Biofisica Unidad 2

Vista previa del material en texto

𝜋 r ² 
𝛼 
6 
➢ Densidad: 
• Cantidad de moléculas contenidas en un 
determinado espacio. 
𝛿 
• Unidades: Kg/m , g/cm , Kg/l 
• La densidad del agua en estado líquido es 
1g/cm . 
➢ Peso específico: 
• Depende de la gravedad y del lugar donde 
esté el cuerpo. 
➢ Relación entre Peso específico y Densidad 
𝛿 ∴ 𝛿
• Unidades: Kgf / m , Kgf / cm , Kgf / l , N / 
m , N / cm , N / l
Para practicar: Calcular la densidad, en 𝑔/𝑐𝑚3 , y el 
peso específico, en 𝑁/𝑚3 , de 0,45 g de alcohol etílico, 
si su volumen es de 0,702 cm3 . 
Respuesta:…… 𝜹 = 0,641g/cm³, Pe = 6282 N/m³ 
• Fuerza que actúa por unidad de área 
• Perpendicular a la superficie. 
• Oblicua a la superficie
𝛼
• Unidades: Pascal = 1Kgf / m , 
atmósfera(atm), Ba = dina/cm².
• IMPORTANTE: 1atm = 760mmHg = 
101.300 Pa = 1.013.000 ba. 
Para practicar: Una persona de 65 kg se apoya en un 
taco de su zapato. Si el tacón es de superficie circular y 
tiene un diámetro de 1 cm. Calcule la presión que se 
ejerce sobre el piso. 
Respuesta:………… 8,16x10 Pa 
• El estado de un gas se define por su presión, 
su volumen y su temperatura. 
• Ecuación de los gales ideales: 
• = presión, = volumen, = número de 
moles, = temperatura. = constante ideal 
de los gases ( = 0,082 l.atm/Kmol = 8,31 
Joule/Kmol = 2 cal)
• Constante ideal de los gases ( K o R)
➢ Cuando el gas sufre un cambio de estado A 
al estado B con una cantidad fija de gas: 
➢ Unidades: = atm, = l o dm³, 
 = mol, = K, = 0,082 l.atm/K.mol
Para practicar: La masa de un gas ocupa un 
volumen de 5 m3 a 760 mmHg. Calcule su volumen 
a 540 mmHg, si la temperatura permanece 
constante. 
Respuesta:……….VB = 7,03 m³ 
• “La presión total de la mezcla de gases es 
igual a la suma de las presiones que cada 
gas ejercería solo.” 
∑ 𝑃
• Para calcular = número de moles del gas
 número de moles totales 
Para practicar: Una mezcla de gases contiene 7,6 
moles de Helio, 0,87 moles de Hidrógeno y 2,25 moles 
de Halotano. Determine las presiones parciales de los 
gases, sabiendo que la presión total es de 2 atm a cierta 
temperatura. 
Respuesta:…………….. Phelio = 1,42 atm, 
Phidrógeno = 0,16 atm, Phalotano = 0,42 atm. 
 
• Humedad absoluta: La cantidad de vapor 
que ocupa el mismo espacio. 
 
• Humedad relativa: Porcentaje de vapor 
presente en el aire en relación con la 
máxima cantidad de vapor que podría 
contener
• Cuando sube la temperatura, la presión 
del vapor máximo aumenta y la Humedad 
Relativa disminuye.
Para practicar: Un cuarto, de superficie rectangular, 
tiene 30 dm de ancho y 40 dm de largo. En el mismo se 
coloca un recipiente con 12 litros de agua. Se cierra el 
cuarto de manera hermética, de tal modo que no es 
posible que escape ni ingrese ningún gas. Al cabo de 3 
horas sólo quedan en el recipiente 8 litros de agua. 
Densidad agua 1 g/cm3.Calcule la humedad absoluta al 
cabo de las tres horas expresando dicho valor en g/m³, y 
considerando que el alto del cuarto es de 2000 mm. 
Respuesta:…………. H.A = 167 g/m³ 
• “La solubilidad de un gas en un líquido a 
temperatura constante es proporcional a la 
presión parcial del gas.”
• concentración del gas en el líquido. 
En moles/l o concentración molar (M)
: constante de Henry (depende del gas). 
Em M/atm. en atm 
• ↓ ↓ ; ↑ ↑ 
• La solubilidad de un gas em un líquido a 
temperatura constante, es proporcional a la 
presión parcial del gas.
• ↓ ↑ ; ↑ ↓ 
Para practicar: Calcular la constante K de Henry si 
155 g de un gas se disuelven en un litro de agua bajo la 
presión parcial de este de 0,2 atm. La masa relativa del 
gas es de 88,11 g/mol 
Respuesta:…………… 8,8 M/l 
• “La presión en un punto cualquiera de un 
líquido en reposo es igual al producto de su 
peso específico por la profundidad (altura) 
a que se encuentra el punto.” 
• Depende de la densidad y de la profundidad 
𝛿
• Unidades MKS: δ = Kg/m³, = m/s², 
= m, = Pa 
• Unidades CGS: δ = g/cm³, = cm/s², 
= cm, = ba 
Presión hidrostática: Una roca se encuentre sumergida 
en el fono del mar y soporta una presión total de 2,48 
atm. Determine a qué profundidad, en metros, se 
encuentra la roca. 𝜹 agua del mar = 1,02 g/cm³. 
Respuesta:………….. 15m. 
• “La presión aplicada a un fluido encerrado 
en un recipiente, se transmite sin 
disminución a todas las partes del fluido y a 
las paredes del recipiente.” 
 
➢ La fuerza del embolo menor siempre es menor 
que la fuerza del embolo más grande. 
Para Practicas: En el dispositivo de la prensa 
hidráulica, determina la F2, en dinas. Debes tener en 
cuenta que el área 1 es de 6cm², la F1 es de 4,55 N y el 
área 2 es 3 veces el área 1. 
Respuesta:…………….. 1365000 dinas. 
• Fluidos ideales: tienen densidad constante 
y no tienen viscosidad. Estos líquidos no 
existen. 
• Fluidos reales: tienen densidad constante 
pero que puede variar levemente y tienen 
viscosidad. 
• El caudal es el volumen de líquido que pasa 
por un punto en la unidad de tiempo. 
• Unidades: m³/s , l/s , cm³/s , dm³/s, l/h 
–
➢ La sección y la velocidad son grandezas 
inversamente proporcionales. 
 
Para practicar: Un tanque de 200 litros se llena en 3 
minutos. Calcule el caudal del flujo que ingresa al 
tanque. 
Respuesta:………. 1,11 l/s o 1,11 dm³/s. 
• Para tubos inclinados: 
𝛿 𝛿 𝛿 𝛿
• Para tubos en posición horizontal:
∴ 𝛿 𝛿 𝛿 𝛿
𝛿 𝛿
 
• Unidades sistema CGS: = ba, 𝛿 = g/cm³, 
= cm, = cm/s², = cm/s.
• Unidades sistema MKS: = Pa, 𝛿=Kg/cm³, 
= m, = m/s², = m/s.
Para practicar: Considere una tubería de agua que 
consiste en un tubo de 2cm de diámetro por donde el 
agua entra con velocidad de 2m/s bajo presión de 5x10 
Pa. Otro tubo de 1cm de diámetro se encuentra a 7m de 
altura, conectado al tubo de entrada. Considerando la 
densidad del agua 1x10³ kg/m³ calcule la presión en atm 
en el tubo de salida. 
Respuesta:………………. Aproximadamente 4 atm. 
• Relación entre el caudal y la diferencia de 
presión. 
• Por un tubo que circula un liquido real se 
cumple la ecuación de continuidad y debe 
haber una presión que empuje al liquido de 
mayor a menor presión. 
• Condiciones de validez: líquido real, tubos 
rígidos circulares, viscosidad constante y 
tubos largos. 
∆ 𝜋 r
 
• = caudal, ∆ = diferencia de presión, 
r = radio, = viscosidad. = longitud. 
• Unidades sistema MKS: = m³/s, ∆ = Pa, 
r = m, = poise, = m. 
• Unidades sistema CGS: = cm³/s, ∆ = ba, 
r = cm, = poise, = cm. 
• Importante: La viscosidad ( )= poise 
1 poise = 0,01kg/s.m = 1g/s.cm 
✓ El caudal es directamente proporcional a 
la diferencia de presión ( ∆ ) y al radio 
elevado a cuatro (r ) e inversamente 
proporcional a la viscosidad ( ) y a la 
longitud ( ).
✓ El caudal en el lecho circulatorio se llama 
Volumen Minuto o Gasto Cardíaco. 
✓ La diferencia de presión en el lecho 
circulatorio se llama Presión Arteriovenosa 
• Es una fuerza que se opone al flujo del 
líquido. También puede llamarse Resistencia 
Periférica Total cuando aplicada al cuerpo 
humano, siendo una fuerza que se opone al 
flujo de la sangre. 
• El caudal es directamente proporcional a la 
diferencia de presiones e inversamente 
proporcional a la Resistencia hidrodinámica 
(constante de proporcionalidad). 
 ∆
𝜋 r 
✓ La resistencia hidrodinámica es 
directamente proporcional a la viscosidad 
( ) y a la longitud ( ) e inversamente 
proporcional al radio elevado a cuatro (r ).
Para practicar: En una arteria de 0,4cm de 
diámetro, la sangre ingresa a una presión de 90 
mmHg. A su vez, se conoce que la sangre circula a 
una velocidad de 1,4m/s y la presión de salida es de 
83mmHg. A partir de esto, determine la longitud en 
cm de la arteria. Dato: = 0,04 poise. 
Respuesta:………… = 8,33 cm.