CONTENIDO Prefacio 1. Mecánica 2. Propiedades de los Fluidos 3. Gases 4. Fenómenos Térmicos 5. Sonido y Luz 6. Varias 7. Apéndice

221. El organismo humano y la máquina térmica. Cite argumentos que permitan considerar el organismo humano vivo como una máquina térmica. No existen fundamentos físicos que permitan comparar el organismo animal con la máquina de vapor. Hay quien supone equivocadamente que el organismo animal y el motor térmico son plenamente análogos. Este error se deriva de la similitud puramente superficial entre ellos: ambos consumen combustible (alimentos) que produce calor cuando se combina con el oxígeno. En base a estos argumentos se concluye precipitadamente que el calor «animal» se convierte en la energía mecánica del organismo, lo mismo que el calor producido por la caldera sirve para impulsar la máquina. Sin embargo, este criterio relativo al origen de la energía mecánica del hombre y el animal contradice a la física, además, a su rama más irrefutable, a la termodinámica. Examinando más detenidamente este asunto, nos daremos cuenta de que entre el organismo animal y el motor térmico no hay semejanza de principio: el organismo vivo no es una máquina térmica. Vamos a demostrar, por qué es totalmente errónea la suposición de que la energía mecánica del organismo vivo surge como resultado de la transformación del calor de «combustión» de los alimentos en trabajo mecánico. O sea, vamos a aclarar, por qué es erróneo considerar que en el organismo primero se obtiene calor a expensas de los alimentos, y sólo después éste se transforma en trabajo. La termodinámica ha establecido que el calor puede convertirse en trabajo siempre que se transmita de una fuente con temperatura alta (por ejemplo, del «calentador», es decir, del hogar de la caldera) a otra con temperatura baja (al «refrigerador»). En este caso la razón de la cantidad de calor convertido en trabajo mecánico a la cantidad de calor recibido del calentador (el rendimiento de la máquina) equivale a la de la diferencia de temperaturas del calentador y el refrigerador con respecto a la del calentador: donde k es el rendimiento, T1 , la temperatura del cuerpo caliente y T2 , la del cuerpo frío (T1 y T2 se expresan en grados Kelvin). Vamos a utilizar esta fórmula para tratar de examinar el organismo humano como una máquina térmica. Sabido es que su temperatura normal es de 37 °C aproximadamente. Por lo visto, este dato corresponde a uno de los dos niveles de temperatura cuya existencia viene a ser una condición necesaria de funcionamiento de toda máquina térmica. De modo que los 37 °C serán el nivel superior (la temperatura del calentador) o el inferior (la del refrigerador). Examinemos ambos casos partiendo de la fórmula expuesta más arriba y conociendo que el rendimiento del cuerpo humano es de 0,3 aproximadamente, es decir, de un 30 %. Caso I. 37 °C (= 310 K) es la temperatura T1 del «calentador». La temperatura T2 del «refrigerador» se determina haciendo uso de la ecuación siguiente: de donde T2 = 217 K, o -56 °C. Quiere decir que ¡en nuestro cuerpo debe haber una zona con una temperatura de 56°C bajo cero! (Suponiendo que el rendimiento es de un 50 %, según afirman algunos autores, tendremos que reconocer otra absurdidad, aún mayor, o sea, que en nuestro cuerpo hay una zona con una temperatura de 118 °C bajo cero.) Por consiguiente, la temperatura de 37 °C no puede ser el valor máximo de la temperatura de la «máquina térmica viva». ¿Será el mínimo? Vamos a ver. Caso II. La temperatura del «refrigerador» es de 37°C: T2 = 273 + 37 = 310 K. En este caso (si k = 30 %) de donde T1 = 443 K, o 170 °C. ¡En nuestro cuerpo debe haber una zona con una temperatura de 170 °C sobre cero! (Si adoptamos k = 50 %, para T1 obtendremos un valor de 620 K, ó + 347 °C.) Como ningún anatomista ha descubierto en el cuerpo humano una zona que esté congelada hasta 56 °C bajo cero, ni calentada hasta +170 °C, nos vemos obligados a renunciar a la hipótesis de que nuestro organismo semeja una máquina térmica. «El músculo no es una máquina térmica en el sentido de la termodinámica -dice el Prof. E. Lecher en su obra Física para los médicos y biólogos-. No obstante, la energía potencial de las reacciones químicas (de asimilación de los alimentos) puede ser convertida en trabajo directamente o mediante la energía eléctrica. El calor que hay en el músculo, es un residuo de trabajo mecánico o eléctrico.»