Bài giảng Vật lý y sinh học: Chuyên đề 2 - Nguyễn Trần Thọ

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:128

Thêm vào BST

Báo xấu

2
lượt xem 1
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng "Vật lý y sinh học" Chuyên đề 2 - Nhiệt, nhiệt động lực học và các hệ thống sống, được biên soạn với mục tiêu nhằm giúp các bạn sinh viên có thể cung cấp kiến thức tổng quan về khái niệm nhiệt và nhiệt động lực học; Cung cấp kiến thức về mối liên hệ giữa các quá trình của nhiệt động lực học với cơ thể người. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Vật lý y sinh học: Chuyên đề 2 - Nguyễn Trần Thọ

ĐẠI HỌC Y KHOA PHẠM NGỌC THẠCH CHUYÊN ĐỀ 2: NHIỆT, NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC VÀ CÁC HỆ THỐNG SỐNG • Giảng viên: Nguyễn Trần Thọ • Email: nguyentrantho@pnt.edu.vn • Địa chỉ liên hệ: Bộ môn Vật lý Y sinh, 204, Khu A2 1
TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Giáo trình bộ môn 2. Cơ sở Vật lý – Tập 3, Nhiệt học, NXB Giáo dục, David Halliday, Robert Resnick, Jearl Walker. 3. Physics of Human Body, Chương 6, NXB Springer, Irving P. Herman. 4. Physics in Biology and Medicine, Chương 9, 10, 11, NXB Elsevier, Paul Davidovits. 2
Tài liệu tham khảo 3
MỤC TIÊU CỦA CHUYÊN ĐỀ 1) Cung cấp kiến thức tổng quan về khái niệm nhiệt và nhiệt động lực học. 2) Cung cấp kiến thức về mối liên hệ giữa các quá trình của nhiệt động lực học với cơ thể người 4
CHUYÊN ĐỀ 2: NHIỆT, NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC VÀ CÁC HỆ THỐNG SỐNG I. Nhiệt độ và nhiệt lượng II. Thuyết động học chất khí III. Nguyên lý I Nhiệt động lực học và cơ thể sống IV.Nguyên lý II Nhiệt động lực học và cơ thể sống 5
Mục tiêu bài giảng Thực hiện được quy đổi giữa các thang đo nhiệt độ Tính được sự nở dài – khối vì nhiệt Tính được nhiệt lượng và trong các quá trình chuyển pha Hiểu được các hiện tượng truyền nhiệt và vận dụng giải thích Vận dụng được các phương trình thực nghiệm, phương trình khí lý tưởng Vận dụng được định luật Dalton 6
I. NHIỆT ĐỘ VÀ NHIỆT LƯỢNG 1. Nhiệt độ và các trạng thái của vật chất 2. Đo nhiệt độ 3. Nhiệt lượng – Nhiệt và công 4. Sự truyền nhiệt 7
1. Nhiệt độ và các trạng thái của vật chất Nhiệt độ là có phải cảm giác nóng hoặc lạnh? Ấm áp trong mùa đông? Sự mát mẻ trong mùa hè? 8
1. Nhiệt độ Nhiệt độ: là đại lượng vật lý dùng để đặc trưng định lượng cho cường độ chuyển động nhiệt phân tử (trung bình) trong một hệ. T  au 2 T : là nhiệt độ u : là tốc độ chuyển động nhiệt a: là hệ số tỷ lệ 9
1. Nhiệt độ Các loại thang đo nhiệt độ • Ba thang đo chính Farenheit Celcius Kelvin 212 100 373.15 Điểm sôi của nước 32 0 273.15 Điểm đóng băng của nước -459.67 -273.15 0 Không tuyệt đối 9 5 TF  TC  320 F TC  (TF  320 F ) 5 9 TC  T  273.15 K T  TC  273.15K 10
1. Nhiệt độ Quy đổi nhiệt độ Nhiệt độ trung bình của cơ thể: 37oC Đổi sang độ F 9 TF  TC  320 5 9 TF  37  32  98.6 o F 5 Đổi sang độ K TK = TC + 273 = 37 + 273 = 310 K 11
1. Nhiệt độ trạng thái của vật chất Trạng thái: Trạng thái (pha) của một hệ (chất) là trạng thái của cả hệ hay một phần của hệ (chất) có các tính chất lý học và hóa học giống nhau. Trong điều kiện thông thường (trên trái đất) vật chất có 3 trạng thái (pha) phổ biến rắn, lỏng, khí 12
1. Nhiệt độ trạng thái của vật chất Biểu đồ chuyển pha của nước 13
https://youtu.be/r3zP9Rj7lnc 14
1. Nhiệt độ trạng thái của vật chất Trường hợp đặc biệt và ứng dụng Sự quá nhiệt Nhiệt độ tăng hơn điểm sôi nhưng không xảy ra hiện tượng sôi không chuyển sang pha khí (hơi) -> Nồi hơi tẩy trùng dụng cụ y tế Sự làm chậm đông Là hiện tượng khi nhiệt độ xuống thấp hơn điểm đóng băng (trạng thái rắn) nhưng không xảy ra hiện tượng chuyển pha sang pha rắn. -> Bảo quản cơ quan, tế bào ở nhiệt độ thấp 15
2. Đo nhiệt độ Dụng cụ đo nhiệt độ gọi là nhiệt kế Đo gián tiếp thông qua những tính chất của vật chất thay đổi khi nhiệt độ thay đổi  Thể tích của chất lỏng  Phổ bức xạ của vật nóng  Chiều dài của vật rắn  Điện trở của vật dẫn  Độ từ hóa khi đo ở nhiệt độ thấp Tính chất thay đổi theo nhiệt độ phải càng rõ và càng tuyến tính càng tốt 16
2. Đo nhiệt độ Sự giãn nở vì nhiệt Nếu ta gọi sự giãn nở L, Độ thay đổi nhiệt độ T Chiều dài ban đầu L0 Các hệ số nở vì nhiệt L0 + L = L0 +  L0 T L0 L L =  L0 T (sự nở dài) V =  V0 T (sự nở khối) V ( [1/oC],  [1/oC]) V + V 17
2. Đo nhiệt độ Sự nở vì nhiệt Tính độ thay đổi thể tích của thủy tinh và thủy ngân từ 30oC lên 37oC. Cho biết thể tích ban đầu V0 = 1000 ml và các hệ số giãn nở khối Thủy tinh = 2710-6 C-1 Thủy ngân 18010-6 C-1 Thủy tinh V1 = V01T = 10002710-6(37-30)= 0,189 ml Thủy ngân V2 = V02T = 100018010-6(37-30)= 1,26 ml tỷ số V2 / V1 =1,26/0.189 = 6,67 18
2. Đo nhiệt độ Các loại nhiệt kế thường dùng 19
2. Đo nhiệt độ Các loại nhiệt kế thường dùng Dựa vào hệ số nở dài khác nhau của hai kim loại Đồng 17 x 10-6 /K Thép 13 x 10-6/K 20