Termodinàmica i Termologia PDF

1  Termodinàmica i Termologia 1er curs, FISIOTERÀPIA Curs 2024-2025 Alex Perálvarez ([email protected]) 2 TERMODINÀMICA I TERMOLOGIA (4+1+1) 1. Energia, calor i treball. 1.1. Calor específica i capacitat calorífica. 2. Energia cinètic...

1  Termodinàmica i Termologia 1er curs, FISIOTERÀPIA Curs 2024-2025 Alex Perálvarez ([email protected]) 2 TERMODINÀMICA I TERMOLOGIA (4+1+1) 1. Energia, calor i treball. 1.1. Calor específica i capacitat calorífica. 2. Energia cinètica molecular i temperatura. 3. Energia potencial i enllaç químic. 3.1. Calor latent en els canvis d'estat d'agregació. 4. Mecanismes de eliminació de calor per l’organisme: conducció, convecció, radiació i evaporació. 5. Intercanvis de calor en l’ésser viu. Calorimetria. 5.1. Valor energètic dels aliments. 5.2. Quocient respiratori. 5.3. Equivalent calòric de l’oxigen. 6. Primer principi de la termodinàmica. 6.1. Energia interna. Entalpia.  Conceptes a assolir: – Mecanismes de transmissió de calor: Conducció Convecció Radiació Evaporació – L’escala Kelvin. Concepte d’una escala energètica. – Sistemes Termodinàmics – Calorimetria 4 Conceptes preliminars: Repasseu, pel vostre compte, els següents conceptes preliminars - Objectius de la Termodinàmica clàssica. - El sistema termodinàmic i el medi o entorn. - Tipus de sistema: aïllat, tancat i obert. - Sistema homogeni i heterogeni. - Variables dels sistemes termodinàmics: · variables intensives i extensives. · variables d’estat i no d’estat. - Estat termodinàmic; canvi d’estat o procés; camí recorregut. - Equacions d’estat. - Equilibri termodinàmic (equilibri tèrmic, mecànic i químic). - Estat d’equilibri i estat estacionari. - Tipus de treball termodinàmic.  Tipus de propietats o variables (I) Intensives: temperatura (T); pressió (p); NO depenen del tamany densitat (); pes específic; del sistema concentració; propietats coligatives (pressió osmòtica (),.... ); etc... Extensives: massa (m); volum (V); depenen del tamany energia: [calor (Q), treball (W), del sistema energia interna (U), entalpia (H), energia lliure (G)] ; entropia (S); etc... 6  Tipus de variables (II) ·Funcions o T, p, V; Variables d’estat: U, H, G (formes d’energia); Importa l’estat inicial i final, no S; el camí recorregut ·Funcions o variables Q, W (formes d’energia) no d’estat: El camí recorregut importa 7  Termodinàmica Clàssica Branca de la Física que estudia a nivell macroscòpic la transformació de l’Energia amb la finalitat d’obtenir treball (Revolució Industrial). Ciència del flux (dinàmica) de la calor (termo). 8  Termodinàmica Clàssica Descripció de propietats macroscòpiques de sistemes en equilibri. Totalment empírica. Són lleis universals. Està basada en 4 lleis: – Llei 0 → Defineix la Temperatura – Llei 1 → Defineix l’Energia (U) – Llei 2 → Defineix l’Entropia (S) – Llei 3 → Dona un valor numèric a l’Entropia 9  Sistemes Termodinàmics Porció aïllada de l’espai o quantitat de matèria Separada de l’entorn per límits definits Definit per la transferència d’Energia i la Matèria a través dels límits entre el sistema i l’entorn Límit Transferència de Matèria i Energia Entorn Sistema 10  Sistemes Termodinàmics Sistema: Matèria capaç de canviar. Entorn: Qualsevol cosa en contacte amb el sistema capaç de canviar el seu estat. Procés: Qualsevol canvi que té lloc en el sistema. Límit: La superfície que separa el sistema de l’entorn. Límit Transferència de Matèria i Energia Entorn Sistema 11  Sistemes termodinàmics Descrits per: – Quantitats macroscòpiques Volum Pressió Temperatura Massa – Quantitats microscòpiques Energia cinètica de les molècules 12  Tipus de Sistemes Tipus Intercanvi d’Energia Intercanvi de Exemples Matèria Aïllat No No - Univers - Termo (un dels bons) Tancat Si No - La Terra - Termòmetre Obert Si Si - Éssers vius 13 Els sistemes que poden intercanviar energia en forma de calor, s’anomenen DIATÈRMICS Els sistemes que NO poden intercanviar energia en forma de calor, s’anomenen ADIABÀTICS. 14  Equilibri Un sistema està en equilibri quan les variables d’estat es mantenen constants en el temps i en l’espai. – Equilibri químic: Composició química estable – Equilibri tèrmic: Temperatura constant – Equilibri mecànic: No hi ha moviments macroscòpics com a conseqüència d’una força no compensada. 15 Sistemes termodinàmics A B 16 Sistemes termodinàmics A B 17 Sistemes termodinàmics A B 18 Sistemes termodinàmics Llei zero de la termodinàmica: C? A B 19  Sistemes termodinàmics Llei zero de la termodinàmica: A=B Quan 2 sistemes es troben per separat en A=C equilibri tèrmic amb un tercer, això implica que es troben en equilibri tèrmic l’un amb C B=C l’altre. A B Equilibri Tèrmic 20 L’ésser humà com a sistema termodinàmic 21 mitopencourseware  Temperatura i Energia Cinètica Concepte de Termodinàmica molecular – Termodinàmica clàssica: purament Macroscòpica – Termodinàmica Molecular: Basada en l’estadística Escala energètica de temperatura: l’escala Kelvin. – Celsius: 0 i 100, Temperatures característiques de l’aigua – Farenheit: 0 i 100, Mínima temperatura assolible (en un experiment del Sr. Farenheit) i Temperatura corporal (la del Sr. Farenheit) 22  Termòmetre Ideal de Gasos en Escala Celsius pV Escala empírica Ebullició Congelació -273.15 0 100 T(ºC) 23  Redefinició de l’escala de Temperatura Escala Kelvin pV Punt triple (tp) de l’aigua Zero Absolut 0 273.16 T(K) 24  Teoria cinètico-molecular dels gasos · Moviment caòtic molecular · Necessitat de l’estadística · Graus de llibertat de moviment · Energia cinètica molecular · Concepte de temperatura absoluta · Velocitat de translació 25 Model del moviment caòtic de translació 26  Boltzmann redefineix la Temperatura La temperatura és el paràmetre que ens diu la distribució més probable d’una població de molècules dins dels estats possibles en un sistema en equilibri. Paràmetre que expressa les poblacions relatives dels nivells energètics d’un sistema en equilibri. 27 Moviment caòtic molecular: nº de graus de llibertat y Graus de llibertat (n) del moviment caòtic de translació de les molècules de qualsevol gas (monoatòmic, poliatòmic): n=3 x z 28  Graus de llibertat (n) dels moviments de rotació de les molècules d’un gas diatòmic y y y x x x z z z Energia despreciable n=2 29  Moviment caòtic en els sòlids: vibració 1 grau de llibertat de vibració 30  Moviment caòtic en una molècula gran - Les velocitats reals són més de 10.000 vegades superiors a aquestes. 31  Energia cinètica mitjana d’un sistema gasós: Ecinet: n k T - energia cinètica molecular E cinèt = - energia tèrmica 2 - energia de l’agitació tèrmica n : nombre de graus de llibertat de moviment ( n=3; n=6; etc ) k (constant de Boltzmann) = 1,38 · 10-23 J · K-1 T : temperatura absoluta (Kelvin) 32  Energia cinètica total d’ 1 mol d’un gas: n k T E cinèt =E cinèt  ΝΑ =  ΝΑ 1 mol 2 NA: Número d’Avogadro k · NA = R 1.38·10-23 J·K-1 · 6.02·1023 = 8.31 J·mol-1·K-1 n R T E cinèt = 1 mol 2 33  ·Ecinèt mitjana de 3 k T E cinèt. transl. = translació (n = 3): 2 · Ecinèt mitjana moviment 1 rectilini uniforme : E cinèt. transl. = mv 2 2 2 m v 3k T = 2 2 v transl.  v 2 = 3 k T m Velocitat quadràtica mitjana 34 Velocitat de translació en el moviment caòtic molecular 3 k T v 2 = m 3 k T NA v 2 = m NA 3 k T NA 3 R T v 2 = = m NA M 35  Distribució de Maxwell-Boltzmann Probabilitat (o Nombre de molècules) Fracció de molècules que, depenent de la temperatura, participen en el procés 3 æ m ö 2 mv 2 2 - 2kT Velocitat (o Energia cinètica) f (v) = 4pç ÷ ve è 2pkT ø 36 MECANISMES d’ELIMINACIÓ de calor per l’ORGANISME CALOR Energia cinètica total de tots el àtoms i molècules d’un sistema TEMPERATURA La temperatura és una mesura de l’energia cinètica promig dels àtoms i molècules individuals d’un sistema 38  Mecanismes d’eliminació de calor de l’organisme viu - Conducció Mecanismes de transmissió de calor - Convecció Condició necessària: - Radiació Tdonador > Tacceptor Depenent de la humitat - Evaporació : relativa del medi Mecanismes de transmissió de la calor  Mecanismes de transmissió de la calor Conducció Convecció Tdonador > Tacceptor Radiació Conducció Convecció Radiació Q Q Q= k× A (TCalent - TFred ) = h · A · T = e ·  · S· T 4 L t t dQ dT = -k× A dt dx 41 TRANSMISSIÓ de CALOR per CONDUCCIÓ  Mecanisme de transmissió de calor per CONDUCCIÓ Situació Tdonador > Tacceptor inicial : E cinèt donador > E cinèt acceptor v transl. donador > v transl. acceptor Conseqüència a nivell macroscòpic: Q Conducció de calor : descripció macroscòpica Barra_conductividad_termica A x Gradient de temperatura (suposat lineal) : T T2 - T1 = x x2 - x1 Laplace, Universidad de Sevilla Flux de calor: quantitat de calor transmesa per unitat de temps Q T Llei de Fourier : = k · A· t x On k és la conductivitat tèrmica del material.  Conductivitat tèrmica ( k ) d’un material Q · x J·m J W k= = = t · A · T 2 s·m ·K s·m·K m·K k és la quantitat de calor (Q) transferida per conducció en un temps (t) de 1 s, a través d’una secció (A) d’ 1 m2 i al llarg d’una longitud o espessor (x) d’ 1 m, quan la diferència de temperatures (T) entre els extrems és de 1 ºC. Valors aproximats de la conductivitat tèrmica (k) d’alguns materials k (J·s-1·m-1·K-1) k (J·s-1·m-1·K-1) Pel, llana 0,02 Vidre 0,8 Aire 0,03 Glaç 2 Suro 0,05 Mercuri 8 Fusta 0,1 Acer 80 Teixit muscular i 0,2 Or 300 adipós Alumini 250 Aigua 0,6 Coure 400 Formigó 0,8 Plata 420 CONDUCCIÓ Transferència de calor microscòpica La taxa de transferència de calor (J/s) depèn de: L’àrea de superfície del sistema (A) m2 La longitud del sistema (L) m La diferència de temperatura (∆T) ºC, K Les característiques del material (k) W/m·K 47 TRANSMISSIÓ de CALOR per CONVECCIÓ Mecanismes d’eliminació de calor de l’organisme viu Condició necessària: - Conducció - Convecció Tsistema > Tmedi - Radiació - No és una veritable transferència de calor. - Evaporació : - És depenent de la humitat relativa Mecanisme de transmissió de calor per CONVECCIÓ Convecció lliure És imprescindible : - T cos donador > T exterior - Contacte íntim del cos amb un fluid (gas o líquid) Mecanisme: 1) Escalfament del medi fluid per conducció. 2) Disminució de densitat del medi en escalfar-se. 3) Moviment ascendent del fluid (transport de massa). 4) Ocupació de l’espai per fluid fred. Mecanisme de transmissió de calor per CONVECCIÓ Q Convecció lliure = h · A · T t La quantitat de calor transmesa per convecció per unitat de temps (Q/t), pel cos donador en contacte amb un fluid (gas o líquid), és directament proporcional a la superfície (A) de contacte amb el fluid, i a la diferència de temperatures (T) entre el cos i el fluid allunyat de la superfície del donador. h és el coeficient de transmissió de calor per convecció, (unitats: J· s-1·m-2·K-1), i depèn de la forma i orientació de la superfície de contacte i, fins i tot, de T. CONVECCIÓ Transferència de calor mediada per el moviment d’un fluid Moviment del fluid: convecció lliure o natural convecció forçada El coeficient de transmissió convectiva de calor (h) depèn de: La natura dels materials La natura del fluid: conductivitat tèrmica, densitat, viscositat, calor específica, coeficient d’expansió Les característiques del fluxe: natural o forçat, superfície, règim de fluxe (laminar o turbulent) 52 TRANSMISSIÓ de CALOR per RADIACIÓ  Reflexada Radiació incident (Q) Absorbida Emissió Transmesa !!! Qualsevol cos amb temperatura per sobre del 0 absolut (0K/-273ºC) emet Energia d’acord a la llei de Stefan-Boltzmann 54 55 56 57 TRANSMISSIÓ DE CALOR PER RADIACIÓ Transferència de calor mediada per ones electromagnètiques Energia radiant Energia Radiant emesa (radiació incident) = 1 E = Absorbida+Reflexada+Transmesa = 1 e és l’emissivitat d’una superfície o la capacitat d’absorció d’un cos (varia entre 0 i 1) en termes d’energia de irradiació Un cos que és un bon irradiador és un bon absorbent Tots el cossos simultàniament emeten (cap a l’entorn) i absorbeixen (des de l’entorn) energia radiant 59 Energia, calor i treball 61 1r PRINCIPI de la TERMODINÀMICA 62  Transformacions d’un sistema Un sistema canvia d’estat quan: Actua sobre ell una força no compensada INTERCANVIS ENERGÈTICS Si hi ha transferència de calor 63 Intercanvis d’energia: Calor i treball Equivalent mecànic de la calor: Experiment de Joule ? ? 64 Intercanvis d’energia: Calor i treball Equivalent mecànic de la calor: Experiment de Joule paret T T adiabàtica 2 h 1 Q W 65  Calor T Forma d’intercanvi d’energia entre un sistema i l’entorn. Conseqüència d’una diferència de temperatura. Q Com determinarieu Q ? 66  c : calor específica Quantitat de calor necessària per augmentar la Q = m · c · T temperatura d’1Kg de matèria en 1 ºC Q c= ( cal ; cal ; J ; J ) m · T g · ºC g· K kg · º C kg · K C: capacitat calorífica Q = C · T Quantitat de calor necessària per augmentar la temperatura d’una substància en 1 grau. Q cal cal J J C= T C = m ·c ( ºC ; K ; ; ºC K ) 67  Calor específica: propietat intensiva o extensiva ? La calor específica : depèn de la massa ? Suposem T = 1 ºC : 1 cal 2 cal 10 cal cal c= = = =1 1g × 1ºC 2 g × 1ºC 10 g × 1ºC g × ºC No depèn de la massa !! Així doncs c és variable intensiva 68  La capacitat calorífica, és variable intensiva o extensiva ? La capacitat calorífica Q C= C = m ·c depèn de la massa ? T Suposem : c = 1 cal / g · ºC Per a m = 1 g C = 1 g · 1 cal/ g ·ºC = 1 cal/ ºC Per a m = 2 g C = 2 g · 1 cal/ g ·ºC = 2 cal/ ºC Per a m = 10 g C = 10 g · 1 cal/ g ·ºC = 10 cal/ ºC Així doncs, la capacitat calorífica és variable extensiva 69  Intercanvis d’energia del sistema Q W ? – Energia interna (U): Energia que té un sistema 70  Energia interna (U) Energia interna aigua líquida: Energia cinètica dels àtoms i molècules. Energia potencial microscòpica de la interacció de les molècules entre si. Energia potencial d’enllaç, energia emmagatzemada als enllaços entre els àtoms. És una funció d’estat que no es pot mesurar. Només se’n poden mesurar variacions. Ufinal – Uinicial = ∆U En un sistema aïllat, com és l’Energia interna? 71 Intercanvis d’energia del sistema Q U (Energia W interna) 72 Concepte d’Energia Interna Q E. cinètica molecular (E. tèrmica) U (Energia W interna) E. potencial a nivell d’enllaç 73  Treball termodinàmic paret T adiabàtica h W = m·g·h 74  Treball i Calor. Perspectiva Molecular Entorn (Sistema 2) Entorn (Sistema 2’) W Q Sistema 1 Treball: Transferència Calor: Transferència d’Energia basada en el d’Energia basada en el moviment uniforme dels moviment aleatori dels àtoms de l’entorn àtoms de l’entorn 75  Treball termodinàmic: Exemples de Força Desplaçament Expressió del tipus de treball generalitzada generalitzat treball De desplaçament Força (F) Desplaçament (Δl) FΔl D’expansió-compressió Pressió (p) Canvi de volum P ΔV de gasos (ΔV) 76  Treball termodinàmic W = F · Δl (N · m = J) W= -P · ΔV = -F /S · S · Δl = -F · Δl (N · m = J) Δl En sistemes de massa i composició constant es pot expressar com; W=-PΔV 77 Expressió de l’energia en unitats fonamentals: deducció raonada F = m ·a W=F·l =m·a·l 1 J = 1 kg ·1 m· s-2 ·m = 1 kg ·m2 ·s-2 Factor de conversió : 1 kg· m 2 ·s −2 1 J 78 Energia potencial a nivell d’enllaç Associada a interaccions entre molècules. 79  Energia potencial a nivell d’enllaç + E pot Epot o o d E d’enllaç o---o - 80  Energia potencial a nivell d’enllaç E pot o o En la formació d’un enllaç, el sistema absorbeix o allibera energia ? o---o 81  Energia potencial a nivell d’enllaç E pot o o E d’enllaç o---o (E alliberada (E absorbida pel pel sistema sistema en en la formació el trencament de l’enllaç) de l’enllaç ) 82  Energia potencial i Energia d’enllaç E pot o o E enllaç formació A E enllaç formació B A o---o B o--o - ¿ Quin sistema té major E potencial, A o B ? A - ¿ Quin sistema té major E d’enllaç, A o B ? B !!! - ¿ Quin enllaç és més fort ? B - ¿ Quin enllaç és més curt ? B 83  Energia potencial a nivell d’enllaç: combustió de la glucosa C6H12O6 + 6 O2 → 6 CO2 + 6 H2O estat inicial → estat final E pot o---o ¿ quin és quin ? o--o 84  Energia potencial a nivell d’enllaç C6H12O6 + 6 O2 → 6 CO2 + 6 H2O estat inicial → estat final E pot o---o glucosa + 6 O2 o--o 6 CO2 + 6 H2O 85  Energia potencial a nivell d’enllaç Combustió de la glucosa E pot o o átoms no enllaçats energia energia trencament formació enllaços enllaços glucosa + O2 CO2 + H2O o---o glucosa + 6 O2 Desprendiment d’energia ( Q i / o W) o--o 6 CO2 + 6 H2O 86  Energia potencial a nivell d’enllaç C6H12O6 + 6 O2 → 6 CO2 + 6 H2O estat inicial → estat final - ¿ En quin estat (inicial o final) predominen els enllaços forts ?..................................... : El final - ¿ En quin estat és més gran l’energia d’enllaç mitjana ?........................................ : El final - ¿ En quin estat és més elevat el nivell d’energia potencial ?............................... : L’inicial 87  Energia potencial a nivell d’enllaç intermolecular E pot o o gas E d’enllaç (vapor d’aigua) Intermolec. o---o líquid E d’enllaç o--o sòlid intermolec. A nivell macroscòpic: L: Calor latent de canvi d’estat d’agregació Q Q=m·L; L = ( cal / g; J / kg ) m 88  Concepte d’Energia Interna Q E. cinètica molecular (E. tèrmica) U (Energia W interna) E. potencial a nivell d’enllaç 89 Quan donem Q o W al sistema, on va a parar aquesta energia? - Cas 1) Sistema: aigua en ebullició - Cas 2) Sistema: un gas noble - Cas 3) Sistema: aigua a 20ºC 90  Es modifica U ? En quina forma ? Aigua en RESPOSTA: ebullició · E potencial augmenta lo expones a un cambio de fase · E cinètica es modifica poc velocidad moleculas y temperatura ( en este caso la temperatura no varia hasta que toda el agua se haya evapoado) Q 91  Es modifica U ? En quina forma ? Gas noble RESPOSTA: · E cinètica augmenta augmenta energia interna simplemente augmentas temperatura · E potencial no es modifica Q 92  Es modifica U ? En quina forma ? Aigua a RESPOSTA: 20ºC · E potencial augmenta: s’evapora aigua esta habiendo un cambio de fase (s’esta evaporando el agua) · E cinètica augmenta augmente energia interna, perque aumentes temperatura Q 93  1er Principi de la Termodinàmica Q U (Energia W interna) 94  Concepte d’ entalpia (H) U = Qp + W = Qp - pV U2-U1 = Qp – p(V2-V1) (U2+pV2)-(U1+pV1) = Qp Definició: H = U + pV (per a qualsevol sistema) La calor intercanviada pel sistema en un procès a pressió constant és igual a la variació d’entalpia del sistema. 95  Treball útil ( W0 ) W0 = W - pV Despreciable en l’ésser viu no tenemos variación de volumen Tipus de treball útil: ·Treball de superfície ·Treball de transport de matèria ·Treball de transport de càrrega ·Treball de síntesi de metabòlits ·Treball de contracció muscular etc....etc............. 96  Concepte d’ entalpia (H) Definició: H = U + pV (per a qualsevol sistema) · Així que, a p constant: H = U + pV Despreciable Segons el 1er principi, a p constant: en l’ésser viu U = Qp + W = Qp + (W0 + pV) = Qp + W0 + pV U - pV = Qp + W0 H = Qp + W0 que es pot comparar amb: U = Q + W 97  Concepte d’ entalpia (H) Definició: H = U + pV (per a qualsevol sistema) Així que, a p constant: H = U + pV Despreciable en l’ésser viu La calor intercanviada pel sistema en un procès a pressió constant és igual a la variació d’entalpia del sistema. 98  Energia potencial a nivell d’enllaç i entalpia E pot o o o bé H o---o H = Qp en absència de treball útil o--o O bé H = Qp + W0 en presència de treball útil 99  Criteri de signes  ·Procés en que no ΔH = 0 hi ha intercanvi de Q · Procés endotèrmic H  0 El sistema absorbeix Q · Procés exotèrmic El sistema cedeix Q ΔH  0 100 CALORIMETRIA DIRECTA i INDIRECTA Valor energètic d’un aliment (VE) : “Quantitat de calor que es desprèn en la combustió de la unitat de massa d’un determinat aliment” Q VE ( kJ · g-1) VE = m aliment in vitro poniendolo en un calorimetro in vivo Hidrats de C - 17,1 - 17,1 Lípids - 38,9 - 38,9 Proteïnes - 22,6 - 17,2 (Alcohol) (- 29,7) (- 29,7)  kJ   g   kJ   kJ  VE   · M   = H   = Qp    g   mol   mol   mol  ( en absència de W0 ) Valor energètic d’un aliment (VE) : “Quantitat de calor que es desprèn en la combustió de la unitat de massa d’un determinat aliment” Q VE = m aliment  Calorímetre adiabàtic per a la determinació in vitro de H o VE O2 T CO2 + H2O Paret Q combustió adiabàtica no pierde ni gana calor Q Q = maigua · caigua · T VE = m aliment  Fonament teòric de la calorimetria in vivo Qp Qp H W0 Qp H = Qp – W0 H = Qp Fonament teòric de la calorimetria in vivo http://www.fao.org/3/y5022e/y5022e04.htm Calorímetre adiabàtic per a la determinació directa de la despesa energètica, in vivo AIGUA Ti Tf AIGUA Q AIRE AIRE Equivalent calòric de l’oxigen (EC O2) : “Quantitat de calor que es despren quan es consumeix 1 litre d’O2 en la combustió d’un determinat aliment” Càlcul de l’ EC O2 dels hidrats de carboni a partir del seu VE : −17,1 kJ · 180 g gluco · 1 mol gluco · 1 mol O2 = 1 g gluco 1 mol gluco 6 mols O2 22,4 L O2 = - 22,9 kJ L O2  Valors aprox. de l’ EC O2 pels diferents tipus d’ aliments energètics (en els treballs de calorimetria sovint prescindim del signe negatiu, encara que sabem que parlem d’energia alliberada en la combustió) Hidrats de carboni (mitjana) 22,9 kJ · L O2-1 (glucosa) 21,3 kJ · L O2-1 Lípids (mitjana) 19,6 kJ · L O2-1 (àcid palmític) 19,7 kJ · L O2-1 Proteïnes (mitjana) 19,2 kJ · L O2-1 Dieta mixta 20,0 kJ · L O2-1  Requeriment energètic (RE) (o despesa energètica) d’un individu quan realitza una determinada activitat : “ Quantitat d’energia que obté l’individu a partir de la combustió dels aliments en un determinat període de temps. Les seves unitats són, per tant, els kJ·h-1 (o bé kJ·min-1) “ RE ( kJ· h-1) = EC O2 ( kJ· L O2-1) · V O2 ( L O2· h-1) o bé RE (kJ · min-1) = EC O2 (kJ· L O2-1) · V O2 ( L O2 · min-1)  Requeriment energètic (RE) (o despesa energètica) d’un individu quan realitza una determinada activitat : RE ( kJ / h) = EC O2 ( kJ / L O2) ·V O2 ( L O2 / h) Questions : 1) L’ EC O2 depèn de l’individu i de l’activitat realitzada ¿ Per què ? 2) El RE depen de l’individu i de l’activitat realitzada ? ¿ Per què ?  Calorimetria Indirecta Conceptes Teòrics necessaris per a la realització de la Pràctica de Laboratori 112  Determinació indirecta de la despesa energètica, in vivo RE ( kJ / h) = EC O2 ( kJ / L O2) ·V O2 ( L O2 / h) És evident que si disposéssim d'un mecanisme capaç de mesurar el Volum Total d'Oxigen Consumit en un període de temps (V O2), per a un individu, podríem avaluar de manera indirecta el seu Requeriment Energètic (RE) total en aquest període de temps.  Determinació indirecta de la despesa energètica, in vivo unitat de mesures interface sonda d’O2 embut bucal per a respirar Determinació indirecta de la despesa energètica, in vivo Aquest mecanisme permet mesurar el volum total d’oxigen consumit (V O2), en un periode de temps, per un individu, i avaluar així, de manera indirecta el seu requeriment energètic (RE) (o despesa energètica), en diverses condicions. RE = EC O2 · V O2  Requeriment energètic (RE) (o despesa energètica) d’un individu quan realitza una determinada activitat : Anomenem Requeriment Energètic (RE) (o també Despesa Energètica) d’un individu, quan realitza una determinada activitat, a la quantitat d’energia que obté a partir de la combustió dels aliments en un determinat període de temps. Les seves unitats són, per tant, els kJ · min-1. Així doncs, és evident que si disposem d'un mecanisme capaç de mesurar el Volum Total d'Oxigen Consumit en un període de temps (V O2), per a un individu, podrem avaluar de manera indirecta el seu Requeriment Energètic (RE) total en aquest període de temps: RE ( kJ· h-1) = EC O2 ( kJ· L O2-1) · V O2 ( L O2· h-1) o bé RE (kJ · min-1) = EC O2 (kJ· L O2-1) · V O2 ( L O2 · min-1) 117