Rezolvarea Intrebarilor La Examenul de Biofizica (1)

15
1.Componenta si structura moleculei de apa. Disocierea moleculei de apa. Molecula de apa H 2 O este formata dintr-un atom de oxigen si doi atomi de hidrogen, uniti de atomul de oxigen prin legaturi covalente. Prin metoda difractiei cu raze X s-a constatat ca molecula de apa poseda o forma triunghiulara. Este considerata o asociere a unui ion O 2 - si a doi ioni H + Legaturile OH formeaza intre ele un unghi de 104’28’. Structura triunghiulara a moleculei de apa poate fi argumentata si de existenta proprietatilor de dipol electric. Apa se disociaza in ioni de H + si OH - . Ionul de hydrogen neavind invelis electronic, poseda o mare capacitate de hidratare. Avind o mare mobilitate, protonul trece de la o molecula la alta. Gradul de disociere a apei este mic, in apa pura la 25 0 C: [H + ]=[OH - ]=10 -7 mol/l - Logaritmul zecimal cu semn schimbat al concentratiei ionilor de hydrogen se numeste pH: pH = -lg[H + ] -Solutii-tampon se numesc lichidele biologice la care se pot adauga cantitati relativ mari de acizi sau baze, fara ca pH-ul sa se schimbe simtitor. (singe-seroproteinele) 2. Momentul electric al dipolului moleculei de apa. Un dipol electric este un ansamblu de două sarcini electrice egale şi de semn contrar ale căror centre de greutate nu coincid. Directia momentului este orientată de la sarcina negativă spre sarcina pozitivă, in directia axei dipolului. Momentul dipolar rezultant al moleculei de apa este de 1,84 debye (D) 1D = 3,336x10 -30 C m 3. Proprietatile apei H 2 O si D 2 O. Dependenta densitatii apei de temperatura. Apa naturală este fomată din 18 specii de molecule de apă rezultate prin combinarea speciilor de izotopi: 1 H Hidrogen 16 O 2 H Deuteriu şi 17 O 3 H Tritiu 18 O Specia predominantă are formula H 2 O, cu compoziţia masică H:O de 1:8.

Transcript of Rezolvarea Intrebarilor La Examenul de Biofizica (1)

Page 1: Rezolvarea Intrebarilor La Examenul de Biofizica (1)

1.Componenta si structura moleculei de apa. Disocierea moleculei de apa. Molecula de apa H2O este formata dintr-un atom de oxigen si doi atomi de hidrogen, uniti de atomul de oxigen prin legaturi covalente. Prin metoda difractiei cu raze X s-a constatat ca molecula de apa poseda o forma triunghiulara. Este considerata o asociere a unui ion O2

- si a doi ioni H+ Legaturile OH formeaza intre ele un unghi de 104’28’.Structura triunghiulara a moleculei de apa poate fi argumentata si de existenta proprietatilor de dipol electric. Apa se disociaza in ioni de H+ si OH- . Ionul de hydrogen neavind invelis electronic, poseda o mare capacitate de hidratare. Avind o mare mobilitate, protonul trece de la o molecula la alta. Gradul de disociere a apei este mic, in apa pura la 250C: [H+]=[OH-]=10-7 mol/l- Logaritmul zecimal cu semn schimbat al concentratiei ionilor de hydrogen se numeste pH: pH = -lg[H+]-Solutii-tampon se numesc lichidele biologice la care se pot adauga cantitati relativ mari de acizi sau baze, fara ca pH-ul sa se schimbe simtitor. (singe-seroproteinele)

2. Momentul electric al dipolului moleculei de apa. Un dipol electric este un ansamblu de două sarcini electrice egale şi de semn contrar ale căror centre de greutate nu coincid. Directia momentului este orientată de la sarcina negativă spre sarcina pozitivă, in directia axei dipolului. Momentul dipolar rezultant al moleculei de apa este de 1,84 debye (D) 1D = 3,336x10-30 C m

3. Proprietatile apei H2O si D2O. Dependenta densitatii apei de temperatura. Apa naturală este fomată din 18 specii de molecule de apă rezultate prin combinarea speciilor de izotopi:

1H Hidrogen 16O 2H Deuteriu şi 17O

3H Tritiu 18O Specia predominantă are formula H2O, cu compoziţia masică H:O de 1:8. Exista doua forme ale apei grele: D20 si DOH. Dotajul apei grele in apa obisnuita poate fi determinat prin masurarea indicelui de refractie. Densitatea apei se modifică cu creşterea temperaturii, între 0oC şi 4oC creşte cu temperatura, apoi scade astfel încât densitatea maximă a apei este, la 4oC, de 1g/cm3. Apa îşi măreşte volumul la solidificare, gheaţa are densitate mai mică decât densitatea apei la 0oC. Aceste proprietăţi au o importanţă deosebită în natură. Când timpul se răceşte, apele lacurilor, râurilor etc. se răcesc la suprafaţă până la 4oC. Cum apa la această temperatură are densitatea maximă se lasă la fund iar la suprafaţă ajunge apă cu temperatură mai mare. După ce toată masa de apă a ajuns la 4oC stratul de la suprafaţă se răceşte şi la 0oC îngheaţă. Gheaţa fiind mai uşoară decât apa lichidă rămâne la suprafaţă. Stratul de apă de pe fundul lacului sau râului va rămâne lichid şi la o temperatură în jur de 4oC, permiţând existenţa vieţii subacvatice.

4. Rolul biologic al apei si repartitia ei in organismul uman.

Page 2: Rezolvarea Intrebarilor La Examenul de Biofizica (1)

Rolul apei in organism e determinat de faptul ca reprezinta un constituent principal al materiei vii si participa la procesele fundamentale ale organismului: -elementul esential care regleaza presiunea osmotica a clor 3 sectoare hidrice. -mediul in care au loc multiplele reactii chimice si biochimice in organism. -participa la mentinerea constanta a temperaturii organismului. -participa la eliminarea deseurilor din organism pe cale renala. -rol in protectia mecanica a fatului.Apa totala: 60-70%Apa intracelulara: 40%Apa extracelulara: 20%Plasma: 4%Lichidul interstitial si limfa: 15%Lichidul transcelular: 1%Vol. Intracelular: vol. Total – vol. ExtracelularVol. Interstitial: vol.extracelular – vol. Plasmatic (intravascular)

5. Dinamica fluidelor. Ecuatia de continuitate a curgerii lichidelor. Dinamica fluidelor studiaza comportarea fluidelor in timpul curgerii si interactiunea lor cu frontierele solide, tinand cont atat de fortele active care intretin starea de miscare cat si de fortele rezistente, care se opun curgerii. Viteza de curgere a fluidului printr-un tub cu sectiunea variata, situat orizontal, variaza in asa mod, incit produsul dintre viteza V si aria sectiunii transversale S in orice loc al tubului este aceeasi: P1V+mv1

2 /2+mgh 1 = P2V+ mv22/2 + mgh2 , unde V- volumul masei de fluid

P-presiunea statica in locul dat a tubului.Ecuatia lui Bernoulli: P+pv2/2 + pgh = const Aceasta reprezinta presiunea totala a lichidului. P-presiuna statica in punctual dat p-densitatea lichidului v-viteza de curgere h-inaltimea punctului in curentul de fluidCind tubul e situate orizontal h=const. ecuatia este: P+ P v 2 /2=const Legea lui Bernoulli are drept consecinta faptul ca in portiunile inguste ale arborelui circular, unde viteza de circulatie este mare, presiunea laterala este minima.

6. Curgerea laminara si turbulenta. Numarul lui Reynolds. Curgerea laminară este un tip de curgere care are loc în straturi plan-paralele fără intersectarea acestora. La curgerea laminara are loc legea lui Poiseuille care stabileste volumul scurs intr-o unitate de timp a unui lichid imperfect, indiferent de orientare: V= πr4/8ηl x ΔP/ Δl , unde V-volumul de lichid transportat prin sectiunea tubului intr-o unitate de timp, r-raza tubului, ΔP/ Δl – gradientul de presiune pe sectorul Δl al tubului. Curgerea turbulenta are loc atunci cind curgerea e dezordonata si apar virtejuri. In acest regim viteza particulelor variaza continuu si haotic. Pentru a determina care este regimul de curgere se foloseste numarul lui Reynolds, Re, exprimat prin relatia: Re=p vr/η, unde v-viteza de curgere a fluidului η-coeficientul de viscozotate p- densitatea fluidului

Page 3: Rezolvarea Intrebarilor La Examenul de Biofizica (1)

r-raza conductei.In functie de valoarea acestui numar deosebim regimuri de curgere: Re < 1000 – curgere laminara; 1000 < Re < 2000 –curgere nestabila; 2000 < Re – curgere turbulenta.

7. Fenomenul osmozei. Presiunea osmotica. Difuzia solventului din compartimentul cu solutie mai diluata catre cel cu solutia mai concentrata se numeste fenomenul de osmoza. Presiunea necesara pentru a impiedica transportul solventului catre solutie se numeste presiune osmotica a solutiei.

8. Legile osmozei. Legea concentratiei: Presiunea osmotica a unei solutii diluate la temperature constanta este direct proportionala cu concentratia molara: Pos=KT CM , KT-constanta exprimata in N.m/mol Legea temperaturii:Presiunea osmotica a unei solutii diluate la concentratie constanta este direct proportionala cu temperature absoluta: Pos= Kc T, unde Kc: N. m-2/ 0K Legea lui Van’t Hoff:Presiunea osmotica nu depinde nici de natura solventului, nici de natura substantei dizolvate, ci doar de nr. de particule intr-o unitate de volum.Presiunea osmotica poate fi calculata dupa Legea lui Mendeleev-Clapeyron: Pos V=niu RT, unde V-volumul ocupat de solutie; R-constanta universala a gazelor; Niu-numarul de moli; T-temperatura absoluta. Legea lui Dalton: (pt amestec de solutii)Presiunea osmotica totala este egala cu suma presiunilor osmotice a fiecarei solutii in parte.

9.Osmometria. Osmometru Dutrochet. Este confectionat dintr-un vas de sticla, al carui fund este inlocuit cu o membrana semipermeabila. In parte superioara vasul se prelungeste cu un tub cu diametrul mic, situate pe un cadran gradat in milimetri. In osmometru se introduce o solutie de zahar pina la nivelul inferior al tubului vertical si se scufunda intr-un vas cu apa distilata, care trebuie sa fie la acelasi nivel cu al solutiei din interior. Lichidul din vasul interior va urca incet in tubul capilar. Inaltimea maxima a coloanei determina presiunea osmotica a solutiei.

10. Masurarea indirecta a presiunii osmotice. Crioscopul Bechman. Exista o serie de metode indirecte de masurare a presiunii osmotice , bazate pe procedee de determinare a concentratiei molare a solutiilor, dupa care se calculeaza presiunea osmotica, insa cea mai utilizata metoda este crioscopia (concentratia molara se determina dupa puntul de solidificare al solutiei) Crioscopul Beckman este prevazut cu un vas confectionat din sticla, in care se introduce amestecul racitor. In acest amestec se introduce 2 eprubete din sticla, coaxiale. Eprubeta interioara e prevazuta cu 2 brate laterale si pe axa cu un dop perforat prin care se introduce in interior termometrul Beckman. Stratul de aer dintre cele 2 eprubete permite o racire lenta a solutiei. Starea de suprafuziune se realizeaza agitind cu o bara magnetica pusa in miscare de rotatie cu ajutorul unui magnet in forma de potcoava.

Page 4: Rezolvarea Intrebarilor La Examenul de Biofizica (1)

Magnetul e fixat pe axa unui motor electric, alimentat la reteaua de curent. El este prevazut in partea superioara cu un rezervor suplimentar cu mercur, care comunica cu rezervorul inferior. Mercurul din acest rezervor se foloseste pentru a regla cantitatea de mercur din rezervorul inferior, ceea ce este necesar pentru a face posibila masurarea variatiei de temperatura in intervalul dorit. 11. Fenomene celulare dependente de osmolaritatea mediului. In mediile hipotonice apa patrunde prin endosmoza in interiorul celulei, producind turgescenta la celulele vegetale. In mediile hipertonice apa iese din celule, provocind separarea celor 2 membrane la celulele vegetale, fenomen numit plasmoliza. Celula se micsoreaza si membrane plasmatica se desprinde de invelisul celulozic.

12. Metode fizice de cercetare a permeabilitatii membranelor. - Metoda osmotica, care consta in evidentierea vitezei de variatie a volumului celulelor introduse in solutiile hipotonice sau hipertonice. -Metoda indicatorilor, care se bazeaza pe nivelul de variatie a culorii continutului intracellular la patrunderea in celula a anumitor substante. -Metoda conductibilitatii electrice a membranei. Cind masurarile se efectueaza la frecvente joase a curentului alternativ, conductibilitatea electrica este masura permeabilitatii membranei. Aceasta metoda e utilizata numai in studiul permeabilitatii membranei pt ioni. -Metoda atomilor marcati, care se bazeaza pe folosirea izotopilor radioactivi. Patrunderea substantei in celula sau iesirea din celula poate fi inregistrata cu ajutorul controlului de radiatii ionizante. Acest studio are o mare importanta mai ales pt farmacologie si toxicologie. Efectivitatea preparatelor farmaceutice deoinde in mare masura de permeabilitatea membranelor celulare pentru ele. 13. Coeficientul de viscozitate si unitatile de masura. Formula lui Newton. In fluide, fortele de atractie intermoleculare se opun deplasarii relative a moleculelor vecine, determinind aparitia unei frecari interne, numita viscozitate. Expresia fortei de frecare este data de formula lui Newton: F= ηS Δv/Δx, unde F-forta de frecare; S-suprafata de contact; Δv/Δx –gradientul de viteza; η-coeficientul de viscozitate absoluta, o constanta caracteristica fluidului. Coeficientul de viscozitate absoluta este numeric egal cu forta de frecare pe care o exercita un strat mono-molecular din interiorul uni fluid asupra altui strat mono-molecular cind gradientul vitezei relative este unitar. Unitatea de viscozitate in SI este Pa.s, iar in CGS in ‘’poise’’, de obicei folosindu-se, centipoise (1cP=0,01P)14. Curgerea lichidului prin tuburi capilare. Legea lui Poiseuille. Studiind curegerea laminara prin tuburi capilare, Poiseuille, a stabilit ca volumul de lichid V scurs intr-un interval de timp t este dat de relatia: V= πr4Δp/8ηl x t, unde Δp-diferenta de presiune hidrostatica la capetele tubului prin care curge lichidul, r-raza tubului, l-lungimea tubului, η- coeficient de viscozitate.

Page 5: Rezolvarea Intrebarilor La Examenul de Biofizica (1)

Este dificil de determinat coeficientul de viscozitate absoluta a lichidelor, de aceea in practica se accepta coeficientul de viscozitate relativa, care reprezinta raportul dintre viscozitatea absoluta a lichidului studiat si cea a unui lichid de referinta.

15. Determinarea coeficientului de viscozitate prin metoda lui Ostwald. Fie t timpul de curgere al lichidului cercetat si t0 – de curgere al apei distillate. Deoarece lungimea si raza capilarului precum si volumele scurse V si V0 are loc relatia: πr4Δp/8ηl x t= πr4Δp/8η0l x t0

Simplificind, obtinem: Δp t/η=Δp0t0/ η0

Curgerea lichidului se face sub presiunea exercitata de greutatea proprie a coloanei de lichid, deci rezulta: ΔP=pgh ΔP0=p0gh unde h este inaltimea coloanei. Inlocuind, obtinem: p g h t/ η = p0 g h t0/ η0, de unde η/ η0 = p/p0 . t/t0

Valoarea lui η poate fi usor calculata dupa formula: η= η0

. pt/ p0t0

16. Legea lui Stokes. Coeficientul de viscozitate relativa a singelui. Viscozitatea singelui circulant. Numai pentru corpuri sau particule de forma sferica, care se misca cu viteza constanta printr-un fluid, este valabila legea lui Stokes, care are urmatorul enunt: Forta de rezistenta F opusa miscarii corpului este proportionala cu coeficientul de vascozitate al fluidului, raza corpului si viteza miscarii. Fr=6π ηrvAsupra particulei actioneaza 3 forte: Forta de greutate: mg; forta lui Arhimede Fa;si forta de rezistenta Fr. Miscarea particulei va deveni uniforma cind rezultanta acestor forte va deveni nula: mg+Fa+Fr=0

17. Natura si directia fortelor de tensiune superficiala. Coeficientul de tensiune superficiala si unitatile de masura.

Fortele de tensiune superficiala iau nastere ca urmare a interactiunii moleculelor la frontiera dintre 2 faze, tinzind sa micsoreze suprafata interfetei. Pe fiecare portiune a conturului suprefetei libere, aceste forte actioneaza perpendicular pe contur si tangential la suprafata lichidului. Marimea fortei de tensiune superficiala, ce revine la o unitate de lungime a conturului suprafetei libere a lichidului este numita coeficient de tensiune superficiala σ : σ=F/l Coeficientul de tensiune superficiala se poate defini si prin relatia: σ=Δw/Δs, unde Δw- este variatia energiei libere;Δs- variatia suprafetei stratului interfazic. Rezulta ca valoarea coeficientului de tensiune superficiala este egala cu valoarea lucrului mechanic consumat pentru marirea suprafetei libere a lichidului cu o unitate. Unitatea de masura pentru coeficientul de tensiune superficiala este:

-In SI: [σ]SI = N/m=J/m2

-In sistemul tolerat (CGS) [σ]CGS =dyn/cm

Page 6: Rezolvarea Intrebarilor La Examenul de Biofizica (1)

18. Fenomene capilare. Formula lui Laplace. Ridicarea lichidului aderent si coborarea lichidului neaderent intr-un tub capilar are loc sub actiunea presiunii suplimentare create de suprafata curba a meniscului. Valoarea acestei presiuni depinde de raza de curbura r a meniscului si de tensiunea superficiala a lichidului, conform formulei lui Laplace: ΔP=2 σ / r Daca in lichidul din capilar se afla o bula de gaz si presiunile la capetele capilarului sunt egale, atunci sunt egale si razele celor 2 curburi. Prin urmare si presiunile suplimentare sunt egale. Cind o presiune din exterior pune lichidul in miscare are loc modificarea ambelor meniscuri. Rezultanta acestor presiuni se opune presiunii din exterior. La un numar n de bule de gaz aceasta presiune poate deveni egala cu valoarea presiunii din exterior sint in rezultat curgerea prin capilare se va stopa. Cind mai multe bule de gaz nimeresc in capilarele sistemului vascular sangvin se formeaza embolia gazoasa. 19. Stalagmometrul. Determinarea coeficientului de tensiune superficiala prin metoda relativa. O picatura de lichid de masa m se va desprinde de gura capilarului daca greutatea picaturii devine egala cu forta de tensiune superficiala: G=F sau mg= σ l –mg=2 π r σ , unde r-raza raza capilarului, l=2 π r – lungimea conturului gurii capilarului. Daca notam cu M masa lichidului si cu n numarul picaturilor de masa m putem scrie: M=m.n. Masa unei picaturi se poate exprima in functie de densitatea p si volumul V al lichidului: M=p Vm n= p V, deci m= p V/nInlocuind pe m din ultima relatie, obtinem: p V/n . g = 2 π r σPentru solutia de referinta vom avea: p 0V/n 0

. g = 2 π r σ 0 , unde σ 0 - coeficientul de tensiune superficiala al apei distilate; V-volumul lichidului; p 0 - densitatea apei distillate; n 0 – nr. picaturilor de apa distilata. Impartind ultimele 2 relatii, obtinem: p n 0 / p 0 n = σ/ σ 0

Relatia din care se poate exprima coeficientul de tensiune superficiala a solutiei: σ = σ 0 .

n0p / np0

Stalagmometrul Traube reprezinta un capilar fixat vertical intr-un stativ. Portiunea de mijloc a capilarului reprezinta un rezervor cu volumul V, delimitat cu un reper superior A si unul inferior B. La extremitatea superioara se gaseste atasat un tub de cauciuc, cu ajutorul caruia se aspira lichid in stalagmometru.

20. Determinarea coeficientului de tensiune superficiala prin metoda desprinderii inelului. Substante tensoactive. Fie un inel de metal pentru care lichidul cercetat este aderent. Inelul se aduce in contact cu suprafata libera a lichidului; la inel adera un strat subtire de lichid, asupra caruia actioneaza fortele superficiale, care se compun intr-o rezultanta Ft

Luind in consideratie faptul ca stratul mentionat are 2 suprafete, forta rezultanta a tensiunii superficiale se determina din relatia: Ft = 2 π r1 σ + 2 π r2 σ = 2 π σ (r1+r2) unde:

Page 7: Rezolvarea Intrebarilor La Examenul de Biofizica (1)

σ-coeficientul de tensiune superficiala;r1 – raza interioara a inelului;r2 – raza exterioara a inelului; Pentru ca sa desprindem inelul de pe suprafata lichidului, trebuie sa actionamcu forta F: F=Ft

Determinind aceasta forta, cu ajutorul unei balante de torsiune si tinind cont de relatia de mai sus, obtinem formula: σ = F/ π (d1+d2) unde d1 si d2 sunt diametrele respective ale inelului.

21. Producerea ultrasunetului. Inregistrarea ultrasunetului. Ultrasunetele sunt vibratii mecanice ale particulelor unui mediu elastic ce se propaga in spatiu sub forma de unde longitudinale, frecventa carora e cuprinsa intre 2 . 104 Hz si 1010 Hz. Producerea ultrasunetelor se realizeaza cu ajutorul dispozitivelor numite transductoare de tip piezoelectric sau magnetostrictiv.Efectul piezoelectric direct consta in aparitia diferentii de potential electric pe fetele unor cristale, sub actiunea unei presiuni din exterior.Transductorul magnetostrictiv se bazeaza pe modificarea dimensiunilor unui corp fieromagnetic, situate intr-un cimp magnetic exterior. Receptionarea ultrasunetelor se face cu un dispozitiv care functioneaza in baza efectului piezoelectric direct. Undele ultrasonore duc la polarizarea cristalului piezoelectric si ca urmare la generarea cimpului electric alternativ. Propagarea undelor ultrasonore, prin medii elastice, are loc cu vitee ce depend de elasticitatea si densitatea mediului, fiind cuprinse intre 3 . 102 m/s si 6 . 103 m/s.Avand o lungime de unda mica, ultrasunetele se propaga sub forma de fluxuri inguste bine orientate.

22. Efecte fizice ale ultrasunetelor. Efectele fizice ale ultrasunetelor sunt: mecanice, termice, electrice, optice, chimice. Din efectele mecanice fac parte: cavitatia, dispersia, precipitarea, degazarea lichidelor, coagularea. Cavitatia este un fenomen complex urmat de efecte secundare importante, apare la propagarea ultrasunetelor cu energii mari in lichide. Sursele de ultrasunete pot emite oscilatii de energii considerabile si cu presiuni de zeci de atmosfere. In asa caz apar ruperi locale ale lichidului cu aparitia unor cavitati initial vidate, dar se umplu rapid cu gaze rarefiate sau cu vaporii lichidului.In bulele formate presiunea variaza cu zeci de atmosfere in ritmul impus de frecventa ultrasunetelor. Fiecare zona a lichidului e supusa unor comprimari si dilatari excesive. Bulele gazoase mici, umplute cu vapori, care se dilate rapid, apoi revin la un volum extrem de mic formeaza implozia. Ele provoaca unde de soc cu presiuni mari si produc ruperi de legaturi chimice, provoaca ionizari si duc la distrugerea microstructurii substantei. Dispersia are loc la intensitati si frecvente relative mari. Iradierea cu ultrasunete permite formarea unor sisteme de dispersie. Efectul are loc fiindca particulele substantei oscileaza cu amplitudini diferite, iar in lichide-datorita cavitatiei. Precipitarea este fenomenul invers dispersiei si apare la intensitati mici ale ultrasunetelor. Sub influenta presiunii acustice se amplifica miscarea particulelor si duce la cresterea probabilitatii ciocnirilor si la formarea unor aggregate moleculare. Degazarea lichidului are loc atunci cind cavitati relative stabile se unesc si se ridica la suprafata lichidului, emitind gaze dizolvate.

Page 8: Rezolvarea Intrebarilor La Examenul de Biofizica (1)

Efectele termice se datoreaza energiei absorbite de catre substanta, depinzind de intensitatea si frecventa ultrasunetelor si de coeficientul de absorbtie al substantei. Efectele electrice constau in aparitia de tensiuni alternative in lichid ca urmare a oscilatiei particulelor purtatoare de sarcini electrice. In cavitati apar diferente de potential electric intre peretii lor si pot produce descarcari electrice in gazelle rarefiate. Efectele optice constau in modicarea indicelui de refractie al substantei ca rezultat al comprimarii si dilatarii succesive a mediului in care se propaga undele ultrasonore. Distrugerea bulelor in timpul cavitatiei e insotita uneori de emisia de radiatii ultraviolete. Efectele chimice depend de temperatura mediului si de concentratia substantei. Sunt legate de cavitatie, constind in declansarea sau accelerarea unor reactii chimice. 23. Efectele biologice ale ultrasunetelor. Efectele biologice depend de caracteristicile undei ultrasonore: intensitate, frecventa, doza. Din punct de vedere al efectelor biologice ultrasunetele au fost clasate in 3 grupe: de intensitate mica (0,5-1,5 W/cm2), de intensitate medie (1,5-3W/cm2), de intensitate mare (3-10 W/cm2). La intensitati mici, tesuturile nu sufera schimbari morfologice, doar functionale. Apare un curent citoplasmatic ce stimuleaza procesele fiziologice. La intensitati medii curentii citoplasmatici devin puternici si impiedica desfasurarea normala a mecanismelor celulare. Se modifica permeabilitatea celulara. La intensitati mari se produc modificari structurale ireversibile. Tesuturile embrionare si in general celulele tinere sunt mai sensibile la iradierea cu ultrasunete decit celulele mature. Pt un biosistem viu cavitatia e ft periculoasa datorita temperaturilor si presiunilor mar ice insotesc unda de soc a imploziei. La nivel molecular se produc oxidari si polimerizari, apar radicali liberi. La nivel cellular se produce hemoliza, rupture si luxatii ale unor cili, se modifica permeabilitatea membranei, creste volumul mitocondriilor.

24. Inhalatorul ultrasonor. Inhalatorul ultrasonor e destinat pentru profilaxia si tratamentul sistemului respirator. Constructiv, aparatul include 3 elemente principale: -blocul electronic -camera de pulverizare - transductorul piezoelectric.In camera de pulverizare se toarna solutia unei subst. medicamentoase pina la nivelul reperului de sus. Capacul cu tubul de respiratie se plaseaza astfel ca cea mai ingusta fanta sa coincide cu orificiul in pahar. Camera se conecteaza la blocul electronic, apoi inhalatorul la priza curentului in retea. In camera se observa formarea aerosolii, iar peste citeva sec. prin tubul de respiratie apare un get vizibil de aerosol.

25. Relatia Dopler. Determinare vitezei de curgere a singelui prin metoda ultrasonora. Metoda ultrasonora bazata pe efectul Doppler se explica prin faptul ca daca unda incidenta intilneste un mediu in miscare, unda reflectata are o alta frecventa decit unda incidenta. Astfel, se poate determina viteza de miscare a mediului, analizind frecventa undei reflectate de pe hematii. Modificarea frecventei ultrasunetului se poate calcula dupa relatia data de Doppler: Δf = 2f v/c . cos * unde: f-frecventa cristalului emitator;Δf – variatia de frecventa suferita de unda incidenta;

Page 9: Rezolvarea Intrebarilor La Examenul de Biofizica (1)

v- viteza singelui;c-viteza ultrasunetului in mediul dat;*- unghiul format intre directia fasciculului ultrasonor si directia de deplasare a singelui. Astfel viteza sangelui se poate calcula dupa relatia: v= c/ cos * . Δf/ f

26. Electroforeza. Ce factori influentiaza asupra vitezei de migrare in solutii(intr-un mediu a unei particule incarcate intr-un cimp electric omogen. Electroforeza – fenomen electrocinetic, in care are loc miscarea orientata intr-un anumit mediu a particulelor incarcate electric, independent de provenienta lor, sub actiunea cimpului exterior. Migrarea particulelor coloidale, purtatoare de sarcina electrica de acelasi semn intr-un cimp electric constant.

Mobilitatea particulei: M= v/E;v- viteza miscarii orientate a unei particule.E – intensitatea cimpului.Daca E=1, atunci M=v; Tisselius a precizat factorii care influentiaza asupra vitezei de migrare in solutie a unei particule incarcate intr-un cimp electric omogen:forma, marimea particulei; valoarea sarcinii electrice; intensitatea cimpului electric exterior; pH-ul mediului; temperature și vîscozitatea mediului în care se face migrația.