Www.cartiaz.ro – Carti Si Articole Online Gratuite

8/14/2019 Www.cartiaz.ro Carti Si Articole Online Gratuite

1/87

www.cartiaz.ro Carti si articole online gratuite de la A la Z

BIOFIZICACURS 1

I.1. Introducere in biofizic

Biofizica fenomenele fizice implicate n funcionarea sistemelor biologice,

fiind o tiin care utilizeaz tehnici i concepte fizico-chimice pentru cercetarea

fenomenelor lumii vii.

Lund drept criteriu de clasificare nivelul de organizare a materiei vii, ramurile

principale ale biofizicii sunt urmatoarele:

a. Biofizica electronic (cuantic)

b. Biofizica molecular

c. Biofizica celular

d. Biofizica sistemelor complexe

Pentru cercetarea proceselor biologice structura i nsuirile fizico-

chimice ale materiei vii

La baza multor procese biologice stau fenomenele fizice, ns ele

sunt strns legate de cele chimice i sunt aproape inseparabile.

Biofizica folosete aproape toate domeniile clasice i moderne ale fizicii:

Biomecanica diferitele tipuri de locomoie animal pn la motilitatea

celular

Bioelectricitatea ansamblul fenomenelor electrice din lumea vie, la

nivel celular, tisular i de organ

Biotermodinamicai bioenergetica generarea, stocarea, conversia

energiei la nivel celular i problemele energetice ale sistemelor biologice la nivel

supraindividual

Biocibernetica mecanismele reglrii i transmiterii de informaii n

sistemele biologice

1
http://www.cartiaz.ro/http://www.cartiaz.ro/


2/87


Radiobiologia fenomenele ce au loc la interaciunea radiaiei cu

materia vie

Fenomenele fizice stau la baza funcionrii mecanismelor biologice

I.2 Mrimi fizice, uniti de msur, sisteme de mrimi i uniti

Mrimea fizic o proprietate msurabil a unui corp

Mrimile fizice:

Fundamentale se definesc fr ajutorul altora

[lungimea (l), masa (m), timpul (t), temperatura (T), intensitatea curentului electric

(i), intensitatea luminoas (I), cantitatea de substan ()]

Derivate se obin prin relaii matematice din combinarea celor

fundamentale

[ex. fora, lucrul mecanic (combinaia masei, lungimii i timpului]

oPentru msurarea unei mrimi se alege o mrime de acelai fel cu ea, care

se consider etaloni, de aceea, se numete unitate de msur.

o A msura o mrime nseamn a o compara cu unitatea de msur aleas (cu

etalonul) i a vedea de cte ori unitatea de msur se cuprinde n mrimea de

msurat.

Unitile de msur:

uniti fundamentale

uniti derivate

1960 la cea de-a XI-a Conferin General de Msuri i Greuti s-au adoptat

pe plan internaional unitile fundamentalepentru mrimile fundamentale.

metrul (pentru lungime)

kilogramul (pentru mas)

2


3/87


secunda (pentru timp)

kelvinul (pentru temperatur)

amperul (pentru intensitatea curentului electric)

candela (pentru intensitatea luminoas)

molul (pentru cantitatea de substan)

Unitile derivatesunt cele corespunztoare mrimilor derivate

Exemplu: [F]SI = [m]SI[a]SI = kgm/s2

Grupul de uniti fundamentale stabilite i toate unitile derivate din

unitile fundamentale constituie un sistem de uniti de msur.

Sistem Internaional de uniti de msur (SI) ansamblu coerent de uniti

fundamentale i derivate.

apte mrimi, respectiv apte uniti fundamentale: metrul, kilogramul,

secunda, kelvinul, candela, amperul, nr. de moli.

Sistemul tolerat de uniti este sistemul C.G.S. (centimetru, gram, secund) a

crui folosire se face n funcie de necesiti.

Mrimi fizice scalare i vectoriale

Mrimile fizice scalare se caracterizeaz prin:

valoare numeric

unitate de msur,

de exemplu: temperatura, lungimea, masa etc.

Mrimile fizice vectoriale se caracterizeaz prin:

valoare numeric

unitate de msur

punct de aplicaie

orientare (direcie i sens)

3


4/87


de exemplu: fora (se noteaz printr-o sgeata deasupra simbolului, F )

Operaii cu vectori

Un vector se reprezint n felul urmtor:

originea (punctul de aplicaie) trebuie s coincid cu obiectul de

studiat,

direcia i sensulsunt indicate de direcia i sensul sgeii

Componentele vectorului A pe

trei axe ortogonale

Componentele vectorului A pe

dou axe ortogonale

o Versorii axelor de coordonate i ,

j i

k (sunt vectori care au

modulul egal cu unitatea, adic |

i | = 1, |

j | = 1 i |

k | = 1) i atunci vectorul

A

se poate scrie sub forma:

A =

i Ax +

j Ay +

k Az,

unde Ax, Ay i Az reprezint proieciile vectorului

A pe axele Ox, Oy i Oz

Compunereaa doi vectori :

gsirea unui vector care s aib acelai efect ca i vectorii pe care i

compunem (din punct de vedere fizic)

A

4


5/87


gsirea unui vector

Ccare s fie echivalent cu cei doi, adic

C=

A +B

(din punct de vedere geometric)

Adunarease poate realiza prin

regula paralelogramului

regula poligonului.

Compunerea a doi vectori prin

regula paralelogramului

Compunerea a doi vectori prin

regula poligonului

Cnd se adun mai muli vectori, poligonul se formeaz translatnd fiecare

vector cu originea n vrful precedentului i rezultanta se obine unind originea

primului cu vrful ultimului vector, nchiznd astfel un poligon.

OBS.

Dac vectorii care se compun formeaz un poligon nchis, rezultanta lor estenul.

Diferenaa doi vectori A iBnseamn s adunm la vectorul

A opusul

lui B , adic pe B

Scderea vectorilor

Produsula doi vectori poate fi:

Scalar (mrime scalar egal cu produsul modulelor vectorilor i al

cosinusul unghiului dintre ei)

5


6/87


vectorial (un vector orientat perpendicular pe planul format de cei doi

vectori, n sensul rotirii burghiului drept care se rotete astfel nct aduce primul

vector al produsului peste cel de-al doilea, pe drumul cel mai scurt)

Produsul vectorial se scrie: C = A x B

Modulul produsului vectorial este:

C = A B sin

CURS 2, 3

Mecanica fluidelor

Studiul lichidelor aflate n repaus statica fluidelor

Studiul lichidelor aflate n micare dinamica fluidelor

1. Statica fluidelor

1.1. Starea lichid

Lichidele starea de agregare a substanei n care distana dintreparticulele componente este mult mai mic dect la gaze i de aceea lichidele

sunt foarte puin compresibile.

ordine local a moleculelor pe o distan de cteva razemoleculare. La lichide, energia cinetic a moleculelor (datorita

6


7/87


micrii de agitaie termic) i energia potenial au aceeai

pondere.

din punct de vedere structural, lichidele ocup un locintermediar ntre gaze i solide.

Proprietile ce caracterizeaz lichidele:

au form nedeterminat i volum determinat

sunt izotrope

curg i sunt extrem de puin compresibile.

Proprietile lichidelor depind de temperatur, adic la valori ridicate ale

acesteia se apropie de gaze, iar la valori joase de solide.

OBS.

Cunoaterea legilor referitoare la curgerea lichidelor este necesar pentru

nelegerea modului n care se desfoar circulaia sanguin.

1.2. Densitatea ()

DEF.

Densitatea absolut raportul dintre masa i volumul su.

Dac masa unui corp omogen este M, iar volumul su V, atunci:

=VM

Pentru V=1, avem =M, adic densitatea unui corp este numeric egal

cu masa unitii de volum.

Densitatea se exprim n funcie de mrimile fundamentale ca:

[] = M/L3 = ML-3

Unitatea de msur pentru densitate va fi reprezentat n sistemul

internaional (SI) prin relaia:

[]SI = kg/m3 = kgm-3

7


8/87


Densitatea relativ se definete ca fiind raportul dintre densitatea

absolut a unui corp () i densitatea absolut a unui corp luat ca referin (0):

r =0

=

V

MV

M

0

=0M

M

=0M

M 0

Pentru

lichide, corpul de referin este apa distilat, a crei densitate la

4oC este 1000 kg/m3

gaze, corpul dereferina este aerul la 0oC i la presiunea de 760

mm Hg.

1.3. Presiunea hidrostatic

DEF.

Presiunea (P) reprezint raportul dintre valoarea forei ce apas normal pe o

suprafa i valoarea ariei suprafeei respective

P =S

Fn =S

F cos, Fn = Fcos

Daca =0o P=S

F

Presiunea se exprim n funcie de mrimile fundamentale ca:

[P] = [F]/[S] = MLT-2/L2 = ML-1T-2

unitatea de msur n S.I. este:

8


9/87


[P]SI = [F]SI/[S]SI = N/m2 = Pa (Pascal)

iar n CGS:

[P] = dyn/cm2 = barye (Ba), 1 Ba = 0,1 N/m2

Alte uniti de msur tolerate, folosite :

Barul (bar) : 1 bar = 105 N/m2 = 106 Ba (dyn/cm2).

Torrul (sau mmHg) : este egal cu presiunea exercitat de o coloan de

mercur nalt de 1mm la 0oC i in cmp gravitaional normal (standard,

acceleraia gravitaional g = 9,8 m/s2).

1 Torr =1 mm Hg = 133,322 N/m2

Atmosfer fizic : este egal cu 760 Torr:1 atm = 760 Torr = 760133,322 N/m2 = 101325 N/m2 1,013105 N/m2 105

N/m2 = 1 bar

OBS.

Straturile unui lichid aflat n repaus apas unele asupra celorlalte

presiune hidrostatic.

Factorii de care depinde presiunea hidrostatic sunt adncimea i

densitatea:

1. Presiunea hidrostatic in lichide crete cu adncimea la care ne

gsim n lichid.

2. n orice punct din lichid presiunea hidrostatic este aceeai n

toate direciile.

3. Presiunea hidrostatic este aceeai n toate punctele unui plan

orizontal.

4. Presiunea hidrostatic crete cu densitatea lichidului.

In concluzie:

La o anumit adncime h, ntr-un lichid de densitate , presiunea

hidrostatic este egal cu produsul dintre densitate, adncime i accelaraia

gravitaional.

P = gh

9


10/87


1.4. Legea lui Pascal

ENUN:

Presiunea exercitat pe o suprafa oarecare a unui lichid aflat

n repaus se transmite n toate direciile, cu aceeai intensitate n tot

lichidul.

Presa hidraulic este o aplicaie direct a principiului lui Pascal.Cnd asupra pistonului de arie S1 se apas cu fora F1, sub piston apare

presiunea P1 = F1/S1 care se transmite conform principiului lui Pascal integral la

pistonul al doilea, cu aria S2.

Deoarece P1 = P2, rezulta c:

1

1

S

F=

2

2

S

Fsau F2 =

1

2

S

SF1

CONCLUZIE:

Fora de apsare asupra pistonului 2 este mai mare dect fora de

apsare a pistonului 1 de attea ori de cte ori este mai mare aria

pistonului 2 dect aria pistonului 1.

10


11/87


1.5. Principiul fundamental al hidrostaticii

- Considerm n interiorul unui lichid dou puncte A(h1) i B(h2)

- n punctul A ac. fora1

F , iar n punctul B ac. fora

2F.

- ntre planele orizontale n care se afl punctele delimitm imaginar un

paralelipiped de greutate

G .

n condiii statice:

1F

2F

G

h1

h2

B

A

11


12/87


1

F +

2F+

G = 0

F2 F1G = 0PB. S PA. S m g = 0

PBS PAS gSh = 0PBPA = g h

ENUN:

Diferena de presiune dintre dou puncte A i B din interiorul

unui lichid, ntre a cror straturi distana pe vertical este h, este:

PB- PA = gh

1.6. Principiul lui Arhimede

Considerm un corp de form paralelipipedic, cu nlimea h i

aria bazelor S, cufundat ntr-un vas cu lichid de densitate l.

F2 = P2S > F1 = P1S (P2 > P1)

Rezultanta forelor de presiune care acioneaz asupra corpului este:

Farh = F2 F1 = (P2 P1) S = lghS = lVg = mlg = Gl (greutatea lichidului

dezlocuit)

Farhimedica=Glichidului dezlocuit

12


13/87


ENUN:

Orice corp cufundat ntr-un fluid este mpins de jos n sus cu o

for vertical egal cu greutatea volumului de lichid dezlocuit de

corp.

2. Dinamica Fluidelor

2.1. Curgerea fluidelor

n condiii statice cunoaterea adncimii i a densitii l pentru acaracteriza starea fluidului.

n condiii dinamice pe lng aceste dou mrimi este necesar scunoatem n fiecare punct i n fiecare moment i viteza fluidului v

OBS.

o Drumul parcurs de o particul de fluid n micarea sa linie de curent

o n fiecare punct viteza particulei este tangent la linia de curent

2.2. Clasificarea curgerii fluidelor

A. Curgere staionar (n regim permanent) dac viteza particulelor de fluiddepinde de poziia lor, descris de vectorul de poziie r , i nu depinde

de timp

v =

v (

r ) nestaionar (n regim nepermanent sau tranzitoriu) dac viteza lordepinde att de poziia lor ct i de timp

v =

v (r , t)

B. Curgere

13


14/87


nerotaional (fr vrtejuri) dac micarea particulelor de fluideste doar translaional (nu se rostogolesc)

rotaional (cu vrtejuri) atunci cnd particulele de fluid participsimultan la o micare de translaie i una de rotaie.

C. Curgere (cu sau fr vrtejuri)

turbulent (are loc la viteze mari de curgere) n care liniile de curent

se intersecteaz

laminar (are loc la viteze mici de curgere) cnd liniile de curent sunt

paralele ntre ele (vase capilare n care viteza sngelui este foarte

redus)

2.3. Debitul masic i volumic

DEF.

Debitul este o mrime fizic scalar egal cu raportul dintre cantitatea de fluid

ce trece printr-o seciune transversal a unei conducte ntr-un interval de timp

i mrimea acelui interval.

OBS.n cazul lichidelor, n funcie de mrimea adoptat pentru a msura

cantitatea de fluid, se poate defini debitul volumic i cel masic.

Debitul volumic:

Qv =t

V

=

t

lS

=

t

tvS

= vS ,

unde v reprezin viteza de curgere, iar S sectiunea transversal.

Debitul masic:

Qm =t

m

=

t

V

= VQ

2.4. Ecuaia de continuitate

Considerm un fluid n curgere staionar.

14


15/87


Fie trei seciuni transversale S1, S2, S3 prin care fluidul curge cu vitezele

v1, v2, respectiv v3 :

Debitele volumice prin cele trei seciuni sunt:

Q1V = S1v1

Q2V = S2v2

Q3V = S3v3

Fluidul este incompresibil prin orice seciune a conductei trebuie s

treac aceeai cantitate de fluid n acelai interval de timp:

Q1V = Q2V = Q3V

S1v1 = S2v2 = S3v3

Concluzie:

Viteza fluidului care curge staionar printr-o conduct cu seciunea

variabil este mai mare unde seciunea este mai mic i invers.

2.5. Legea lui Bernoulli

15


16/87


Se refer la presiunile exercitate de un lichid la curgere staionar printr-un tub

de seciune variabil.

Enun:

n orice seciune a unui tub nclinat (cu seciune variabil) prin care curge unlichid, suma dintre presiunea hidrostatic (p), presiunea hidrodinamic (v2/2)

i presiunea de nivel (gh) este constant.

P + v2/2 + gh = const.

n cazul unui tub orizontal, legea lui Bernoulli :

P + v2/2 = const.

vitez mare presiune hidrostatic mic fen. Venturi

Aplicaii medicale:

n cazul dilatrii unei artere (anevrism), presiunea hidrostatic mare duce la

ruperea peretelui arterial.

n cazul unei stenoze vasculare , presiunea hidrostatic se micoreaz. Se

schimb caracterul curgerii devenind turbulent ceea ce poate duce la spasme

in vasul obturat.

Dac de-a lungul unui vas se manifest o suit de ocluzii i deschideri, ca

urmare o deplasare cu caracter ondulatoriu a sngelui, poate aprea un

zgomot numit suflu.

3. Reologia

DEF.

Reologia este tiina despre curgerea corpurilor sub aciunea unei fore.

16


17/87


OBS.

Cnd un corp este supus unei fore, el tinde s se deformeze.

a. Dac deformarea este temporar, sub aciunea de scurt durat a unei fore

corpul revenind la forma iniial, se numete deformare elastic.

b. Dac deformarea este permanent, se numete deformare plastic i este

corelat cu un proces de curgere.

CONCLUZIE:

Un lichid este un sistem care curge sub aciunea unei fore

exterioare.

3.1 Curgerea fluidelor reale. Vscozitatea. Legea lui Newton

n fluidele reale, n condiii dinamice se manifest pe lngforele de presiune i fore de frecare intern sau de frecare

vscoas, care influeneaz micarea fluidelor.

Explicaie

Stratul cu vitez mai mic va frna stratul care se deplaseaz cu vitez

mai mare cu care este n contact i invers, stratul cu vitez mai mare va

accelera stratul care se deplaseaz cu viteza mai mic peste care alunec

forte de frecare.

Forele de frecare dintre straturile de lichid sunt tangente la acestea i

ndreptate n sens contrar curgerii lor.

Cu ct aceste fore sunt mai mari, cu att fluidul este mai vscos.

Fora de frecare intern care apare n planul de alunecare pe

unitatea de suprafa, este proporional cu:

17


18/87


gradientul vitezei (grad v =x

v

adic variaia vitezei cu distana i arat

ct de repede se schimb viteza la trecerea dintr-un strat ntr-altul)

aria suprafeelor straturilor aflate n contact, S

depinde de natura lichidului prin coeficientul de vscozitate

F = Sx

v

(legea lui Newton)

OBS.

Coeficientul de vscozitate dinamic este dependent de natura fluidului i de

temperatur.

3.2. Starea solid. Deformarea solidelor. Legea lui Hooke

Corpurile aflate n stare solid se clasific, din punct de vedere al

aranjrii n spaiu a particulelor componente, n corpuri:

Cristaline - particulele componente sunt aranjate ordonat i

periodic n spaiu n nodurile reelei cristaline

Amorfe - particulele nu mai sunt dispuse ordonat i de aceea se

spune c ele au o structur intermediar ntre a sistemelor lichide

i cele a sistemelor cristaline

DEF.

Schimbarea dimensiunilor sau formei corpurilor solide sub influena unor

fore aplicate asupra lor se numete deformare.

Dac se acioneaz cu o for deformatoare F asupra unei bare de

lungime l0 i sectiune S, ea se alungete, lungimea ei devenind l.

o creterea l = l l0 a lungimii barei ca rezultat al deformrii ei se

numete alungire absolut

o raportul0l

l= se numete alungire relativ

18


19/87


o raportul dintre fora F i aria seciunii S se numete tensiune sau

efort unitarS

F= .

Experiena Hooke

a artat c alungirea relativ () este direct proporional cu efortulunitar ().

0l

l~

S

F

0l

l= E

1S

F,

E (inversul constantei de proporionalitate) constant numit modulul lui

Young i depinde de natura materialului din care este confecionat corpul.

Relaia de mai sus poate fi scris sub forma:

S

F= E

0l

l,

= E

deformarea este proporional cu tensiunea deformatoare

OBS.

Dac valoarea efortului unitar depete o anumit valoare bine

determinat pentru un anumit material, deformarea lui nu mai este

proporional cu efortul unitar i legea lui Hooke i pierde valabilitatea.

3.3 Lichide newtoniene. Valabilitatea legii lui Newton

Legea lui Newton: F = S x

v

vom scrie sub o alt form

S

F=

x

v

19


20/87


gradientul de vitezx

v

deformabilitatea D

raportulS

F tensiune de forfecare T

innd cont de aceste notaii, legea lui Newton se poate scrie sub

forma:

T = D

Concluzie:

deformabilitatea este proporional cu tensiunea de forfecare aplicat

n acest caz de deformare vorbim despre lichide newtoniene.

Dac lichidul fore de forfecare cresctoare D=f(T) va fi o dreapt.O astfel de reprezentare se numete curb de curgere sau reogram.

OBS.

Conform ecuaiei T = D, aceast dreapt va trece prin origine

Panta dreptei, tg , se numete fluiditate

n cazul corpurilor newtoniene, vscozitatea este constant

Dependena ei n funcie de tensiunea de forfecare este:

4. Aplicaii: vscozitatea sngelui

Sngele lichid nenewtonian (nu se supune legii lui Newton)

La t = 37oC vscozitatea sngelui este ~ 4 ori mai mare dect ce a apei

Este un sistem dispers heterogen o suspensie de elemente figurate

(celule) n plasm

20


21/87


Procentul volumului ocupat de elemente figurate ale sngelui (n

majoritate hematii) poart numele de hematocrit (pentru omul sntos

40%)

Pentru lichidele care curg n conducte nr. lui Reynolds, Re:

Re =

rv

r = raza conductei

= densitatea fluidului

v = viteza de curgere

= coeficientul de vscozitate dinamic a lichidului

Pentru sngele din arterele mari exist o valoare critic a nr. lui Reynolds

Recr = 1000.

Mai multe regimuri de curgere a sngelui:

o Re < Recr curgerea este laminar

o Recr = 1000 < Re < 2000 curgerea este nestabil

o Re > 2000 curgerea este turbulent

OBS.

n sist. cardiovascular curgerea turbulent poate s apar n aort, imediat

deasupra valvulelor sigmoide, n perioada de expulzie a sngelui (cnd viteza

lui atinge valoarea cea mai mare) zgomote caracteristice.

Turbulena (consumatoare de energie) poate s apar i n alte vase n stri

patologice cnd vscozitatea este mai sczut (ex. anemie).

CURS 4

Fenomene moleculare

Fenomene de suprafa (superficiale) Fenomene moleculare de transport

Fenomene de suprafa n faza lichid

a. Interfaa lichid-gaz

(Tensiunea superficial)

21


22/87


O substan lichid este separat de atmosfera nconjurtoare printr-o ptur

superficial.

o ntre moleculele din interiorul lichiduluipe o distan de ordinul a trei

raze moleculare fore de atracie care se compenseaz reciproc (R=0).

o Moleculele din stratul superficial atrase spre interiorul lichidului

[forele de atracie (coeziune) exercitate de moleculele din interior sunt

mai mari dect cele exercitate de moleculele de gaz ] Rezultant 0

(FOR DE TENSIUNE SUPERFICIAL)

Ptura superficial membran elastic

existena unor fore superficiale n membrana superficial care acioneaztangenial n toate direciile.

22


23/87


Sistemele echilibru atunci cnd E pot= minim

starea de echilibru se realizeaz cnd exist cele mai puine molecule lasuprafa tendina de micorare a suprafeei libere a lichidului

In concluzie:

Fora tangent care ia natere n stratul superficial i care micoreaz

suprafaa liber a lichidului se numete for de tensiune superficial.

Grosimea stratului superficial nu depete raza de aciune molecular.

Presiunea exercitat de moleculele din stratul superficial asupra celorlaltor

molecule de lichid presiune molecular.

este foarte mare ( 104 atm)

sub aciunea aceste presiuni moleculele se apropie foarte mult unele de

altele (lichidele sunt incompresibile

sub aciunea acestei presiuni moleculele superficiale au tendina de a sedeplasa n interior micorarea supr. libere

Concluzie:

Presiunea molecular face ca stratul superficial s aib proprieti

diferite de restul lichidului.

EXP.

23


24/87


Lichid gliceric n interiorul unui cadru de srm cu latura CD mobil.(Lsat n

poz. C1D1 se deplaseaz n sensul micorrii ariei suprafeei libere a peliculei).

forele superficiale efectueaz lucru mecanic pe seama micorrii energiei

poteniale

= coeficient de tensiune superficial

LS = F xLS = S F x = S F x = l x

F = l

= F /l

Unitate de msur : [ ]SI=[F]SI/[l]SI = N/m

= F x/l x = L / S

Coeficientul de tensiune superficial ( ) este numeric egal cu lucrulmecanic efectuat de forele de tensiune superficial pentru a mri suprafaa

lichidului cu o unitate.

Moleculele din stratul superficial : E pot sup> E pot int

24


25/87


Fenomenele superficiale exprim evoluia unui sistem spre o stare de

echilibru caracterizat printr-un minim energetic.

Tensiunea superficial a lichidelor i soluiilor:

o Scade odat cu creterea temperaturii ( 0 la tcritic)

o Scade odat cu creterea concentraiei solvitului

o Depinde de natura substanei (solventului i solvitului)

Tensiunea superficial a apei mare (datorit legturilor de

hidrogen dintre moleculele de ap)

n privina influenei solvitului 3 cazuri:

Nu modific tensiunea superficial (ex. zahr dizolv. n ap)

Mrete tensiunea superficial (cazul soluiilor apoase de

electrolii)

Micoreaz tensiunea superficial (ex. soluii apoase de

soluii organice polare)

Substanele care prin adugarea lor scad considerabiltensiunea

superficial a soluiei, se numesc TENSIOACTIVE.

Cele care prin adugarea lor cresc (sau nu modific) tensiunea

superficial a soluiei se numesc TENSIOINACTIVE.

SUBSTANELE TENSIOACTIVE : acizi grai cu lanuri lungi de C, alcooli,sruri biliare,etc.

- Sunt substane organice care conin n molecula lor:

Grupri polare hidrofile (-OH, -COOH,

-CHO, -NH2)

Lanuri hidrocarbonate ( hidrofobe )

Explicaie:

25


26/87


Gruprile polare interacioneaz cu dipolii moleculelor de ap buna

solubilitate a acestor substane n ap

Ptrund ntre dipolii apei din stratul superficial unde se aglomereaz

adsorbie pozitiv

Slbesc forele intermoleculare n stratul superficial scdereacoeficientului de tensiune superficial a soluiei fa de solvent

Concluzie:

n contact cu apa, gruparea polar (hidrofil) se orienteaz n

stratul superficial spre faza apoas, iar cea nepolar (hidrofob)

spre partea opus.

Cantitatea de substan adsorbit n stratul superficial este o funcie

dependent (cresctoare ) de concentraia soluiei.

Dac: c Madsorbit Tens. Sup.

Are loc pn cnd suprafaa liber este saturat. Astfel,T ajunge la o valoare

minim.

Coeficientul de adsorbie : a = - c/TR d /dc Relaia lui Gibbs

Izoterma tensiunii superficiale

Izoterma de adsorbie

26


27/87


28/87


Liofil (hidrofil) (FA> FC), ud pereii vasului (lichidul

ader la suprafaa solidului)

Indiferent (caz ideal)

Liofob (hidrofob) (FA< FC), evit contactul cu pereii

vasului (lichidul nu ader la solid).OBS.

n imediata vecintate a pereilor vasului meniscul devine

concav(n raport cu aerul) la lichidele care ud pereiivasului

convexla lichidele care nu ud pereiivasului.

nlimea la care urc (coboar) lichidele n vasele capilare cilindrice de raz r

1mm este dat de legea lui Jurin:

h =gr

2

Aplicaii:

Exist unele substane numite ageni udani care introduse n lichide

favorizeaz udarea unor solide.

Macromoleculele mediilor biologice au o structur complex, asimetric

grupri polare (ionizante): carboxil COOH , amino NH2+ , hidroxil

OH , sunt hidrofile (atrag n jur molecule de ap).

grupri nepolare: grupri hidrocarbonice CH sunt hidrofobe (interac.

mai puternic ntre ele dect cu apa)

Efect hidrofob macromoleculele biologice n mediu apos tind s se

plieze i s se plaseze astfel nct s expun spre mediu ct mai multe

grupri hidrofile i s orienteze spre zone interioare grupri hidrofobe.

Ex. Proteinele membranare intrinseci care expun spre mediile intern i

extern apoase grupri hidrofile iar spre interiorul membranar grupri hidrofobe.

OBS.Macromoleculele se organizeaz astfel nct mpreun cu solventul s

ating o energie potenial termodinamic minim.

28


29/87


interaciunile dintre mediul apos i macromolecule au loc pn la

degajarea unei cantiti mari de energie cnd se formeaz un numr mare de

legturi.

CURS 5

FENOMENE TERMICE

Termodinamica studiaz legile generale ale fenomenelor termicefr a ine cont de micrile termice la scar microscopic.

Teoria cinetico-molecular studiaz procesele termice ct iproprietile corpurilor macroscopice, folosind o ipotez cu privire la

structura intim a corpurilor.

OBS.

Se consider c orice corp macroscopic este format dintr-un nr. foarte mare de

atomi, iar micarea acestora se supune legilor mecanicii clasice.

Pentru a simplifica studiul gazelor, s-a recurs la un model cinetic-

molecular modelul gazului ideal.

Caracteristicile unui gaz ideal:

gazul este format dintr-un numr foarte mare de molecule identice;

moleculele sunt considerate punctiforme, deoarece dimensiunile lor sunt

foarte mici n comparaie cu distanele dintre ele;

moleculele nu interacioneaz ntre ele, deoarece spaiile dintre ele sunt

foarte mari n raport cu diametrul lor;

ciocnirile dintre i molecule i pereii vasului sunt perfect elastice;

Noiuni termodinamice de baz

Sistem termodinamic o poriune din Univers n interiorul creia pot avealoc fenomene care se produc cu schimb de cldur.

1. Clasificare:

I. Dup schimburile cu mediul:

Deschis schimb de energie i substan cu mediul29


30/87


nchis schimb de energie caloric Izolat nici un fel de schimb

OBS. Sistemul adiabatic nu schimb energie caloric cu exteriorul.

Sistemele vii sunt ntotdeauna deschise.(Exist i sist. nchise legate de celedeschise, ex. forme de bacterii)

II. Structura intern:

Omogen proprieti identice n orice punct al lui sau se modificcontinuu, fr salturi

Heterogen proprietile prezint discontinuiti.Omogene monofaziceHeterogene - polifazice

Sistemele vii sunt heterogene.

III. Dup modificarea proprietilor cu direcia:

Izotrope coeficienii ce caracterizeaz mrimile fizice sunt aceeai n

orice direcie

Anizotrope valorile coeficienilor se schimb odata cu modificareadireciei

Cauzele anizotropiei : aezarea ordonat a unor molecule asimetrice, alungite

(n timpul curgerii, introducerea moleculelor polare n cmp electric, etc.)

Fazele sistemelor vii pot fi izotrope ct i anizotrope.

IV. Natura schimburilor energetice:

Simple realizeaz cu exteriorul schimb de cldur, iar lucrul mecaniceste datorat exclusiv forelor de expansiune (dilatare). Interaciunile cu

mediul sunt termo-mecanice.

Complexe schimb cu exteriorul cldur, lucru mecanic datorat

forelor de expansiune i datorat forelor nemecanice, interacionnd

complex cu mediul.

Sistemele vii sunt, fr excepie, sisteme complexe.

30


31/87


2. Starea unui sistem termodinamic totalitatea proprietilor cecaracterizeaz un sistem la un moment dat.

OBS.

Proprietile sistemului sunt particularizate prin ansamblul de mrimi fizicemsurabile care determin starea unui sistem la un moment dat.

Mrimile fizice:

I. n funcie de istoria sistemului:

De stare nu depind de istoria sistemului (au aceeai valoare,

indiferent de calea prin care sistemul o atinge)

De proces depind de calea prin care sistemul atinge valoarea (Q, L)

II. n funcie de natura lor:

Extensive depind de dimensiunea i geometria sistemului ( m, V, N,

etc.)

Intensive independente de dimensiunea i geometria sistemului (T, c,

, etc.)

Se pot defini cu exactitate pe domenii reduse infinitezimale.

Mrimi fizice de stare:

Caracterizeaz dimensiunea, geometria, compoziia i toate celelalte

proprieti ale sistemului (termice, mecanice, chimice, electrice, magnetice,

etc.)

Se mpart n: - parametri de stare

- funcii de stare

Parametri de stare sunt anumite mrimi fizice accesibile direct

msurtorilor cu care starea sistemului poate fi complet caracterizat.

(ex. Pentru gazul ideal p, V, T, )

Ecuaia termic de stare leag parametri de stare:

pV = RT (pt. gazul ideal)

o Pentru sistemele omogenestarea este cunoscut dac parametri de

stare sunt constani n timp i cunoscui.31


32/87


o Pentru sistemele heterogene, starea este cunoscut dac se cunosc

parametri de stare ai fiecrei faze.

Funciile de stare sunt mrimi inaccesibile msurtorilor directe ale cror

valori depind exclusiv de param. de stare i pentru o stare dat suntindependente de istoria sistemului.

Variaiile funciilor de stare depind doar de parametri strii iniiale i finale,

fiind independente de strile intermediare prin care trece sistemul.

Ex. U, H, S, F, G etc.

Starea de echilibru i starea staionar Starea de echilibru

Orice sistem izolat atinge dup un timp o stare de echilibru pe care

nu o mai prsete fr intervenie din exterior. Un sistem aflat n

stare de echilibru nu va ceda energie n exterior (energia este minim

la echilibru).

Sist.: izolate

Starea staionar Este o stare a crei meninere necesit n general o anumit

energie. Valorile parametrilor rmn constante n timp pe toat

perioada n care sistemul i menine starea.

Sist.: deschise

OBS.

Sistemele vii nu pot exista n stare de echilibru (o ating abia dup

moarte, deoarece echilibrul exclude orice schimb dintre sistem i mediu). Ele trec dintr-o stare staionar n alta, tinznd spre echilibru.

Parametri strii staionare se schimb odat cu modificarea structurii. Ex.

boli, traumatisme scot sistemul din stare staionar

Activitatea medical de diagnostic se realizeaz prin msurarea unor

param. de stare: p, V, T, c, ...

Fora termodinamic:

32


33/87


Caracterizeaz echilibrul i starea staionar

Este generat de existena unui gradient

La echilibru: fora termodinamic = 0

n stare staionar: fora termodinamic = const. 0

n stare staionar exist procese de transport pentru a menine

constante mrimile:

Transport activ

Transport pasiv

Proces termodinamic trecerea unui sistem termodinamic dintr-o stare nalta se numete proces termodinamic (transformare de stare).

Reprezetarea grafic a unui proces termodinamic:

Clasificarea proceselor termodinamice

I. Dup parametrul de stare care rmne constant n timp:

i. Procese termodinamice izoterme( T=const.)

ii. Procese termodinamice izocore( V=const. )

iii. Procese termodinamice izobare( P=const. )

iv. Procese termodinamice adiabatice( fr schimb de cldur cu

mediul ambiant )

33


34/87


II. Dup natura strilor intermediare dintre starea iniial (1) i cea final

(2):

i. Procese termodinamice cvasistatice

ii. Procese termodinamice necvasistatice( de neechilibru )-strile

intermediare nu sunt stri de echilibru i nu pot fi reprezentaeprintr-o curb continu.

iii. Procese termodinamice cvasistatice reversibile

( 21 12 )

III. Dup raportul dintre starea final (2) i starea iniial (1)

i. Procese nchise ( ciclice )

ii. Procese deschise ( neciclice )

Postuatele termodinamicii. Scri de temperatur

Primul postulat al termodinamicii :

Dac un sistem termodinamic izolat este scos din starea de echilibru

termodinamic, acesta revine intr-o alt stare de echilibru termodinamic din

care nu poate iei niciodat de la sine.

Al doilea postulat al termodinamicii :

Echilibrul termodinamic este tranzitiv ( A~B, B~C A C ).

Scri de temperatur

Celsius: pct. de ngheare a apei 00C ; pct. de fierbere 1000C.

Fahrenheit: 32F ; 212F.

Kelvin: 273,150C ; 373,150C.

Rolul temperaturii :

n teoria cineticomolecular :

Temperatura este o mrime ce caracterizeaz energia cinetic medie de

micare a moleculelor gazului ideal.

= 3 2 kT34


35/87


Din punct de vedere termodinamic :Temperatura caracterizeaz sensul schimbului de cldur intr-un proces.

Teoria cinetico molecular

Substana structur discontinu, granular.

particulele : micare continu i dezordonat

Substana Molecule Atomi

Unitatea atomic de mas : 1u = 1,66 10-27kg

Nr. Lui Avogadro : NA = 6,023 1026molec/kmol Volumul kilomolar : VM = 22,42 m3/kmol

Nr. mol dintr-o substan : n = m/M.

Studiul gazului ideal

Gazele sistemele fizic cele mai simple

Viteza medie i drumul liber mediu:

Ciocniri numeroase ( 109 ciocniri/secund ); vitezele moleculelor variaz

continuu n mrime i direcie.

Viteza medie:

Media aritmetic a vitezelor tuturor moleculelor:

v =

n

vi

n

i=1 n = nr. de molecule

v =M

RT3 ;

R = const. univ. a. gazelor

M = masa molar

T = temperatura

Viteza medie ptratic :

35


36/87


vmp=M

RT3

Drum liber mediu:

Spaiul l parcurs de molecul ntre 2 ciocniri consecutive :

=n

ln

i

i=1

Parametri de stare ai gazului :

Sunt mrimi macroscopice ce caracerizeaz complet starea gazului ideal :

a) Presiunea, p

b) Temperatura, Tc) Volumul unitii de mas, V/m.

a) Presiunea este un parametru de stare numeric egal cu fora care se

exercit de ctre gaz normal pe unitatea de suprafa a peretelui

recipientului n care se afl gazul.

b) Temperatura este un parametru de stare care msoar gradul de nclzire

al unui gaz.c) Volumul specific este un parametru de stare numeric egal cu raportul

dintre poriunea din spaiu pe care o are gazul la dispoziie i masa acelui

gaz.

Formula fundamental a gazului ideal:

P = 3

1n0mv2 ; n0 =

M

A

V

N

P= 03

22

2

1nvm = c

3

2n0 (1)

c = energia cinetic medie care revine unei molecule.

c ~ T

36


37/87


c = 23

kT (2)

Din (1) i (2) P = n0kT

Legile gazului ideal. Ecuaia de stare

1. Transformarea izoterm. Legea lui Boyle-Mariotte

Se consider o mas de gaz (m = constant) care este comprimat sau destins

la temperatur constant (T = constant).Dac parametri n stare iniial sunt p1, V1, T iar n stare final sunt p2, V2, T

legea acestei transformri este:

p1 V1 = p2 V2 sau

p V = constant

n coordonatele Clapeyron (p, V) acest tip de transformare se reprezint

printr-o hiperbol, numit izoterm :

2. Transformarea izobar. Legea lui Gay-Lussac

37


38/87


Variaia volumului unei mase constante de gaz (m = constant) n funcie de

temperatur, la o presiune constant (p = constant).

tV

V=

0

unde 0VV

este variaia relativ a volumului, este coeficientul de dilatare

izobar

= 1

0

1K

T

, T0= 273,15 K, iar t este variaia de temperatur.

const

T

Vsau

T

V

T

V==

0

0

Reprezentarea grafic:

3. Transformarea izocor. Legea lui Charles

Variaia presiunii unei mase constante de gaz n funcie de temperatur, atunci

cnd volumul se menine constant (V = const.).

0P

P

= t

P = P P0, adic P0este presiunea iniial, iar P este presiunea final

= 1/ToK1 este coeficientul de dilatare al gazului la volum constant, t

este variaia de temperatur (n C sau K), t = T T0.

38


39/87


o

o

T

P

=TP

sau T

P

= const.

Reprezentarea grafic:

4. Transformarea general a gazelor perfecte. Legea Clapeyron Mendeleev

Transformarea general este acea transformare n care variaz toi cei trei

parametri de stare ai unui gaz.

0

0

T

V

=,T

V

T

P

=,

0

T

P

mprind relaiile, ajungem la legea transformrii generale:

0

00

T

VP

= TVP

(legea general a gazelor)

Pentru un mol de gaz aflat n condiii normale de presiune i temperatur P0=

101325 Pa (1 atm), T0= 273,15 K i volumul molar V0 = 22,41 m3/kmol,membrul stng devine:

39


40/87


15,273

41,22101325

KkmolmmN

2

3

= 8310 J/kmolK = R (constanta universal a gazelor).

Deci, pentru 1 mol de gaz ideal ( = 1 mol):

PV = RT

> 1 mol, V=

V

, relaia de mai sus devine:

PV = R Ti se numeteecuaia de stare a gazului ideal n forma general sau ecuaia

Mendeleev Clapeyron.

Legea lui Dalton

P V = (1 + 2.....) RT

sau

P V = 1 RT + 2 RT...

sau, mprind cu V:

P = 1 RT/V + 2 RT/V...

dar

P1 = 1 RT/V, P2= 2 RT/V

i atunci,

P = P1 + P2 +......

Legea lui Dalton:

Presiunea unui amestec de gaze ideale este egal cu suma presiunilor

pariale ale gazelor componente.

40


41/87


CURS 6

Cldura, lucrul mecanic i variaia energiei interne

Mrimea care exprim cantitativ capacitatea unui sistem de a efectualucru mecanic se numete energie.

n sistemele cu care opereaz bioenergetica exist diferite tipuri de

energie:

mecanic, termic, electric, chimic etc.

OBS. Fiecare tip de energie are o expresie specific.

EX. In mecanic, energia cinetic a unui corp are expresia:

Ec =2

1mv2

Termodinamica biologic studiul transformrilor de energie n sistemele

biologice.

OBS.

ntr-un sistem termodinamic izolat, aflat n echilibru, energia acestuia

nu se modific, sistemul nerealiznd un transfer de energie spre exterior

sau din exterior spre interior, energia sistemului rmnnd constant la o

anumit valoare.

Sistemele biologice fiind sisteme deschise, schimburile permanente de

energie i substan cu exteriorul sunt indispensabile pentru

desfurarea ansamblului de procese care reprezint viaa.

I. Cldura (Q)este o form de energie datorit creia se modific energia

cinetic a moleculelor supuse micrii haotice de agitaie termic.

OBS.

ntre cldura primit sau cedat de un sistem (Q) i variaia de

temperatur (T) exist o strns legtur.

Cldura poate fi corelat cu variaia de temperatur T prin relaiile:Q = C T

Q = m c T

41


42/87


Q = C T

Dac schimbul de cldur se realizeaz la presiune constant (Qp) se

utilizeaz cp i Cp sau dac schimbul de cldur se realizeaz la volum

constant (Qv), cv i Cv.

Unitate de msur:

[Q] = 1J

1 kcal = 4185,5 J

Q > 0 n proces endoterm(primit de sistem)

Q < 0 n proces exoterm(cedat de sistem)

II. Lucrul mecanic (L)este o form de energie care ntr-o transformare

reversibil se poate converti integral n energie cinetic sau potenial la nivel

macroscopic.

Din mecanic L = dF

EXP.

o Presupunem c avem un cilindru cu piston mobil n interiorul cruia se

afl un gaz.

o nclzind gazul, el se dilat, i mrete volumul i mpinge pistonul cu o

for de presiune F (F = p S), deplasndu-l pe distana d, efectund un

lucru mecanic:

L = p S d = p V

Lucrul mecanic este o form de energie care, ntr-o transformare reversibil, se

poate converti integral n energie cinetic sau potenial la nivel macroscopic.

L > 0 dac procesul este exergonic(efectueaz L asupra mediului)

L < 0 dac procesul este endergonic( L efectuatde mediu asupra

sistemului)

III. Energia intern (U) suma tuturor energiilor cinetice (de oscilaie,

rotaie i translaie) datorate micrilor dezordonate ale particulelor

42


43/87


constituente ale unui sistem termodinamic i ale energiilor poteniale de

interaciune.

OBS.

n cazul sistemelor ideale, energia intern depinde de temperatur.

Energia intern este o mrime de stare (variaia ei depinde doar destrile iniial i final i nu depinde de strile intermediare prin care

trece sistemul, U = U2 U1)

Este o mrime aditiv (n cazul reuniunii mai multor sisteme, energia

intern a sistemului format este egal cu suma energiilor interne ale

sistemelor componente).

Primul principiu al termodinamicii i aplicabilitatea lui n lumea vie

Principiul I al termodinamicii reprezint o lege de conservare a

energiei aplicat proceselor termice.

ntr-un sistem fizic izolat, n care au loc procese mecanice i termice,

energia total a sistemului se conserv.

Pentru sistemele nchise dar neizolate (exist schimb de energie cu

exteriorul), primul principiu al termodinamicii exprim din punct devedere cantitativ dependena care exist ntre variaia energiei interne

U i celelalte dou forme de schimb de energie: lucrul mecanic L i

cantitatea de cldur Q.

Cantitatea de cldur primit de un sistem duce la variaia energiei

interne a sistemului i la efectuarea de ctre sistem a unui lucru

mecanic asupra mediului exterior.

Matematic, primul principiu al termodinamicii se exprim sub forma:

Q = L + U

n cazul sistemelor vii, care sunt sisteme deschise, transferul de

energie ntre sisteme i mediul nconjurtor se realizeaz i prin schimb

de substan, iar n acest caz, odat cu schimbul de molecule setransfer i toate formele de energie asociate cu acestea.

43


44/87


Organismele vii sunt sisteme a cror energie intern poate crete sau

poate s scad n funcie de diferite condiii, cum sunt vrsta, starea

fiziologic etc.

Aplicnd primul principiu la transformrile gazului ideal, vom obine

pentru L, Q i U relaiile cuprinse n urmtorul tabel:

Tipul de

transformare

L Q U

Izobar (p=const.) PV CpT CvTIzocor (V=const.) 0 CvT CvTIzoterm (T=const.)

RTln i

f

V

V

RTln i

f

V

V 0

Adiabat (Q=0) PV=RT 0 CvT

Bilanul energetic al organismului

Aplicnd unui organism primul principiu al termodinamicii, se obine urmtorul

bilan energetic:

Em = L + Q + Ed

Unde:

Em = energia preluat din mediu (aportul energetic)

L = lucrul mecanic efectuat de organism

Q = cldura degajat de organism

Ed = energia depozitat n rezervele organismului

Situaia se simplific dac se lucreaz n condiii de repaus a organismului:

nu efectueaz lucru mecanic (L = 0) i nu preia energie din mediu (Em =

0)

n aceste condiii:

Ed + Q = 0

Organismul degaj cldur pe seama propriilor sale rezerve energetice, care

sunt diminuate prin utilizare:

44


45/87


Q = - Ed = Eu

unde Eu este energia utilizat de organism.

OBS. Organismul poate fi comparat cu o main termic funcionnd n

condiii izobare i izoterme, iar energia necesar funcionrii lui rezult

n urma reaciilor de oxido-reducere.

Compuii acestor reacii provin din alimente

Bilanul energetic al unui organism, B(E), se poate determina dac se

cunosc aportul A(E) respectiv cheltuielile energetice C(E), relaia dintre elefiind urmtoarea:

B(E) = A(E) C(E)

Dac aportul energetic este egal cu cheltuielile, atunci bilanul este egal

cu zero, B(E)=0, adic bilanul este echilibrat. Aceasta este situaia n

cazul organismelor sntoase, crora le este specific starea staionar. Dac ns bilanul este pozitiv, ceea ce nseamn c aportul energetic

este mai mare dect cheltuielile, este sugerat instalarea obezitii sau

instalarea convalescenei dup o boal.

Dac bilanul este negativ, cheltuielile sunt mai mari dect aportul

energetic ceea ce duce la apariia unui dezechilibru, n cazul subnutriiei

sau al unor boli.

Entalpia i sensul ei fizic

45


46/87


proceselor biologice care au loc la o presiune constant (procese izobare)

entalpie(H) i reprezint suma dintre energia intern i produsul

dintre presiunea i volumul sistemului, adic:

H = U + PV

Variaia entalpiei este:

dH = dU + PdV + VdP

o procesul are loc la presiune constant VP = 0

Atunci relaia de mai sus devine:

dH = dU + L

H = U + L

innd cont de principiul I (Q = U + L) i comparnd ecuaiile obinem:

H = Qp

Variaia entalpiei sistemului se msoar prin cantitatea de cldur

rezultat din transformarea termic izobar n proces.

Variaia de entalpie, respectiv cantitatea de cldur obinut prin ardereaizobar a diferitelor substane biochimice este aproximativ aceeai

pentru aminoacizi, proteine i hidrai de carbon, dar este de circa trei ori

mai mare pentru lipide, ceea ce explic funcia de rezerve energetice pe

care o au grsimile n organism.

CURS 7

46


47/87


Aplicatiile principiului I. Legea lui Hess. Coeficienti izocalorici.

Rolul ATP-ului in organism.

OBS. Legea conservrii energiei este valabil n toate procesele, inclusiv

n cazul sistemelor vii.

Sursa principal de energie n organism o reprezint procesele de

degradare a substanelor alimentare.

Rolul principal l constituie reaciile de oxidare ale carbonului i

hidrogenului (85%), reaciile de hidroliz (14%), neutralizri,

hidratri, scindri moleculare etc (1%). Cedarea de energie de ctre organism se face sub form de lucru

mecanic, cldur, evaporarea apei.

Legea lui Hess este o consecin a primului principiu al termodinamicii i este

aplicabil proceselor chimice.

Enunul legii este urmtorul:

Dac din anumite substane iniiale se obin pe diferite ci

anumii produi finali, indiferent de cile folosite, adic de tipul

reaciilor intermediare, efectul termic total pentru aceste ci va fi

acelai.

Efectul termic (Q) suma cldurilor degajate i a ntregului lucru mecanicefectuat de sistem asupra mediului nconjurtor.

procesele care se produc la presiune constant efectul termic:

Qp = H

procesele care se produc la volum constant

efectul termic: Qv = U

Ilustrarea legii lui Hess47


48/87


considerm produii iniiali A1, A2, A3.....de la care prin reacii chimice se

ajunge la produii finali B1, B2, B3.....

acest lucru se poate realiza pe mai multe ci:

calea direct (I) cu entalpia de reacie H1

calea (II) cu etapele H2, H3, H4

calea (III) cu etape H5, H6, H7, H8

Conform legii lui Hess, vor fi ndeplinite egalitile:

H1 = H2 +H3 +H4 = H5 +H6 +H7 +H8

Coeficienii izocalorici

stabilesc n cazul unui organism viu aportul energetic chimicprin

diferiii principii alimentari (glucide, lipide, proteine). prin msurtori n afara organismului se poate calcula cantitatea de

energie obinut n urma aportului unei cantiti de alimente.

Coeficienii izocalorici (ci) cantitatea de energie (kcal) care se pune

n libertate prin arderea unui gram de principiu alimentar, n condiii

determinate.

ci = mH (kcal/g)

48


49/87


n funcie de condiiile n care se determin:

A. Coeficienii izocalorici fizici cantitatea de energie care se

elibereaz prin arderea unui gram de principiu alimentar n bomba

calorimetric, n condiii de laborator.

B. Coeficienii izocalorici fiziologici cantitatea de cldur eliberat

prin arderea unui gram de principiu alimentar pn la produii finali de

metabolism.

G, L CO2 i H2O

P CO2, H2O + alte subst. organice complexe (uree, creatina,

creatinina...)OBS.

Pot fi utilizai numai n calculele pivind cantitile princ. aliment. ce intr

n reaciile metabolice.

C. Coeficienii izocalorici practici cantitatea de cldur eliberat

prin arderea unui gram de principiu alimentar pn la produii finali de

metabolism, inndu-se cont de gradul de digestibilitate i absorbie alalimentelor.

OBS.

Au fost introdui pentru calculul cantitilor de energie efectiv primite

organism de la alimentele ingerate.

grad de digestibilitate i absorbie = coeficient de utilizare digestiv (ud):

ud =ing

abs

m

m

cipract = ud cifiziol

ud depinde de: factori individuali, natura alimentelor, gradul de preparare.

Principiul al doilea al termodinamicii. Entropia

49


50/87


lege general a naturii

s-a stabilit n urma unor experiene: randamentul mainilor termice

care transform cldura n lucru mecanic.

Carnot n cazul unei maini termice care produce lucru mecanic,

datorit transformrilor ciclice de stare ale unui fluid ce trece de la o

temperatur mai ridicat (T1) la una mai sczut (T2), randamentul depinde

doar de cele dou temperaturi i nu depinde de natura fluidului, dup relaia:

= 1 1

2

T

T

< 1 nu se poate ca ntreaga cantitate de cldur preluat de la sursa

cald s fie transformat integral n lucru mecanic, ci o parte din ea va trece la

corpurile nconjurtoare.

Carnot printr-o transformare ciclic lucrul mecanic poate fi transformat

integral n cldur, invers nu este posibil (sens unic de desfurare al

proceselor din natur).

toate procesele spontane dintr-un sistem se desfoar n sensul scderiilucrului pe care l-ar putea efectua sistemul.

dac un sistem efectueaz lucru mecanic pe seama scderii energiei

interne, lucrul mecanic efectuat este mai mic dect energia intern, deoarece o

parte din ea trece n cldur.

aceast energie este egal cu produsul dintre temperatura sistemului i

S, unde S reprezint o nou mrime fizic, ce este totodat o funcie de stare,

i se numete entropie: Q = T Sn orice proces spontan entropia crete.

Deci, sunt posibile numai acele procese termodinamice pentru care S

0 (inegalitatea lui Clausius).

Primul principiu devine

T S = U + LOBS.

50


51/87


Din energia intern a unui sistem aflat la temperatura T poate fitransformat n lucru mecanic doar o parte i aceea se numete energieliber (F):

F = U T S

n sistem izolat:Proc. Izoterm: F = U T S, U = const. U = 0, dar S > 0 i rezult c

F = -T S < 0.

Concluzie:

Potrivit principiului al II-lea al termodinamicii, prin orice proces care are loc ntr-

un sistem izolat, energia liber scade i entropia sistemului crete.

Fenomene de transport

CURS 8

Fenomene moleculare de transport

La toate nivelele de organizare a materiei se ntlnesc, sub diverse

forme, fenomene detransport de substani transfer de energie, caresunt indispensabile funcionrii organismelor vii.

Fenomenele moleculare de transport se manifest n sisteme

neomogene (asimetrice) i se desfoar n sensul diminurii i eliminrii

neomogenitilor sistemului respectiv.

n consecin va aprea un transport de substan i energie care

va avea ca scop diminuarea pn la dispariie a neomogenitilor sistemului.

Atingerea strii de echilibru se realizeaz n mod spontan, frconsum de energie din exterior, numai prin agitaie termic molecular.

Importan:

Fenomenele de transport au o importan deosebit n

biologie n special n cadrul fenomenelor de transport prin membrane biologice.

Difuzia. Legile lui Fick

Def.

51


52/87


Difuzia reprezint fenomenul de ptrundere a moleculelor unui corp printre

moleculele altui corp aflat n aceeai stare de agregare.

Obs.

La lichide fenomenul se produce cu o intensitate mai mic dect la gaze,datorit forelor intermoleculare mai mari i a agitaiei termice mai mici dect

n cazul gazelor.

o Dou soluii de concentraii diferite (C1>C2), separate printr-un

perete despritor flux de substan de la concentraie mare la

concentraie mic i va nceta n momentul n care ele devin

egale.

DEF.

Fluxul de substan reprezint cantitatea de substan care traverseaz

unitatea de suprafa n unitatea de timp:

tS

mJ

=

(1)

DEF.

Fluxul de substan transportat este proporional cu diferena deconcentraie de-a lungul direciei dup care are loc.

52


53/87


x

CDJ

= (2)

D coeficient de difuzie i depinde de:

natura substanei, a mediului

frecarea intern

temperatur.

Din formulele (1) i (2) rezult c:

x

CSD

t

m

x

C

DtS

m

=

=

Cantitatea de substan transportat n unitatea de timp

este proporional cu seciunea transversal prin care are loc difuzia,

cu gradientul de concentraie, depinde de natura substanei caredifuzeaz i de natura mediului n care are loc difuzia.

Trnsportul de substan modificarea concentraiei n timp n fiecare

punct al spaiului uniformizarea soluiei.

Legea a II a Fick: )(dx

dc

dx

dD

dt

dc=

Transportul cldurii prin conducie, convecie i radiaie

a) Transportul cldurii prin conducie

53


54/87


Fenomenul de transport al cldurii se numete conductibilitate

termic i a fost studiat de ctre Fourier.

o Sistem neuniform nclzit, adic exist o diferen de temperatur

ntre diferite puncte ale sale.o n consecin flux de cldur (JQ) echilibru termic (se egaleaz

temperaturile).

Mecanismul de transmitere energia cinetic a moleculelor fiind mai

mare la captul mai cald duce la o ciocnire mare a moleculelor i energia

caloric se transmite din aproape n aproape la captul opus.

DEF.

Fluxul de cldur (JQ) reprezint cantitatea de cldur Q ce trece prin

unitatea de arie S n unitatea de timp.

tS

QJQ

=

(3)DEF.

Fluxul de cldur depinde de gradientul de temperatur

x

T

i denatura substanei ( )

x

TJQ

=

(4)

54


55/87


coeficient de conductibilitate termic.

Din formulele (3) i (4) rezult:

X

TS

t

Q

=

Cantitatea de cldur transportat n unitatea de timp este

proporional cu seciunea transversal prin care are loc

conductibilitatea, cu gradientul de temperatur i depinde de natura

substanei.

Conductibilitatea termic a cristalelor depinde de direcie deoarecesunt sisteme anizotrope.

Conductibilitatea termic a lichidelor este mai mic dect a solidelor,

iar a gazelor este mai mic dect cea a lichidelor.

Conductibilitatea termic i cea electric cresc atunci cnd temperatura

scade.

b)Transportul cldurii prin convecie (cureni)

Are loc numai n cazul lichidelor i al gazelor care vin n contact cu

un material solid compact aflat la alt temperatur.

Dac solidul cu care vine n contact masa de fluid (ex. aer) este la o

temperatur mai sczut dect a acestuia, atunci fluidul cald cedeaz peretelui

o parte din energie i se va rci.

Devenind prin rcire mai dens, aerul va cdea, urmnd s fienlocuit de o cantitate de aer mai cald din incint.

n acest fel se realizeaz o deplasare continu de aer n jurul

peretelui i totodat se realizeaz un transfer de cldur de la aerul cald la

peretele rece

Prin nclzire, la locul de contact cu o surs cald, fluidul i modific

densitatea i ca urmare se formeaz cureni ascendeni.

b) Transportul cldurii prin radiaie

55


56/87


Spre deosebire de conducie i convecie, la transportul cldurii

prin radiaie nu este necesar un mediu material pentru a transporta energia.

Energia caloric se transmite prin unde electromagneticecu

lungime de und mai mare dect a luminii de culoare roie din spectrul vizibil

( > rou), care sunt purttoare cu cldur. Ele se numesc radiaii infraroii.

Corpurile care permit trecerea radiaiilor infraroii se numesc

diatermane iar cele care nu permit trecerea lor se numesc atermane.

Cnd un corp metalic atinge o temperatur de 5000C el se

nroete i devine luminos. Odat cu creterea n continuare a temperaturii

culoarea lui variaz spre alb.

Cldura pe care o primete corpul prin nclzire se transform n

energie radiant.

Energia radiant emis n unitatea de timp se numete

putere emitoare a corpului.

Un corp care absoarbe toate radiaiile care cad asupra lui se

numete corp negru. Atunci cnd un corp negru este nclzit, el emite toate

radiaiile posibile. Corpul negru este definit ca emitor i totodat absorbant

perfect de radiaie.

Transportul cldurii n organism

Organismul uman produce cldur care se transmite din centrul

corpului spre suprafa, iar de aici spre mediul exterior.

Cantitatea de cldur i temperatura din interiorul organismului

difer de la un organ la altul. Cldura este transportat din locurile cu

temperatura mai ridicat spre cele cu temperatura mai sczut prin conducie

i convecie.

Conductibilitatea termic a esuturilor este redus, mai ales a

celor groase, astfel nct rolul principal n transportul cldurii l constituie

sngele.

Transmiterea cldurii prin intermediul sngelui este favorizat i

de cldura lui specific mare, fiind aproximativ egal cu cea a apei

(1 cal/ggrad sau 4185 J/kggrad).

56


57/87


Transportul cldurii din interiorul organismului cu temperatura Ti spre

suprafaa lui cu temperatura TS este dat de relaia:

Q1 = C1(Ti TS)

C1 este capacitatea caloric a organismului n transferul cldurii dininterior spre suprafa.

Transportul cldurii de la suprafaa corpului cu temperatura TS n

mediul exterior cu temperatura Te este dat de o relaie similar:

Q2 = C2(TS Te),

C2 este capacitatea caloric a organismului n transportul cldurii de la

suprafaa lui n mediul ambiant.

n regim staionar:Q1 = Q2, adic:

C1(Ti-TS) = C2(TS-Te)

Din care rezult2

1

2

1 ,C

C

TT

TT

C

C

Si

eS

=

se numete indice termic alcirculaiei.

Transmisia cldurii spre exterior se realizeaz prin conducie,

convecie, radiere i evaporarea apei prin transpiraie.

Transmiterea cldurii prin conducie, convecie i radiere reprezint

aproximativ 70 80 % din totalul cldurii transmise mediului exterior, iar prin

evaporare se cedeaz 20 30 % din aceasta. n condiii de efort fizic pierderea de cldur prin evaporare este de

6070 % din totalul cldurii. n cazul muncilor fizice grele corpul poate pierde

4 12 l ap prin evaporare, ceea ce reprezint o cedare considerabil de

cldur.

Din cauza aderrii unui strat de aer de circa 4 8 mm la suprafaa

pielii, numit strat marginal, corpul se va opune cedrii cldurii prin curenii de

convecie i conducie. Grosimea acestui strat scade atunci cnd corpul este nmicare.

57


58/87


CURS 9

TRANSFORMRI DE FAZ

I. Transformarea reciproc ntre starea solid i cea lichid.

Corpuri solide:A. cristalineB. amorfe

A. Corpuri cristaline:

- simetrie de aranjare a atomilor, ionilor

- dispunere: regulat, continu i periodic a particulelor n cristale (dat.

forelor de inter. foarte puternice)- particulele se aranjeaz a.. Epot = min (cristalul este stabil)

- proprieti: - anizotropie

- punct de topire bine determinat pentru ac. presiune

B. Corpuri amorfe:

- nu au o simetrie de aranjare a particulelor

- dispunere: haotic a particulelor componente n tot volumul corpului.

- ordine local.

- dispunerea este asemntoare cu cea a particulelor n lichide, dar n

corpurile amorfe au o mobilitate mult mai mic (sticla).

I. Corp cristalin solid

58


59/87


lichidastarecristalinsolidcorpt

.detbineT

Def.

Procesul de trecere a unei substane din faza solid n faza lichid la T t n

absorbie de cldur TOPIRE.

Procesul invers: stare lichid stare solid SOLIDIFICARE

(CRISTALIZARE)

Explicarea topirii:

Fatr.slabe corpul solid i reorganizeaz local reeaua cristalin.

La topire: V - corp cristalin crete

- corp cristalin scade

EXCEPIE: - gheaa, fonta, aliaje

V scade, crete

Legile topirii (solidificrii):

1. Topirea i solidificarea fenomene inverse (au loc la aceeai

temperatur).

2. Tt = constant (cnd = constant)

3. La Tt, starea solid i cea lichid sunt n echilibru: pres. vaporilor

celor 2 faze este aceeai.

Cldura latent de topire:

m

Qt =

B. Corpuri amorfe:

- tranziia n starea lichid se realizeaz

59


60/87


- la nclzire treptat se nmoaie i n final devin lichide.

- n timpul topirii corpurile amorfe Tt crete astfel nct Tt constant

- la solidificare, temperatura scade constant interval de temperatur de

nmuiere (solidificare)

Eutectice

Tt a unei substane depinde de puritatea ei.

Definiie:

Compoziia aliajului sau amestecului care corespunde punctului de Tt minim

se numete eutectic.

n tehnic amestecurile eutectice foarte importante n special n cazul

amestecurilor sub form de pulbere a cror temperatur corespunztoare

eutecticului se gsete la temperatura camerei.

II. Transformarea din starea lichid n starea gazoas i reciproc.

Trecerea unei substane din stare lichid n stare de vapori cu abs. de

cldur VAPORIZARE.

Procesul invers: CONDENSARE.

60


61/87


Dac: Viteza moleculelor de lichid > viteza medie Ec suficient de mare

nvingerea Fatr. Din interiorul lichidului moleculele prsesc suprafaa liber a

lichidului VAPORIZARE.

Vaporizarea la suprafaa lichidului EVAPORARE.

Vapori saturanivaporii aflai n echilibrul dinamic cu lichidul din care

provin (ps). Vaporii saturani sunt n contact cu lichidul i au o presiune

maxim.

Vapori nesaturanisunt acei vapori care nu sunt n contact cu lichidul

propriu i au o presiune mai mic dect cea a vaporilor saturani.

Pentru ca vaporizarea s aib loc la o temperatur constant, este necesar

furnizarea unei energii calorice lichidului.

Cldura latent de vaporizare: V =m

Q

FIERBEREAprocesul de vaporizare care are loc n toat masa lichidului.Temperatura la care fierbe lichidul este constant i se numete temperatur

de fierbere.

OBS:

Dac presiunea deasupra lichidului este normal, adic de 1 atm, temperatura

la care fierbe lichidul se numete temperatur normal de fierbere. Odat

cu creterea presiunii exterioare temperatura de fierbere va crete deasemenea i invers.

APLICAIE:

autoclve temperatura de fierbere a apei atinge 131C i permite

sterilizarea mai bun, distrugnd i bacteriile rezistente la temperatura

normal de fierbere a apei.

Spre deosebire de vaporizarea n vid, n atmosfer gazoas evaporarea se face

mai lent. Dac se face ntr-un volum limitat, ea se produce la fel ca i n cazul61


62/87


n care s-ar face n vid, pn cnd presiunea vaporilor din incint devine egal

cu presiunea vaporilor saturani.

III. Lichefierea gazelor:

- Scderea temperaturii + creterea presiunii deasupra unui lichidfavorizeaz transformarea din gaz n lichid.

- n unele cazuri este suficient o simpl rcire (SO3, la t = -8oC, p = 1 atm)

sau o simpl comprimare la temperatur const. ( SO2, t = 10oC, p = 3,24

atm)

Andrews (1813 1885) a comprimat izot.

CO2 izot. de variaie a p n f. de V:

450C (p.V. = const.) legea B-M

350C uoar inflexiune

31,10C CO2lichid (n pct. C)

izoterma critic

1. deasupra ei poate fi numai gaz

2. sub ea gazul poate fi lichefiat prin mrirea presiunii.

Gazele - departe de izot. crit. gaze ideale

- aproape de izot. crit. gaze reale

62


63/87


Gaze reale:

La o anumit presiune, Vg.real< Vg.ideal

Studiul interaciunilor dintre molecule (V.d.W.)

1. din cauza forei de interaciune p +

pV = RT (p+ )V = RT

2. volumul molecular nu mai poate fi neglijat V - b

(p+ )(V - b) = RT

= a/V

2

( ) RTbVV

ap

2=

+

ec. V.d.W. pentru gaze reale

Forele V.d.W. sunt mult mai slabe dect energia de legtur chimic.

faza solid faza gazoas SUBLIMARE

faza solid faza gazoas DESUBLIMARE

63


64/87


(p,T): un punct n care se afl n echilibru cele 3 faze: S, L, G, ale unei

substane STAREA TRIPL A SUBSTANELOR

H2O: Tt = 273,15 K

KELVINUL: 1/273,15 din temperatura corespunztoare strii triple a apei.

Caracteristic pentru aceast diagram este faptul c cele 3 curbe de

echilibru delimiteaz cele 3 faze posibile ale sistemului solid-lichid-vapori.

Echilibrele dintre cele 3 faze sunt redate prin curbele OA, OB i OC.

Pentru fiecare presiune dat, sistemul este n echilibru (deci nu mai

variaz) numai la o anumit temperatur.

De ex. pentru presiunea de 760 torr, temperatura de echilibru este 00C, iar

temperatura de echilibru ap-vapori este de 1000C.

Din diagram se observ c, la diferite presiuni i temperaturi, pot exista cte

dou faze n echilibru: solid-lichid, lichid-vapori sau solid-vapori. Exist un

singur punct, punctul triplu, la care pot coexista cele 3 faze ghea, ap i

vapori. La ap, punctul triplu este de 0,010C i 4,6 torr.

CURS 10-11

Proprieti coligative ale soluiilor

64


65/87


1. Reducerea presiunii vaporilor

2. Creterea temperaturii de fierbere (ebuliosopie)

3. Reducerea temperaturii de congelare (crioscopie)

4. Osmoza

OBS.

Presiunea de vapori, punctul de fierbere i de congelare (topire) ale

unei soluii nu sunt aceleai cu cele ale solventului pur.

Variaiile punctelor de fierbere i de congelare, pentru soluiile diluate

sunt proporionale cu concentraiile molare ale substanei dizolvate.

1. Reducerea presiunii de vapori.

Odat cu formarea unei soluii se modific att proprietilesubstanei dizolvate ct i proprietile dizolvantului.

Diagrama de faze a apei comparativ cu cea a unei soluii

apoase:

O: punctul triplu al apei

OS: punctul triplu al soluiei

Presiunea de vapori a soluiilor, Pi, este mai mic cu P dect presiunea de

vapori a solventului pur, P0, iar scderea de presiune este proporional cu fracia

molar a substanei dizolvate, Xi.

Acest enun este cunoscut ca Legea lui Raoult:

65


66/87


P = (PoPi) = XiPo,

Xi = 2/ (1+2) ~ 2/ 1

2 nr. moli subst. dizolv.

1nr. moli solvent

(PoP)/Po = (m2/M2)/(m1/M1) = (2/1000)M1~ Cmolar

Scderea relativ a pesiunii de vapori este proporional cu concentraia molar

a soluiei.

2. Creterea temperaturii de fierbere (ebulioscopie):

Ca urmare a micorrii presiunii de vapori, o soluie fierbe la o

temperatur Tfierb.sol superioar temperaturii Tfierb.solv. a solventului pur.

Creterea punctului de fierbere al soluiei depinde numai de

concentraia soluiei i nu de natura substanei dizolvate:

Tebulioscopic= Tfierb.sol Tfierb.solvent

Creterea temperaturii de fierbere a unei soluii n comparaie cu temperatura

de fierbere a solventului pur se numete efect ebulioscopic.

Raoult:Pentru acelai solvent, creterea temperaturii de fierbere a

soluiei fa de cea a solventului pur este proporional cu

concentraia soluiei.

Tebulioscopic = KECmolar

KE constanta ebuloscopic (ridicarea punctului de fierbere atunci cnd nsol. se afl un mol de substan dizolvat n 1000 g solvent).

3. Reducerea temperaturii de congelare (crioscopie)

Efectul crioscopic const n scderea punctului de congelare (ngheare) uneisoluii n comparaie cu punctul de congelare al solventului pur:

66


67/87


Tcrioscopic= Tcong. solvent Tcong. sol.

Raoult: Pentru orice solvent pur, scderea temperaturii de congelare a

soluiei fa de cea a solventului pur este proporional cu

concentraia molar a soluiei.

Tcrioscopic = KCCmolar

KC constanta crioscopic ( coborrea punctului de congelare cnd n soluiese gsete un mol de substan dizolvat n 1000 g solvent).

OBS.

n cazul neelectroliilor, Tcrioscopic i KC nu depind de natura

substanei, ci doar de numrul de molecule-gram dizolvate.

n cazul electroliilor, datorit disociaiei vor exista mai multe

particule n unitatea de volum. Rezult un factor de corecie, i:

Tcrioscopic = iKCCmolar

i = 1+ (1) , unde = nr. de ioni i = grd. de disociere

4. Osmoza

DEF.

Dac dou soluii de concentraii diferite snt desprite printr-o

membran semipermeabil are loc un fenomen de difuzie selectiv a

moleculelor solventului, fenomen numit osmoz.

4.1. Presiunea osmotic Legea vant Hoff

Pentru a pune n eviden fenomenul de difuzie a substanelor prin

anumite membrane, Pfeffer a realizat urmtoarea experien:

67


68/87


Osmometrul Pfeffer

captul inferior al unui tub din sticl membran semipermeabil

tubul a fost umplut pn la un anumit nivel cu o soluie de zahr i apoi cu

partea acoperit de membran s-a introdus ntr-un vas cu ap pn la nivelul

la care se afla soluia de zahr

ridicarea nivelului soluiei n tubul respectiv ptrunderea apei n tub prinmembrana semipermeabil.

apa ptrunde prin membran n tub pn cnd va fi oprit din

cauza atingerii unei stri de echilibru, cnd presiunea osmotic devine egal cu

diferena de presiune hidrostatic.

DEF.

Diferena de presiune aprut pe cele dou pri ale membranei se

numete presiune osmotic.

CONCLUZIE:Prin osmoz se nelege, deci, fenomenul de trecere preferenial i cu

vitez mare a solventului pur sau a unei soluii mai diluate spre o soluie mai

concentrat.

Exercitarea presiunii osmotice:

68


69/87


OBS.

transferul nu are loc dinspre soluia concentrat spre cea diluat

pentru egalizarea concentraiilor, ci invers.

solventul poate trece prin membran, dar nu i solvatul i n acest

caz procesul care are loc se va desfura sub aciunea presiunii osmotice.

Vant Hoff analogie ntre presiunea exercitat de o soluie diluat ineelectrolitic i presiunea exercitat de un gaz, aplicnd n cazul soluiei legea

generat a gazelor perfecte, adic:

TRV =

TRV

=

unde cV =

reprezint concentraia

molar.

Cu aceste nlocuiri obinem pentru presiunea osmotic:

= cRT

legea vant Hoff(laureat al premiului Nobel pentru chimie n anul 1904).

reprezint presiunea osmotic, c concentraia molar, R constanta

universal a gazelor, iar T reprezint temperatura.

69


70/87


dou soluii care au aceeai concentraie molar i au aceeai

temperatur au presiunile osmotice egale, indiferent de natura lor.

DEF.Dou soluii cu presiunile osmotice egale se numesc izotonice.

Trecerea apei din exterior spre interior se numete endosmoz, iar invers,

spre exterior se numete exosmoz.

Dac dou soluii au presiuni osmotice diferite, cea cu presiunea

osmotic mai mare se numete hipertonic, iar ce cu presiunea osmoticmai mic se numete hipotonic.

4.2. Importana biologic a osmozei

Osmoza intervine n multe procese fiziologice care au loc n interiorul

plantelor i animalelor, jucnd un rol important n schimbrile dintre organisme

i mediul lor de via, ntre celulele i mediul extracelular.

OBS.

O celul introdus ntr-o soluie izotonic nu va suferi nici o modificare a

volumului, deoarece nu se produce nici un schimb de substan ntre soluie i

citoplasm.

Turgescena reprezint fenomenul de mrire a volumului unei

celule prin ptrunderea apei n interiorul ei (endosmoz). Atunci cnd celulele se gsesc ntr-o soluie hipotonic, apa intr n

celul cutnd s dilueze coninutul ei.

Fenomenul invers, de micorare a volumului unei celule prin ieirea

apei, atunci cnd se gsete ntr-o soluie hiperton se numete

plasmoliz.

Hemoliza: Dac celula este o hematie i se introduce ntr-o soluie hipotonic, ea se

va umfla datorit ptrunderii apei, ns doar pn la o anumit limit,

70


71/87

www.cartiaz.ro Carti si

Www.cartiaz.ro – Carti Si Articole Online Gratuite

Documents

Transcript of Www.cartiaz.ro – Carti Si Articole Online Gratuite