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biophysique svi s3 pdf

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Bonjour cher étudiant voilà le cours biophysique svi s3 pdf et vous pouvez le télécharger en format pdf, la biophysique est l’étude des phénomènes physique des constituants des êtres vivants et de l’action des agents externes physiques sur ces êtres vivants :
  • Etude de l’action des agents physiques: vibrations, rayonnements, électricité, sons…
  • Etude des méthodes et techniques physiques de diagnostic et de thérapie.
  • Etude des phénomènes physiques dans l’organisme : biophysique des échanges et des écoulements des fluides, les transferts transmembranaires, biophysique de la circulation sanguine, de la respiration, l’équilibre acido-basique.

Les solutions bioélectrolytiques

définition d'une solution : Bien que les divers auteurs différent beaucoup d’opinion sur la définition d’une solution, il semble qu’on puisse s’accorder sur la suivante : la dispersion d’un « corps dissous » dans un milieu convenable, le « solvant ».

On appelle solution tout mélange homogène en phase condensé de divers composés généralement dans un liquide jusqu’au stade moléculaire.

Définition d’une solution électrolytique : Une solution électrolytique est obtenue en dissolvant une substance appelée soluté dans un liquide appelé solvant. Le soluté peut être un solide, un liquide ou un gaz. Si le solvant est l’eau, la solution obtenue est une solution aqueuse. Une solution électrolytique est une solution contenant des ions. Elle conduit le courant et elle est électriquement neutre.

Les ions sont des atomes ou des molécules qui sont chargés. Il existe deux sous familles: 
- Les cations : les ions sont alors chargés positivement 
- Les anions: les ions sont alors chargés négativement

Par conséquent en appliquant un champ électrique entre deux électrodes d’une cellule contenant une solution électrolytique les cations (ions positifs) se déplacent vers la cathode (électrode négative) et les anions (ions négatifs) se déplacent vers l’anode.

La viscosité permet de faire la distinction entre un fluide parfait et un fluide réel.
Dans le cas des fluides parfaits, on considère que l'écoulement se déroule sans perte d'énergie.
Dans un fluide réel, il existe des forces dites de viscosité. Elles sont dues à des frottements qui existent entre les couches de vitesses différentes sur les parois.

La viscisité est une caractéristique de la matière, quel qu’en soit l’état physique : gazeux, liquide ou à la limite solide.
Elle intervient fréquemment dans les équations de la mécanique des fluides. Elle traduit, en bref, la résistance d’un fluide à l’écoulement car elle ralentit le mouvement du liquide au voisinage des parois.

La solubilité S d’un cristal ionique (un sel peu soluble) dans l’eau biophysique svi s3 pdf est le nombre de moles du composé ionique capable de se dissoudre dans un litre de solution exprimé en mol L-1 .

Pour qu’un solide soit soluble dans un solvant, il faut qu’il existe entre les particules du solide et celles du solvant des forces d’attraction. L’eau est une molécule polaire, elle exerce des forces d’attraction importantes sur les particules du solide, c’est pourquoi elle est un bon solvant.

La molécule d’eau étant un dipôle permanant, l’association de ces dipôles entités électrique entraine le phénomène d’hydratation, qui conduit à la formation de solution. Trois types de forces sont à considérer:
-Forces entre les molécules d’eau elles-mêmes: eau-eau 
- Forces entre les molécules d’eau et le soluté: eau-soluté 
- Forces entre les molécules de soluté elles-mêmes: soluté - soluté

L’INTERFACE SOLIDE-LIQUIDE

L’interface solide – liquide est intimement liée à ce que l’on appelle le pouvoir mouillant. Si l’on examine comment se comporte une goutte de liquide déposée sur une surface parfaitement plane et propre on peut observer au moins trois cas de figures:

1- La goutte de liquide peut s’étendre sur la surface du solide jusqu’à former une monocouche. C’est ce qui arrive lorsqu’on dépose une goutte d’eau sur un verre très propre. Le pouvoir mouillant est maximum.

2- la goutte de mercure qui a l’apparence d’une sphère presque parfaite lorsqu’elle est déposée sur une surface. Le même phénomène s’observe après la pluie : les gouttes d’eau perlent sur le toit d’une voiture fraîchement cirée. Le liquide, dans ces cas est non mouillant.

3- La goutte d’eau sur une surface quelconque peut prendre la forme d’un ménisque plan convexe. Définissons l’angle de contact du liquide avec la surface plane par sa valeur θe.

LA RESPIRATION CHEZ LES ETRES VIVANTS :
La surface des poumons est augmentée par la présence des alvéoles.
La dilatation des poumons requiert un travail considérable car la tension superficielle qui colle les membranes alvéolaires est élevée.

Pour faciliter la ventilation biophysique svi s3 pdf, des surfactants réduisent la tension superficielle à la surface interne des alvéoles.

La présence de ces surfactants réduit le travail nécessaire à la dilatation des poumons.
Lorsque l'alvéole se dilate, la concentration des surfactants par unité de surface diminue, la tension superficielle augmente. La résistance à la dilatation augmente et protège les alvéoles contre l'éclatement.

Ascension d’eau chez les plantes :
Les plantes utilisent en fait un système ingénieux de pompe permanent. Le xylème est constituée à 90% d’eau qui s’évapore par les feuilles des arbres:

Cette évaporation “transpiration” tire l’ensemble de la colonne de sève vers le haut dans un cycle permanent, un peu comme une seringue. C’est un système bien plus perfectionné que ce nous pourrions construire aujourd’hui. Les meilleures pompes peinent à monter l’eau sur une hauteur de 10 mètres à cause de la pression atmosphérique, alors les arbres réalisent cet exploit quotidiennement .

Etude des interfaces liquides-gaz

Mise en évidence de l’interface liquide-gaz : Soit un liquide avec une surface libre en contact de l'aire. Une molécule à l'intérieur de liquide subit de la part de ces voisines des forces d'attraction (forces de Van der Waals). Son environnement étant symétrique, celles-ci en compensent, en conséquence la résultante est nulle en moyenne. A la surface, se n'est plus le cas: la situation est alors dissymétrique. Les attractions dues aux molécules du liquide sont beaucoup plus grandes que celles des molécules du gaz (moins nombreuses et plus éloignées) et tendent à faire replonger la molécule de la surface vers l'intérieur.

Il subsiste à la surface une résultante non nulle, dirigée vers l'intérieur du liquide. Il faut donc fournir de l'énergie pour amener une molécule en surface et créer ainsi l'interface. Il est courant de diviser l’interface gaz-liquide en trois parties distinctes :

Le ménisque: zone centrale qui occupe l’essentiel du rayon du capillaire. Dans cette région, les équations de transport sont influencées par la pression capillaire.
La zone de transition: lien entre le ménisque et le film adsorbé à la paroi. Le comportement du liquide est influencé par la pression capillaire et par l’effet des interactions avec la paroi, exprimé au travers de la pression de disjonction.
Le film adsorbé sur la paroi du capillaire. biophysique svi s3 pdf dans ce domaine, les interactions avec la paroi dominent les effets capillaires. Les équations résolues se basent généralement sur la théorie de la lubrification.

La pression de disjonction: Lorsqu’un fluide est proche d’un solide, des interactions physico-chimiques, principalement les interactions de Van der Waals, modifient l’écoulement du fluide. Pour les liquides, une technique courante consiste à prendre en compte ses interactions au travers d’un terme de pression appelée pression de disjonction [98]. L’impact de ces forces se marque principalement aux niveaux des interfaces entre le liquide et un autre fluide.

Le flux de gaz à travers l’interface entre gaz et liquide par unité de surface est donné par : F=SKΔc, S est la surface d’échange, K est la vitesse de transfert, Δc est le gradient de concentration.

Le transfert entre le gaz et l’eau se fait à travers un film d’eau en surface qui joue le rôle d’interface. Le gaz circule dans un sens et dans l’autre à travers cette interface. S’il y a des turbulences, la diffusion est beaucoup plus rapide, car la surface d’échange est beaucoup plus grande.
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