Bioenergética e Termodinâmica

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BIOQUÍMICA
BIOENERGÉTICA E TERMODINÂMICA
Prof. André Costa Ferreira
Bioenergética
É o estudo quantitativo das transduções de energia que ocorrem nas células, bem como a natureza e função dos processos envolvidos.
Essas transduções obedecem as duas leis da TERMODINÂMICA. 
Bioenergética
Termos específicos da Termodinâmica
Sistema: local onde ocorrem os processos termodinâmicos, podem ser:
Abertos (diatérmico): permite a troca de energia com o universo; Ex: Células.
Fechados (adiabático): não permite essa troca de energia; Ex: Garrafas térmicas.
Universo: todo o ambiente em volta do sistema.
Bioenergética
Leis da Termodinâmica:
1ª Lei da Termodinâmica: Lei da conservação da energia. Para qualquer transformação química ou física, a quantidade de energia no universo permanece constante. A energia pode mudar de forma ou ser transportada de uma região para outra; entretanto, ela não pode criada ou destruída.
Bioenergética
1ª Lei da Termodinâmica
A+B
C+ Calor (z)
Energia x+y
Produto (x+y) - z
Bioenergética
Leis da Termodinâmica:
2ª Lei da Termodinâmica: Lei da entropia. Em todos os processos que ocorrem na natureza, a entropia do universo tende a aumentar.
Entropia (S): Grandeza física que mede o grau de desordem no universo.
Bioenergética
2ª Lei da Termodinâmica
A+B
C
Energia x+y
Produto (x+y) - z
CALOR
Bioenergética
Aplicação das leis da Termodinâmica
Bioenergética
Aplicação das leis da Termodinâmica
Questão:
Bioenergética
Energia livre
Energia: É um termo que deriva do grego "ergos" cujo significado original é trabalho, ou seja, capacidade que um corpo, uma substância ou um sistema físico têm de realizar trabalho. 
Ex: Cinética, mecânica, potencial, luminosa, térmica, etc.
Bioenergética
Energia livre
Energia livre (G): A energia livre ou energia livre de Gibbs (porque foi proposta apenas por esse cientista em 1878) é a energia útil do sistema que é usada para realizar trabalho.
Um sistema possui uma energia global, mas apenas uma fração dessa energia será usada para realizar trabalho.
Bioenergética
Energia livre
Quando uma reação é espontânea, geralmente, ela libera energia: Entropia. Ex: Combustão.
A+B
C
Energia x+y
Produto (x+y) - z
CALOR
Bioenergética
Energia livre
Bioenergética
Energia livre
Quando uma reação não é espontânea, ela capta energia: Entalpia. Ex: Produção de moléculas de ATP.
A+B
C
CALOR
Entalpia (H): o conteúdo de energia de uma substância.
Bioenergética
Energia livre
Bioenergética
Energia livre
Se um sistema libera energia, a variação de energia é negativa, ou seja, -ΔG: reação exergônica.
Se um sistema capta energia, a variação de energia é positiva, ou seja, +ΔG: reação endergônica
Bioenergética
Energia livre
∆G = variação da energia livre;
∆H = variação da entalpia;
T = temperatura em Kelvin (sempre positiva);
∆S = variação da entropia
Bioenergética
Energia livre