Exemplos de conversões de energia
A conversão de energia de uma forma para outra ocorre prontamente no mundo tanto inanimado quanto animado. Os processos mais fundamentais de conversão da energia nas células vivas são a fotossíntese e a respiração.
Fotossíntese: O sol, com uma temperatura de 8.440.000 °C libera parte de sua energia potencial armazenada nos núcleos dos átomos de hidrogênio através do processo de fusão nuclear. Essa energia, na forma de radiação gama, é transformada em energia para as plantas verdes.
Processo endergônico da fotossíntese. As reações que exigem o influxo de energia,como a síntese da glicose nas plantas verdes, exibem uma mudança de energia, como a síntese da glicose nas plantas verdes, exibem uma mudança de energia livre padronizada positiva (energia útil) (+ G).
Como mostrado na fig. Acima, o pigmento clorofila nos cloroplastos das plantas verdes, através das reações da fotossíntese, absorve energia solar (radiante) e a transforma em energia potencial química dos carboidratos. Esse processo endergônico acionado pela energia luminosa consiste na síntese de glicose a partir do dióxido de carbono e da água e na liberação de oxigênio para a atmosfera(usado subseqüentemente pelos animais no processo da respiração celular). A fotossíntese requer um influxo de 689 kcal de energia por mol de glicose sintetizada.
Levando-se em conta que somente uma mudança na energia livre que ocorre durante um determinado processo pode ser medida, o valor dessa mudança é indicado pelo símbolo.
Curiosamente, a letra G foi escolhida em homenagem ao químico J.Willard Gibbs (1839-1903), cuja pesquisa tornou possível a criação da termodinâmica bioquímica). Os carboidratos podem ser transformados em gorduras e proteínas para armazenamento nas plantas como uma reserva de energia potencial. Os animais ingerem os nutrientes das plantas para satisfazer suas próprias necessidades de energia. Em essência, a energia solar,acoplada ao processo da fotossíntese, supre o mundo animal com alimento e oxigênio.
Respiração celular.
O processo da respiração,esboçado na fig abaixo, é o inverso da fotossíntese : a energia armazenada nas plantas é recuperada para ser usada no trabalho biológico.Durante essas reações exergônicas,a energia química armazenada nas moléculas de glicose, de gordura e de proteína é extraída na presença de oxigênio.Para a glicose, isso resulta na liberação de 689kcal por mol oxidado. Parte da energia liberada durante a respiração celular pode ser conservada em outros compostos químicos e, a seguir, transformada em trabalho mecânico no corpo pela ação dos músculos: O restante da energia flui para o meio ambiente na forma de calor.
Processo exergônico da respiração celular. As reações que liberam energia potencial, como a queima de gasolina ou a oxidação de glicose, exibem uma mudança de energia livre padronizada positiva (isto é, uma redução na energia total disponível para a realização de um trabalho: ∆ - G). Na ilustração acima a energia potencial na molécula de glicose é aproveitada para formar ATP durante a respiração celular.Subseqüentemente, a energia no ATP é usada para acionar todas as formas de trabalho biológica.
Trabalho biológico nos seres humanos
A energia liberada durante a respiração celular nos seres humanos alimenta o trabalho biológico.Esse trabalho pode assumir uma de três formas familiares:
Trabalho Mecânico: Da ação muscular. O exemplo mais óbvio de transformação de energia no corpo é o trabalho mecânico gerado pela contração muscular.Os filamentos protéicos das fibras musculares transformam diretamente a energia química em energia mecânica.
Trabalho químico: O trabalho químico é realizado por todas as células com finalidades de crescimento e de manutenção.Os componentes celulares são sintetizados continuamente, á medida que outros componentes são destruídos.Essa biossíntese se opõe á tendência para a entropia e requer um influxo substancial de energia para manter juntos os diferentes elementos celulares.
Trabalho de transporte: Muito menos conspícuo que o trabalho mecânico ou químico é o trabalho de transportar ou de concertar substâncias no corpo.Normalmente, os materiais celulares fluem de uma área de alta concentração para outra de baixa concentração.Nesse processo passivo,denominado difusão,não há necessidade de energia.
O termo transporte ativo está associado habitualmente a esse processo.Secreção e reabsorção nos túbulos renais necessitam de transporte ativo,como ocorre também com o estabelecimento de gradientes eletroquímicos apropriados nas adjacências das membranas celulares.É necessário um dispêndio contínuo de energia química acumulada para realizar essas formas´silenciosas ´de trabalho biológico.
RESUMO
Energia é definida como a capacidade de realizar trabalho e,portanto,só se revela quando ocorre uma mudança.
A duas formas de energia potencial ou cinético.
--- Potencial é associada a estrutura de uma substância
--- Cinética é do movimento.
A energia potencial pode ser medida quando transformada em energia cinética.
As reações energéticas endergônicas,é a adição de energia por uma fonte externa absorve a energia do ambiente.
As reações energéticas exergônicas é uma reação química da energia livre e tem valor negativo.
Fotossíntese é o processo endergônico pelo qual as plantas transferem a energia da luz para energia potencial dos carboidratos, das gorduras e das proteínas. (Como o sol permite que você realize atividades físicas.)
Respiração é o processo exergônico pelo qual a energia armazenada nas plantas é liberada e acoplada a outros compostos químicos para ser utilizada na realização do trabalho biológico.
Existe seis formas de energia:química,mecânica,térmica,luminosa,elétrica e nuclear.
A transferência de energia nos seres humanos em geral assume uma de três formas:química(biossíntese das moléculas celulares),mecânica(contração muscular) ou de transporte (transferências de substâncias entre as células).
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