CHUYÊN ĐỀ 1 CÁC QUÁ TRÌNH CƠ HỌC VÀ CƠ THỂ SỐNG 1.1. CHẤT LỎNG & DÒNG CHẤT LỎNG 1.2. HỆ TUẦN HOÀN 1.3. VẬN CHUYỂN QUA MÀNG TẾ BÀO 1.4. ÂM VÀ SIÊU ÂM TRONG Y HỌC 1.1. CHẤT LỎNG VÀ DÒNG CHẤT LỎNG 1.1.1. Mở đầu: 1.1.2. Áp suất thủy tĩnh: P = F/S = mg/S = ρVg/S = ρgh Áp suất thủy tĩnh chỉ phụ thuộc vào chiều cao cột nước, không phụ thuộc vào tiết diện bình chứa. Đơn vị đo (SI): Pascal (Pa) Trong y học: mmHg (1 mmHg = 133 Pa) Thí dụ 1.1: Truyền dịch Treo bình cao bao nhiêu? h = 24 cm 1.1.3. Nguyên lý Pascal: Áp suất tác động lên một điểm trong một chất lỏng kín (và không chịu nén) sẽ được truyền không suy giảm tới mọi điểm trong chất lỏng và tới thành bình. Ứng dụng? Bơm thủy lực: 1.1.4. Sức căng mặt ngoài: γ = F / 2C (N/m = N.m/m 2 = J/m 2 ) năng lượng trên một đơn vị diện tích mặt ngoài Ý nghĩa? Vô cùng to lớn! • Hình dạng ưa thích của tự nhiên? Hình cầu Tại sao? Aristotles: Đó là dạng hoàn thiện nhất Tự nhiên ưa thích sự hoàn thiện → Đầu người hay trái tim có dạng cầu ! Khoa học hiện đại: Hình cầu có diện tích mặt ngoài bé nhất cho một khối thể tích → Để duy trì nó, chỉ cần một năng lượng tối thiểu (nguyên lí cực tiểu năng lượng) Hình cầu tinh xảo nhất do con người chế tạo (độ dày 40 nguyên tử (trong thiết bị đo sóng hấp dẫn) Sức mạnh tiến hóa: • Tại sao người ở xứ lạnh to lớn hơn ở xứ nóng? (Tiến hóa thế nào?) Câu trả lời: vật lớn có diện tích mặt ngoài trên một đơn vị thể tích nhỏ hơn vật nhỏ (tỉ lệ diện tích/thể tích ~ R 2 /R 3 = 1/R giảm khi R tăng). → người xứ lạnh cần lớn (diện tích mặt ngoài nhỏ) để giữ nhiệt. → người xứ nóng cần nhỏ (d/tích m/ngoài lớn) để tỏa nhiệt tốt. [...]... tắc: nghe các âm Korotkoff của dòng chảy rối (đo gián tiếp) 1.3 VẬN CHUYỂN QUA MÀNG: 1.3.1 Mở đầu: Sự sống là gì? Đặc trưng của tế bào (tiên đề 1 của sinh học) Cơ thể sống: cơ thể đơn hoặc đa bào (virus là cơ thể sống? ) Cơ thể người: 50-100 ngàn tỉ tế bào (L ~ 10 µm) 1.3.2 Cấu trúc và chức năng của màng: • Mô hình khảm lỏng: Lớp lipid kép Protein xuyên màng • Chức năng: Bảo vệ Trao đổi 1.3.3 Các con... sát → cần tránh chảy rối tầng và rối ngẫu nhiên 1.2 HỆ TUẦN HOÀN: 1.2.1 Mở đầu: Hệ tuần hoàn: Tim + Mạch máu Ba chức năng: vận chuyển điều hòa (thông tin thể dịch, nhiệt) bảo vệ (đông máu, miễn dịch) Vật lý: hoạt động điện và cơ của tim qui luật chuyển động của máu trong hệ mạch 1.2.2 Hoạt động của tim: 1.2.2.1 Cấu trúc: Hai vòng tuần hoàn lớn và nhỏ 1.2.2.2 Chu trình tim và tiếng tim: 1.2.2.3 Lực tâm...• Sức căng mặt ngoài và phổi: 23 bậc rẽ nhánh: 600 triệu phế nang, r = 100 μm (hít căng ¾) D/tích trao đổi khí 75 m2 (sân tennis) (do cấu trúc fractal) Tại sao 23 bậc? (người 22 bậc thiếu không khí; người 24 bậc thiếu ăn) Nếu các bong bóng kích thước khác nhau? Các phế nang sẽ xẹp dần để giảm diện tích mặt ngoài (và do đó giảm năng lượng duy trì bong bóng) → Chất hoạt... giảm áp ∆ P ~ Rtđ Đo đạc: • • • 80% tổng trở thuộc về tiểu động mạch + mao mạch ¾ thuộc t.đ.m và ¼ thuộc mao mạch Sự giảm áp lớn nhất ở t.đ.m, rồi đến mao mạch Tại sao Rtđ tiểu đ/mạch lớn hơn ở mao mạch? Hai nguyên nhân: 1) hiệu ứng thành mạch 2) hệ mạch song song • Hiệu ứng thành mạch: phụ thuộc vào tốc độ máu và diện tích thành mạch Ở t.đ.m., v lớn (hàng chục cm/s) → hiệu ứng lớn • Mắc song song: tổng... ) So sánh với dòng điện: Định luật Ohm ΔV = I Rđt Rđt = 2 ρL/(πR ) Thí dụ 1.5: Mạch co 26% → dòng máu giảm 70% ! 1.1.7 Số Reynolds Chảy tầng và chảy rối: Một vật cứng chuyển động trong chất lỏng chịu 2 sức cản: Sức cản quán tính (làm nước thay đổi trạng thái quán tính) Sức cản ma sát (do độ nhớt) Tỉ số của chúng gọi là số Reynolds: Re = ρvL/η trong đó: ρ, η: mật độ & độ nhớt chất lỏng v: vận tốc vật... quả: tối đa (chi phí min, thu được max) Cấu trúc fractal Một cấu trúc tính toán Một cấu trúc tự nhiên Cấu trúc fractal Mandelbrot (1924-2010) Tia lửa điện trong khối acrylic cha đẻ của hình học fractal 1.5 Phương trình liên tục Định luật Bernoulli: Xét chất lỏng không chịu nén chảy trong ống có thành cứng: v1S1 = v2S2 Định luật bảo toàn vật chất Xét chất lỏng không có ma sát nội: Bernoulli (1700-1782):... 1.2.3 Dòng máu trg hệ mạch Dòng máu ở động mạch chảy thành lớp, vì v nhỏ 1.2.3.1 Phương trình liên tục v1/v2 = S2/S1 Mao mạch S2 gấp 700 lần S1 đ/m chủ → v1 = 0.5 m/s v2 = 0.0005 m/s → trao đổi chất thuận lợi 1.2.3.2 Định luật Bernoulli: p + ½ ρv 2 = const Chất lỏng lí tưởng (η = 0): v giảm thì áp suất động giảm và áp suất tĩnh sẽ tăng Áp dụng cho dòng máu: huyết áp tại mao mạch lớn nhất (!) Mâu thuẫn... bay như thế nào? Cánh máy bay được thiết kế để tạo lực nâng khi cất và hạ cánh 1.1.6 Độ nhớt Định luật Poiseuille: Xét ống nằm ngang: Chất lỏng lí tưởng η = 0: P1 = P2 Chất lỏng thực P1 > P2 η ≠ 0: Định luật Poiseuille: 4 ∆ P = P1 - P2 = 8 Q η L / (πR ) = Q Rtđ trong đó: Q 3 cường độ dòng chảy (m /s) η hệ số nhớt R bán kính ống L khoảng cách giữa hai điểm xét 4 Rtđ = 8 η L / (πR ) So sánh với dòng điện:... Các phế nang sẽ xẹp dần để giảm diện tích mặt ngoài (và do đó giảm năng lượng duy trì bong bóng) → Chất hoạt diện! Trẻ sinh thiếu tháng phải thở máy vì xẹp phổi do thiếu chất này Fractal - hình học của sự sống Nguyên lý tổ chức: tự đồng dạng Đường cong Koch: Cái vô hạn trong cái hữu hạn? Chu vi: 3 x 4/3 x 4/3 x… → ∞; Diện tích: đường tròn ngoại tiếp tam giác ban đầu, tức hữu hạn Tổ chức: cực kì đơn... màng: • Mô hình khảm lỏng: Lớp lipid kép Protein xuyên màng • Chức năng: Bảo vệ Trao đổi 1.3.3 Các con đường vận chuyển: • Hai con đường: Tan trong lipid Qua protein xuyên màng: kênh ion chất vận tải • Ba cách thức vận chuyển: khuếch tán qua lipid khuếch tán qua kênh vận chuyển nhờ chất mang . 1 CÁC QUÁ TRÌNH CƠ HỌC VÀ CƠ THỂ SỐNG 1.1. CHẤT LỎNG & DÒNG CHẤT LỎNG 1.2. HỆ TUẦN HOÀN 1.3. VẬN CHUYỂN QUA MÀNG TẾ BÀO 1.4. ÂM VÀ SIÊU ÂM TRONG Y HỌC . người 24 bậc thiếu ăn) Nếu các bong bóng kích thước khác nhau? Các phế nang sẽ xẹp dần để giảm diện tích mặt ngoài (và do đó giảm năng lượng duy trì