Analityka Medyczna zaliczenie wykładów z Biofizyki

Łącznie 33 pkt.

24 styczeń 2012 r.

1. (2 pkt.) Wynik pomiaru napięcia ma wartość

(120,4 7,3) Ω.

U 



Oblicz błąd względny i względny pro-

centowy pomiaru napięcia. Prawidłowa forma zapisu.

Błąd względny

Δ

7,3 V

. .

0,0606

0,061.

120,4 V

U

b w

U









(1 pkt)

Błąd względny procentowy

Δ

7,3 V

. . .

100%

100%

6,06%

6,1%.

120,4 V

U

b w p

U













(1 pkt)

2. (1 pkt.) Przelicz strumień objętości krwi

m

5200

min



na

3

m

.

h

Obliczenia krok po kroku.

3

3

3

3

m

10

10 m

m

5200

5200

0,312

.

1

min

h

h

60













3. (5 pkt.) Oblicz wielkość Q jeśli wyraża się ona wzorem

10

log

7,3

0,3.

Q 



Skorzystaj z definicji loga-

rytmu log

.

c

a

b

c

a

b

 

 (1 pkt). Metodą najmniej korzystnego przypadku, krok po kroku, oszacuj

błąd pomiaru Q (2 pkt.). Zapisz poprawnie wynik tego pomiaru. (2 pkt.)

7 ,3

10

19952623

Q 



(1 pkt)

7,3 0,3

10

39810717

maks

Q







7,3 0,3

10

10000000

min

Q







39810717 10000000

Δ

14900000

2

2

maks

min

Q

Q

Q











(2 pkt.)

6

(20

15) 10

Q 





(2 pkt.)

4. (3 pkt.) Jakich trzeba użyć podstawień, aby zlinearyzować następującą zależność:

2

7

12,

y

x





gdzie

zmienną niezależną jest x, a zmienną zależną y (1 pkt.). Narysuj wykres ilustrujący tę zależność w no-
wym układzie współrzędnych (1 pkt.). Jaką wartość ma współczynnik kierunkowy uzyskanej linii w tym
nowym układzie współrzędnych (1 pkt).

Właściwe podstawienie, to 

Y

y oraz

2

1

X

x



1 pkt. za podstawienie.

2

Zadanie 4. (1 pkt. za poprawny rysunek opis osi i początek wykresu).

Współczynnik kierunkowy jest równy

7

k 

(1 pkt).

5. (3 pkt.) Substancje zmniejszające napięcie powierzchniowe wody – jak się nazywają i jakie posiadają

właściwości (2 pkt.)? Kiedy powstaje menisk wklęsły (1 pkt.).

To surfaktanty. Są amfifilowe (mają jedną końcówkę hydrofobową i drugą hydrofilową) (2 pkt.).

Menisk wklęsły powstaje wtedy gdy siły spójności (kohezji) są mnijesze od sił przylegania (adhezji). (1 pkt).

6. (3 pkt.) Napisz i objaśnij prawo Ficka (1 pkt). Jakie wielkości są do siebie proporcjonalne „w tym pra-

wie” (1 pkt)? Narysuj wykres ilustrujący to prawo (1 pkt.).

Prawo Ficka

Δ

Δ

.

Δ

Δ

n

c

D S

t

x

  

Opis Δn liczba moli substancji rozpuszczonej dyfundująca w czasie Δt przez

powierzchnię S przy gradiencie stężenia

Δ
Δ

c
x

, D oznacza współczynnik dyfuzji. (1 pkt).

Proporcjonalne są szybkość dyfuzji do iloczynu pola powierzchni, przez którą zachodzi dyfuzja i gradientu
stężenia (1 pkt).

Wykres

Δ

Δ

n

t

od

Δ
Δ

c
x

liniowy (1 pkt).

7. (3 pkt.) Model błony komórkowej wg Singera i Nicolsona (1 pkt). Wyjaśnij pojęcia płynność (1 pkt),

asymetryczność (0,5 pkt.) i heterogenność błony komórkowej (0,5 pkt.).

Dwuwarstwa lipidowa plus białka integralne i peryferyczne. (1 pkt). Płynność – lipidy w fazie płynnej,
wszystko się poruszA i obraca (1 pkt). Asymetryczność – inny skład wewnętrznej i zewnątrzkomórkowej
strony błony (0,5 pkt.). Heterogenność ani wewnętrzna ani zewnętrzna powierzchnia błony nie jest jedno-
rodna (0,5 pkt.)

8. (4 pkt.) Udowodnij, że prędkość v z jaką płynie ciecz w naczyniu o przekroju kołowym o promieniu

r i o oporze naczyniowym R, jeśli na jego końcach panuje różnica ciśnień Δp wyraża się wzorem:

2

Δ

.

p

π r R

 

Jakie założenie trzeba przyjąć, aby wynik był wiarygodny (1pkt)?

y

1/x

2

0

3

Δ

,

p

R

Q



2

Q

v S

v π r

     (2 pkt.) Po podstawieniu do pierwszego równania mamy:

2

Δp

R

v π r



 

i po jego

przekształceniu

2

Δ

.

p

v

R π r



 

(1 pkt) Co należało dowieść.

Przepływ laminarny (1pkt).

9. (3 pkt.) Ciśnienie tętnicze krwi – zmierzone w tętnicy promieniowej młodego i zdrowego człowieka –

waha się w granicach od 80 mmHg do 120 mmHg; wyraź ciśnienie rozkurczowe tego człowieka w jed-
nostkach układu SI (gęstość rtęci jest równa 13,6 g/cm

3

, przyspieszenie grawitacyjne 10 m/s

2

). Wzór

i przeliczenie danych (2 pkt), wynik (1 pkt).

3

2

kg

m

13600

10

0,080 m 10880 Pa

m

s

p

ρ g h

   







wzór (1 pkt), przeliczenie odpowiednich danych (1 pkt),

wynik i jednostka (1 pkt).

10. (3 pkt) Prawo Bernoullego (kiedy jest spełnione, treść prawa, jakiej zasady zachowania jest ono konse-

kwencją?)

Ciecz doskonała (nieściśliwa i nielepka) płynie w sztywnym przewodzie (1 pkt)
Suma ciśnień (a właściwie energii przypadających na jednostkę objętości cieczy) stała w każdym miejscu na-
czynia (1 pkt).

Zasada zachowania energii (1 pkt).

11. (1 pkt) Co to jest wydajność energetyczna serca?

Wydajność energetyczna serca (sprawność) to stosunek ilości energii koniecznej do uruchomienia przepły-
wu krwi w układzie krążenia w stosunku do energii zużytej przez serce w tym celu. Dla serc w spoczynku
wynosi ona około 14%.

12. (2 pkt.) Czym jest potencjał błonowy (1 pkt)? Narysuj schemat układu do jego pomiaru (1 pkt).

Potencjał błonowy to różnica potencjałów (napięcie) pomiędzy środowiskiem wewnątrzkomórkowym i ze-
wnątrzkomórkowym.

Woltomierz, dwie elektrody jedna wbita do wnętrza komórki, druga na zewnątrz.