Termodinámica metabólica

 La termodinámica nos permite predecir cómo cambiarán las reacciones químicas en función de la temperatura y cómo los cambios en la estructura de las moléculas pueden afectar a las propiedades de equilibrio de una concentración de dichas moléculas. Un proceso termodinámico es una transformación en la que un sistema intercambia energía con su entorno, pasando desde un estado inicial de equilibrio a otro estado final de equilibrio (alguna de las variables de estado varía con el tiempo). Es decir, la Termodinámica sólo estudia estados de equilibrio de los sistemas.

Hay cuatro propiedades termodinámicas básicas:

• ·         ΔG — Variación en la energía libre entre reactivos y productos; esta propiedad mide la capacidad del sistema para reaccionar. Las reacciones con un valor ΔG negativo tienen lugar de forma espontánea. Las reacciones en las que ΔG es positivo es necesaria una aportación de energía para que se produzca la reacción.
• ·         ΔH — Variación de la entalpía entre reactivos y productos; la entalpía es el calor liberado o absorbido por una reacción a presión constante. Las reacciones que absorben calor tienen un valor ΔH positivo y las que producen calor lo tienen negativo.
• ·         ΔS — Variación de la entropía entre reactivos y productos; la entropía es un cálculo estadístico del número de procesos o posibles conformaciones. Un ΔS positivo indica que el desorden o número de conformaciones posibles del sistema está aumentando y viceversa.
• ·         ΔCp — Variación en la capacidad calorífica entre reactivos y productos; cuando se calienta una disolución de moléculas, parte de la energía térmica aumenta la energía cinética de las moléculas, incrementando la temperatura, mientras la otra parte da lugar a vibraciones más rápidas o a la rotación de la molécula. La capacidad calorífica mide la energía que puede almacenar una molécula en estas rotaciones o vibraciones internas.

G proporciona una especie de función contable elemental para las reacciones químicas.

Leyes de la termodinámica

Primer principio

Principio de conservación de la energía en los procesos termodinámicos.

Principio de conservación de la energía: “la energía no se crea ni se destruye, sólo se transforma”.

Segundo principio

Esta ley regula la dirección en la que deben llevarse a cabo los procesos termodinámicos y, por lo tanto, la imposibilidad de que ocurran en el sentido contrario

Tercer principio

Es imposible alcanzar una temperatura igual al cero absoluto mediante un número finito de procesos físicos. Puede formularse también como que a medida que un sistema dado se aproxima al cero absoluto, su entropía tiende a un valor constante específico.