Una propiedad del agua es que tarda en calentarse y enfriarse. De acuerdo con mi libro de biología, parte de la energía de un aumento de la temperatura se gastaría rompiendo los enlaces de hidrógeno, por lo que la temperatura no aumenta demasiado rápido, lo que ayuda a una célula a mantener la homeostasis.
Por lo que puedo decir, esta respuesta no explica cómo el agua en una celda ralentizaría una caída de temperatura. ¿Cómo frena el agua la pérdida de calor? ¿Es solo porque es difícil que salga el calor que ya está dentro de la celda?
Desde el punto de vista biofísico puro, la cuestión
"¿Por qué el agua amortigua los cambios repentinos de temperatura?" se puede responder de la siguiente manera:
El agua tiene una capacidad calorífica específica relativamente alta . Esta es la medida de la energía requerida para elevar la temperatura de un kilogramo de una sustancia en un kelvin sin que ocurra un cambio de estado. "Relativamente alto" significa que el agua puede absorber más energía sin un aumento notable (para la célula) de la temperatura .
Aquí hay algunos valores de capacidad de calor del artículo de Wikipedia vinculado anteriormente:
Tejido animal (incluido el humano) 3500 Jkg -1
Agua a 25 °C líquido 4181,3 Jkg -1
Metanol líquido 2597 Jkg -1
Etanol líquido 2440 Jkg -1
Cera de parafina sólida 2500 Jkg -1
Grafito sólido 710 Jkg -1
El agua tiene una conductividad térmica relativamente alta . Esto significa que el calor absorbido se distribuye rápidamente por todo el volumen de la celda , nivelando los aumentos de temperatura focal en la celda. Aquí hay de nuevo algunos valores para comparar:
Agua 0,6 Wm -1 K -1
Madera 0,2 Wm -1 K -1
Papel 0,05 Wm -1 K -1
Glicerol 0,3 Wm -1 K -1
Las preguntas de seguimiento:
"¿Por qué el agua tiene una capacidad calorífica relativamente alta?" y "¿Por qué el agua tiene conductancias térmicas relativamente altas?" no están dentro del alcance de este sitio. Sin embargo, aquí viene exactamente su explicación con los enlaces de hidrógeno en juego (de Wikipedia):
Las moléculas polares que contienen hidrógeno, como el etanol, el amoníaco y el agua, tienen poderosos enlaces de hidrógeno intermoleculares cuando se encuentran en su fase líquida. Estos enlaces proporcionan otro lugar donde el calor puede almacenarse como energía potencial de vibración, incluso a temperaturas comparativamente bajas. Los enlaces de hidrógeno explican el hecho de que el agua líquida almacene casi el límite teórico de 3 R por mol de átomos, incluso a temperaturas relativamente bajas (es decir, cerca del punto de congelación del agua).
Marta Cz-C
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