos levados a termo pelos seres vivos são atividades que acontecem proporcionadas pela realização de TRABALHO.
Para realizar trabalho é necessário ENERGIA. Energia é um conceito que em física indica a capacidade de realizar trabalho. Mas trabalho também pode gerar energia.
Em física, trabalho é definido como o deslocamento de uma força. FORÇA é um agente que pode provocar deformações ou alterar o estado de repouso ou de movimento de um objeto. A força surge da interação entre dois corpos.
Forças só existem nos campos. Então todo trabalho acontece ao nível dos campos.
CAMPO é o local ou região no espaço onde a energia interage com os corpos gerando forças. A energia atua gerando forças que provocam deformações, deslocamentos ou qualquer alteração produzindo trabalho.
Segundo a teoria dos campos, os corpos interagem com os campos e não diretamente entre si. A matéria não atua diretamente molécula com molécula, mas cada molécula ou átomo interage com o campo de outra.
Existem três tipos de campos, o CAMPO GRAVITACIONAL ( G ), o CAMPO ELETROMAGNÉTICO ( EM ) e o CAMPO NUCLEAR ( N ).
Todo trabalho é de natureza física. A atividade biológica dos biossistemas é o resultado do trabalho em função de um consumo de energia.
Todo sistema que realiza trabalho tem um decréscimo ou perda de energia ou seja a energia é degradada perdendo sua qualidade na forma de desprendimento de calor. Nenhuma transformação de energia é 100% eficiente.
Os seres ao realizarem o trabalho que faz funcionar os seus processos biológicos, utilizam, transportam, trocam ou transformam energia que ao final é transformada em energia térmica.
As transformações e trocas energéticas que acontecem entre os sistemas vivos e o meio ambiente e vice versa, são regidos pelos postulados da TERMODINÂMICA.
A termodinâmica tem como objeto de estudo todas as transformações ou processos que ocorrem no universo envolvendo a produção de calor.
A ENTALPIA ( H ) é um princípio da termodinâmica que estabelece a quantidade de energia presente em um sistema.
Esse princípio nos informa que a energia não pode ser criada nem destruída e sim transformada.
Os seres vivos se empenham em manter um equilíbrio interno ou HOMEOSTASE em todas as suas estruturas, mantendo a sua energia interna, ou seja, a sua entalpia constante.
A realização de trabalho requer gasto de energia, o que faz variar a entalpia ( ∆H ), considerando o sistema antes e depois da realização do trabalho.
Toda a energia utilizada na biosfera é proveniente da radiação eletromagnética da luz solar. Os organismos vivos obtêm esta energia através da nutrição.
Os seres autotróficos produzem seu próprio alimento transformando a energia do sol em energia contida nos compostos de carbono hidratados que fabricam.
Os heterotróficos obtêm a energia do sol transformada pelos AUTOTRÓFICOS se alimentando diretamente deles ou indiretamente de outros seres heterotróficos.
A quantidade de energia de um sistema é medida pela variação de entalpia após se analisar as alterações que ocorrem antes e depois das transformações ou trocas que propiciam a realização de trabalho sendo, portanto, uma medida da alteração do conteúdo de calor antes e depois de uma reação.
A variação de entalpia ∆H informa então, a quantidade de calor trocado pelos sistemas.
Os seres vivos são sistemas termodinâmicos abertos, ou seja, são capazes de realizar trocas de energia com o meio externo.
Outro princípio importante da termodinâmica que define o funcionamento da vida é a ENTROPIA ( S ).
O trabalho é o que mantém os sistemas biológicos funcionando equilibradamente de forma ordenada e cíclica. Se a energia capaz de realizar trabalho decresce, então os sistemas se desequilibram, os processos vitais entram em desordem, podendo chegar ao colapso, ou seja, causando a morte dos seres vivos.
A entropia é a energia que não é mais capaz de realizar trabalho. É a energia que não mais é suficiente para ser EFICIENTE para sustentar a ordem interna, capaz de garantir o funcionamento dos processos biológicos em sua normalidade pela contínua realização de trabalho.
A entropia define o grau de indisponibilidade da energia em um sistema. Menos energia disponível, significa vulnerabilidade do sistema.
A entropia é uma medida da desordem, do desequilíbrio na natureza. Quando a entropia é alta o sistema se desorganiza por existir uma grande quantidade de energia não disponível.
Quando a entropia é baixa, a quantidade de energia não disponível é pequena e o sistema realiza trabalho de forma ordenada e equilibrada, atributos necessários à manutenção da vida pelos sistemas biológicos.
O que é ENERGIA LIVRE ∆G? A energia livre de Gibbs é a quantidade de energia capaz de realizar trabalho, sob condições de temperatura e pressão constantes.
A fórmula a seguir define esta grandeza física. ∆G= ∆H – T∆S onde, ∆H é a variação de entalpia. T é a temperatura absoluta em graus Kelvin ( ºK= ºC + 273 ). ∆S é a variação de entropia.
Portanto, os conceitos de entalpia e de entropia estão relacionados aos processos biológicos de sustentação da vida e com a eficiência energética dos seres vivos.
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