Bài soạn bai giảng tổng hợp

Trình bày được những nguyên lý cơ bản, quy luật vật lý thường diễn ra hoặc có ứng dụng trên cơ thể sống, các dạng chuyển động cơ bản của vật chất trong môi trường sinh học;.. Nhiệt dung

Môn học Vật lý- Lý sinh

Mục tiêu môn học

Trình bày được những nguyên lý cơ bản, quy luật vật lý thường diễn ra hoặc có ứng dụng trên cơ thể sống, các dạng chuyển động cơ bản của vật chất trong môi trường sinh học;

Trình bày được những phương pháp vật lý cơ bản

được sử dụng phổ biến trong lĩnh vực y học;

Thành thạo kỹ năng thực hành , phương pháp xử lý

số liệu

Ch ng1: ươ

Ch ng1: ươ S BI N Đ I S BI N Đ I Ự Ự Ế Ế Ổ Ổ

NĂNG L ƯỢ NG TRÊN

C TH S NG Ơ Ể Ố

1.1 NHIỆT ĐỘ- NHIỆT

LƯỢNG-SỰ NỞ VÌ NHIỆT

M C TIÊU Ụ

- Trình bày được khái niệm về nhiệt độ, nhiệt lượng, sự nở vì nhiệt và các

phương pháp điều trị bằng nhiệt;

- Trình bày được nguyên tắc cấu tạo các dụng cụ đo nhiệt độ và cách sử dụng

NỘI DUNG

trưng cho trạng thái nóng, lạnh của đối tượng một cách khách quan

Dựa vào sự nở vì nhiệt,

 Dựa vào hiện tượng nhiệt điện

 Dựa vào quang phổ

Dụng cụ đo:

- Nhiệt kế thuỷ ngân

- Nhiệt kế nhiệt điện

- Nhiệt kế điện trở

- Nhiệt kế điện tử

- Nhiệt kế hồng ngoại

Các loại nhiệt giai

- Nhiệt giai Celsius

- Nhiệt giai Réomer

- Nhiệt giai Rahreiheit

 S n vì nhi t S n vì nhi t ự ở ự ở ệ ệ

 Các chất khác nhau sự nở vì nhiệt khác nhau

Sự nở vì nhiệt của các chất phụ thuộc vào:

- bản chất các chất

- nhiệt độ

Hệ số nở khối của chất lỏng nhỏ

Ứng dụng trong y học:

Điều trị bằng phương pháp nhiệt:

- Phương pháp nhiệt nóng

- Phương pháp nhiệt lạnh

( cơ chế tác dựng, vật liệu dùng, phòng ngừa)

Khi thay đổi trạng thái phải thay đổi từ từ

Có biện pháp bệ vệ cơ thể đối với tác hại của môi trường

 Nhi t l ng Nhi t l ng ệ ượ ệ ượ

Nhiệt dung riêng

Nhiệt dung riêng (hay tỉ nhiệt) của một chất là đại lượng vật lý đặc trưng cho khả năng trao

đổi nhiệt của chất đó…

Nhiệt nóng chảy

Nhiệt lượng cần thiết để cung cấp cho một đơn

vị khối lượng một chất từ điểm nóng chảy và áp suất nhất định để nóng chảy hoàn toàn gọi là

nhiệt nóng chảy

 CÂU H I L CÂU H I L Ỏ Ỏ ƯỢ ƯỢ NG GIÁ NG GIÁ

- Trình bày nguyên tắc cấu tạo và cách

sử dụng nhiệt kế thuỷ ngân

- Sự nở vì nhiệt phụ thuộc yếu tố nào? Nêu ứng dụng trong y học?

- Sự truyền nhiệt phụ thuộc yếu tố nào?

C Không đổi D Thay đổi

- khi nhiệt độ của vật tăng thể tích của vật:

A Giảm B Tăng

C Giữ nguyên D Thayđổi

- Cột thuỷ ngân trong nhiệt kế tụt xuống khi:

A Nhiệt độ tăng B Nhiệt độ giảm

- Trình bày được khái niệm nội năng,

nguyên lý thứ nhất và nguyên lý thứ hai nhiệt động lực học;

- Trình bày được một số quá trình biến đổi năng lượng trên cơ thể con người

Nội năng của hệ gồm:

- Năng lượng dưới dạng động năng;

- Năng lượng dưới dạng thế năng tương tác giữa các phần tử.

Nhiệt lượng truyền cho hệ dùng làm tăng nội năng của hệ và biến đổi ra công thực hiện bởi lực của hệ đặt lên môi trường bên ngoài.

 Nguyên lý 2 nhiệt động lực học

 Khái niệm entropi

Định nghĩa :

Đại lượng S = kLnW gọi là entrôpi của hệ trong đó k là

hệ số Boltzman, W là xác suất nhiệt động lực học,

trong trường hợp này trạng thái có entrôpi S lớn là

trạng thái rễ xảy ra.

 Ý nghĩa:

- chỉ phụ thuộc vào trạng thái đầu và trạng thái cuối;

- Đại lượng có thể cộng được ;

- Được xác định khác nhau một hằng số;

- Hệ nhận nhiệt dQ > 0 thì dS > 0 entropi tăng;

- Hệ toả nhiệt dQ < 0 thì dS < 0 entropi giảm;

 Nguyên lý thứ hai nhiệt động lực học:

- Trong một hệ cô lập, chỉ những quá trình nào kéo theo việc entropi có thể diễn biến, giới hạn tự diễn biến

của chúng là trạng thái có giá trị cực đại S = Smax

- Trong cơ thể sống những quá trình biến đổi xảy ra

không thuận nghịch, gắn liền với việc tăng entropi.

dS = dSe + dSi

- Khi dSe >0 thì dS >0

- Khi dSe < 0 có ba trường hợp xảy ra:

+ dSe < dSi- thì dS > 0 : entropi tăng + dSe > dSi- thì dS < 0 entropi giảm + dSe = dSi- thì dS = 0 :

- Khi dSe = 0, dS = dSi entropi của hệ tăng.

- Tốc độ biến thiên của entropi ở hệ thống sống được điễn tả bởi phương trình sau:

dS/dt = dSe/dt + dSi/dt

 Một số quá trình biến đổi năng lượng trên

cơ thể sống

 Sự biến đổi năng lượng trong quá trình co cơ

- Hầu hết công sinh ra là do sự co cơ.

- Cơ sử dụng năng lượng tạo ra:

+ công cơ học

+ một phần lớn dùng để duy trì sự căng của cơ

+ một phần chuyển thành nhiệt năng

- Năng lượng được dùng khi co cơ lấy trực tiếp từ ATP( Acid Adenosintriphosphoric)

- Gần 50% năng lượng xuất hiện trong quá trình oxy hoá thức ăn được dự trữ trong các liên kết giàu năng

 Năng lượng hoạt động cơ tim

- Tim là một quả cơ cấu tạo bởi các sợi cơ vân rất đàn hồi

- Tim hoạt động co bóp để tạo ra áp lực đẩy máu vào

các mạch

- Công suất của tim khoảng 1,3W đến 1,4 W.

- ở tim luôn làm việc để giữ một mức độ căng nhất định

gọi là trương lực T

- Khi cơ tim bị bệnh thì bán kính buồng tim tăng, với giá

trị năng lượng nhất định khi T tăng thì P giảm xuống Trạng thái đó nếu đến một giá trị nhất định gọi là suy tim

-CÂU H I L Ỏ ƯỢ NG GIÁ

 Chọn ý đúng nhất các câu sau:

- Nội năng của hệ gồm:

C Động năng và thế năng tương tác các phân

- Khi cung cấp nhiệt lượng muốn sinh công

thì:

A Nội năng tăng B Thế năng tăng

C Động năng giảm D Nội năng giảm

- Đặc điểm của entrôpi là:

A Hàm trạng thái

B Hàm trạng thái phụ thuộc trạng thái đầu và trạng thái cuối

C Trạng thái của hệ D Nội năng

- Năng lượng trong cơ thể dùng cho sự co cơ được lấy từ:

- Công suất thực hiện của tim khoảng:

A 0,13 W đến 0,14 W B 1,3 đến 1,4 W

 Trình bày nguyên lý một và nguyên lý hai

nhiệt động lực học

 Entrôpi là gì? Ý nghĩa của Entrôpi?

 Trình bày các quá trình biến đổi năng lượng trong cơ thể sống?

 Vai trò của phân tử và ion trong cơ thể sống:

- Là yếu tố cấu trúc của cơ thể;

- Chẩn đoỏn bệnh qua xột nghiệm

- Cung cấp lượng phân tử và ion cần thiết cho cơ thể

- Dụng cụ để nghiờn cứu phải hiện đại

 Dung dÞch trong c¬ thÓ sèng Dung dÞch trong c¬ thÓ sèng

 Ý nghĩa:

- sự thiếu hụt và dưa thừa dung dịch trong cơ

thể dẫn đến rối loạn sinh lý, có thể gây bệnh hoặc tử vong;

- Xét nghiệm đánh giá lượng dung dịch để chẩn

đoán bệnh

- Có thể đưa dung dịch vào trong cơ thể

- phòng ngừa nguy cơ tắc nghẽn ở màng tế bào

- Cơ thể rất dễ bị nhiễm độc hoá chất

- Ảnh hưởng tới tuần hoàn

 Vận chuyển của chất lỏng lý tưởng và chất lỏng thực

- Sự vận chuyển chất lỏng lý tưởng vận tốc phụ thuộc vào:

+ Áp suất + Độ cao + Khối lượng riờng

- Vận chuyển của chất lỏng thực

vận tốc phụ thuộc vào:

+ độ chờnh lệch ỏp suất + Bỏn kớnh ống

+ Độ nhớt + Chiều dài

 Chọn ý đúng nhất các câu sau

- Dung dịch điện ly có khả năng phân ly:

A Tạo thành ion dương và ion âm

B Tạo thành ion dương ion âm và điện tử

Đặc điểm của keo sơ dịch:

A Không tự tạo ra lớp vỏ solvát

B Khi đông vón tạo ra kết tủa

C Tạo ra lớp vỏ solvát

D Cả A và B

- Dung dịch trong cơ thể sống có vai trò :

A Vận chuyển chất từ nơi này đến nơi khác của cơ thể

B Bao bọc và bảo vệ các tổ chức của cơ thể

C Dẫn truyền các xung điện sinh vật

D Tất cả đều đúng

-Trình bày tính chất, vai trò ý nghĩa của phân tử

 Các định luật thực nghiệm về chất khí

- Định luật Bôilơ -Ma ri ốt : t=h/s th ỡ PV= h/s

- Định luật Gayluýtxắc: P= h/s thể tớch tăng tỷ lệ

b ậc nhất vớ nhiệt độ

- Định luậi Sáclơ: V= h/s, ỏp suất tăng tỷ lệ bậc nhất

vớ nhiệt độ

 Một số hiện tượng vật lý

 Hiện tượng khuếch tỏn

- Định ngĩa: Hiện tượng khuếch tỏn là sự di chuyển vật chất cú bản chất là sự chuyển động nhiệt hỗn loạn của cỏc phõn tử dẫn tới trạng thỏi san bằng nồng độ

- Đặc điểm: Hiện tượng khuếch tỏn phụ thuộc:

+ Độ chờnh lệch nồng độ + Nhiệt độ

 Hiện tượng thẩm thấu

- Định nghĩa: Thẩm thấu là quá trình vận chuyển

dung môi qua một màng ngăn cách hai dung

dịch có thành phần khác nhau khi không có lực ngoài

- Động lực của quá trình thẩm thấu là áp suất

thẩm thấu

- Áp suất thẩm thấu phụ thuộc vào:

+ Nồng độ+ Nhiệt độ

 Hiện tượng căng mặt ngoài:

-Do lực căng mặt ngoài

- Lực căng mặt ngoài phụ thuộc vào bản chất chõt lỏng và chu vi đường giới hạn mặt ngoài chất lỏng

- ỏp suất phụ phụ thuộc hệ số căng mặt ngoài

và bỏn kớnh mặt cong

- Cân bằng Donnan( sự cõn bằng động)

khi cú sự cõn bằng động thỡ:

+ Số phần tử qua lại ở hai màng như nhau

+ Cú sự trung hoà điện ở mỗi ngăn

ý nghĩa của áp suất thẩm thấu

- Chỉ cần thay đổi nhỏ về áp suất thẩm thấu gây ra

ảnh hưởng đến hoạt động sinh lý

+ áp suất thẩm thấu giảm: gây co giật, nôn mửa

+ áp suất thẩm thấu tăng gây ra phù nề, mất thăng bằng của hệ thần kinh

- Thận đóng vai trò điều chỉnh lại áp suất thẩm thấu

+ Khi mổ truyền dung dịch đẳng trương

+ Các dung dịch ưu trương được dùng trong lâm sàng

ý nghĩa của áp suất thẩm thấu

- Chỉ cần thay đổi nhỏ về áp suất thẩm thấu gây ra

ảnh hưởng đến hoạt động sinh lý

+ áp suất thẩm thấu giảm: gây co giật, nôn mửa

+ áp suất thẩm thấu tăng gây ra phù nề, mất thăng bằng của hệ thần kinh

- Thận đóng vai trò điều chỉnh lại áp suất thẩm thấu

+ Khi mổ truyền dung dịch đẳng trương

+ Các dung dịch ưu trương được dùng trong lâm sàng

 Lượng giỏ

Chọn ý đúng nhất các câu sau

- Khi có cân bằng Donnan:

A Điện tích ở hai bên màng ngăn trung hoà

B Điện tích ở hai bên màng không đổi

- áp suất thẩm thấu đang tăng cần:

A Giảm lượng muôí vào cơ thể B.Tăng cường đưa muối vào cơ thể

C Không cần thay đổi lượng muối

D Tất cả đều sai

- Thế nào là hiện tượng khuếch tán và thẩm thấu? Hiện tượng này phụ thuộc vào yếu tố nào? Nêu ý nghĩa trong lĩnh vực y tế

- Nêu vai trò ý nghĩa của áp suất thẩm thấu?

2.3 sù vËn chuyÓn chÊt

qua mµng tÕ bµo

- Tr×nh bày chøc n¨ng cña mµng tÕ bµo, c¸c con

®­êng x©m nhËp cña vËt chÊt vµo trong tÕ bµo;

- Tr×nh bµy sù vËn chuyÓn chÊt qua mµng tÕ bµo

- Cấu trúc không đồng nhất, có tính chất đàn hồi;

- Phân cực định hướng vuông góc với bề mặt tế bào

Khi tế bào bị tổn thương hoặc nóo hoỏ tớnh chất suy giảm

Chức năng của màng tế bào :

- Ngăn cách tế bào với môi trường xung quanh;

- Bảo vệ các thành phần của tế bào ;

- Tiếp nhận, xử lý và trao đổi thông tin ;

- Thực hiện trao đổi vật chất và năng lượng với môi trường góp phần thực hiện các chức năng

sống của tế bào.

Khi bị tổn thương hoặc nóo hoỏ chức năng của

tế bào bị suy giảm và cú thể mất hẳn

 Các con đường thâm nhập vật chất vào trong tế bào

- Các chất xâm nhập vào tế bào qua siêu lỗ

Các chất có khả năng hoà tan trong nước như các loại đư ờng, axít amin và các ion, muối khoáng

- Các chất xâm nhập vào tế bào qua con đường hoà tan trong lipid

+ Các chất hữu cơ có nhóm hydroxyl, cacboxyl và amin thẩm thấu vào tế bào càng ít

+ Những chất hữu cơ thành phần có nhiều nhóm metyl, etyl và phentyl thì có khả năng thấm rất tốt vào tế bào.

+ urê và glucose có khả năng xâm nhập vào tế bào rất nhanh,

+ citrat trimetyl tan tốt trong lipid nhưng lại khó xâm nhập vào tế bào.

Sù vËn chuyÓn chÊt qua mµng tÕ bµo

- Thiếu cỏc men Na + K + -ATP-aza trong màng tế bào sẽ

ảnh hưởng đến quá trình vận chuyển vật chất qua màng tế

bào

 Tế bào có khả năng tiêu thụ những hạt rắn khá lớn và

được gọi là thực bào

Quá trình diễn ra hai giai đoạn:

- Tế bào hấp phụ hạt

- Đưa hạt vào trong nội bào

 Tế bào còn có khả năng hút các giọt dung dịch gọi là

uống bào

Quá trình qua hai giai đoạn:

- Hấp thụ protein trên bề mặt tế bào

- Uốn bề mặt tế bào dần dần tạo ra không bào và cuối cùng đưa không bào đó vào nguyên sinh chất

 Sự thâm nhập của nước vào tế bào.

 Ba con đường:

- Thẩm thấu

- Siêu lọc

- Điện thấm

 Hiện tượng siêu lọc và thẩm thấu có ý nghĩa rất quan trọng

trong quá trình trao đổi nước giữa máu và mô.

 Điều kiện sinh lý bình thường nước được vận chuyển từ

bạch huyết vào máu ở cuối tĩnh mạch và từ máu vào bạch huyết ở cuối động mạch cân bằng nhau.

 Trường hợp bệnh lý thì sự cân bằng này bị phá vỡ do áp suất

thuỷ tĩnh tăng( trườnghợp cao huyết áp) hoặc áp suất thuỷ tĩnh giảm ( mất máu, bỏng, nhiễm độc phóng xạ, đói kéo

dài) quá trình trao đổi nước của cơ thể bị rối loạn

D Các chất hoà tan trong nước

- Những chất ít tan trong lipid:

A Phân tử các chất phân cực

B Urê

C Glucose

D Tất cả đều đúng

- Chất có khả năng tan tốt trong lipid :

A.Không tiêu tốn năng lượng

B Tiêu tốn năng lượng

C.Tiêu hao khối lượng

D Tiêu hao cơ năng

-Trình bày sự vận chuyển chất qua màng tế bào?

- Nêu tính chất vai trò của màng tế bào?

- Trình bày sự vận chuyển nước qua màng tế

bào?

2.4 Sự vận chuyển máu trong

- Vòng tiểu tuần hoàn

- Vòng đại tuần hoàn

Hoạt động của tim

 Cấu tạo của tim: cấu tạo bởi sợi cơ đàn hồi

+ Nút Kelt-Flack(Xoang- Nhĩ) + Nút Ta wara (Nhĩ -Thất)

+ Bó hiss

Tâm nhĩ trái Tâm nhĩ phải Van tim

Tâm thất trái Tâm thất phải

Phổi

 Hoạt động của tim

- Nhịp đập khoảng 60- 80lần/ phút

- Chu kỳ hoạt động 0,8 giây

+ Tâm nhĩ thu 0,1 s , tâm nhĩ trương 0,7 s

+ Tâm thất thu 0,3 0,3 s, tâm thất trương 0,5 s.

- áp suất tâm thất thu khoảng 120-140Tor

- áp suất tâm thất trương khoảng 50-80Tor

- Thể tích cuối thời kỳ tâm trương 85ml, cuối thơì kỳ tâm thu 25ml

- Lưu lượng máu 4- 6lít/ phút

- Lực toàn phần 89N, cuối tâm thu 67 N

Mạch máu

 Cấu tạo của mạch máu

- Cấu tạo bởi nhiều lớp, là các sợi đàn hồi và các thớ cơ trơn

- Động mạch chủ, động mạch lớn, nhỏ, mao mạch.

- Tĩnh mạch nhỏ, lớn, tĩnh mạch chủ.

- Van mạạchch

Các nội tiêt tố:

- Làm co mạch: Adrenalin và Vasoppressin

 Tác dụng đàn hồi của thành mạch

Thành mạch có tính chất đàn hồi Khi tim hoạt

động áp lực tác dụng lên thành mạch làm cho thành mạch giãn ra

 Trương lực của mạch máu

Trương lực hay lực tác dụng lên một đơn vị chiều dài (huyết áp động mạch)

T = P.r với r là bán kính của mạch

P = Pi - Pe với Pi là áp suất ở trong ra, Pe là áp suất ở ngoài đi vào

 Sự thay đổi áp suất và tốc độ chảy của máu trong các đoạn mạch

L ượ ng giỏ

 Chọn ý đúng nhất các câu sau

- Nhịp đập của tim người bình thường:

A Khoảng 60 đến 80lần / phút

B Từ 80lần / phút trở lên

C Dưới 50 lần / phút D 50 lần / phút

- áp suất tâm thu của tim người bình thường là:

A 120Tor đến 140 Tor B Dưới 120 Tor

C Trên 150 Tor D Từ 50 đến 80 Tor

- áp suất tâm thất trương của tim người bình thường là:

A Từ 50 Tor đến 80 Tor B Trên 90 Tor

C Dưới 50 Tor D 120 Tor trở lên

- Trình bày hoạt động cơ bản của tim, đặc

điểm cuả vận tốc máu trong cơ thể?

- Nêu những yếu tố khách quan ảnh hưởng tới tuần hoàn máu Tại sao người mắc bệnh tim không được lao động quá nặng?

2.5 Sự vận chuyển khí trong

cơ thể người

- Trình bày được cơ chế cơ bản về vận chuyển khí trong cơ thể người;

- Trình bày được vai trò của máu trong trao đổi khí và những yếu tố ảnh hưởng tới sự vận chuyển khí của cơ thể và những ứng dụng trong y học

- Xương sườn được nâng lên nhờ các cơ liên sườn

ngoài làm cho thể tích lồng ngực tăng lên áp suất

khoang giảm, phổi giãn ra Pn < Patat không khí ở ngoài vào phổi

- Lượng khớ vào phổi phụ thuộc vào chờnh lệch

ỏp suất và sức căng mặt ngoài

Cơ chế thở ra

Do tác dụng của cơ liên sườn trong, cơ bụng, cơ

hoành làm cho thể tích lồng ngực giảm, áp suất trong màng phổi tăng Pn > Pat đẩy khí trong phổi ra ngoài

- ở trạng thái tĩnh thông khí dưới 10lít/phút, công hô hấp khoảng 0,19J/l đến 0,59J/l

- Khi thể tích khí thở trong 1 phút tăng thì công hô hấp cũng tăng

- Khi cơ thể bị tổn thương, nóo hoỏ, nhất là

cơ quan hụ hấp thỡ vận chuyển khớ bị suy giảm hoặc cú thể ngừng lại