1 UNIVERSITE SAAD DAHLAB DE BLIDA FACULTE DE MEDECINE
Exercices Corrigés de Biophysique (Module P 211) - 2007 7 • Exercice 13 Une bille de verre de 1 mm de rayon tombe dans de l’huile de ricin Sa vitesse limite vl est de 3 mm s-1 Calculer le coefficient de viscosité de huile, η ? On donne : ρ verre = 2 6 g cm-3 ρhuile=0 97g cm-3 Réponse :
TD 1 BIOPHYSIQUE
On donne le coefficient de diffusion de (A) dans (B) est D=0,52 10-5 cm²/s Exercice 7 : Soit un dispositif de rein artificiel dont la surface totale des pores de sa membrane ayant une épaisseur h = 0 81 mm, est égale à S=1m2 1- Etablir la loi de variation de la concentration sanguine de lurée, en
Corrigé Travaux Dirigés Première Année de Médecine Dentaire
Corrigé Travaux Dirigés Première Année de Médecine Dentaire Module de Biophysique Série Rayonnements – Suite Partie -1 Exercice 9 Effet compton ⇒ transfert partiel / Effet photoelectrique ⇒ transfert total A- Faux B- Faux C- Vrai D- Vrai E- Faux Exercice 10 On donne la fraction de désintégration : ???? ???? = e-λt = e-ln ???? t
Série 9 : Mécaniques des fluides - Université Constantine 1
Exercice 3: Loi de Poiseuille Un fluide de densité 0,86 circule dans un tuyau horizontal de diamètre D=5,0cm, de longueur l=300m, avec un débit volumique de 1,20 L/s ; la différence de pression entre les extrémités du tuyau vaut 20,6 104 Pa 1
Exercices corrigés Par : Saddek Bouharati
Corrigé * Pour la première gouttelette de 10 Le but de cet exercice simple d’apparence est pour se familiariser avec le système de calcul en CGS, le cas de la décente du mercure pour
TD 6 : Phénomène d’osmose (2 Séance de TD)
Université Frères Mentouri Constantine1 Module de Biophysique Faculté des Sciences de la Nature et de la Vie 2eme Année Tronc Commun LMD TD 6 : Phénomène d’osmose (2 Séance de TD) Exercice 1 Le plasma sanguin contient 9 g/l de NaCl (58,5 g/mole) et 80 g/l de protéines (90 000 g/mole) On
Physique UE3 -- PACES - Dunod
vice de biophysique et médecine nucléaire de la faculté de médecine et de pharmacie de Poitiers pour les annales qu’il m’a fournies Merci à mon épouse, le Docteur Frédérique Belazreg, pour son aide, sa relecture des différents chapitres, ses conseils pour les exemples et les applications médicales cités dans ce manuel
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Exercices Corrigés de Biophysique (Module P 211) - 2007 1
UNIVERSITE SAAD DAHLAB DE BLIDA
FACULTE DE MEDECINE
DEPARTEMENT DE PARMACIE
_________________RECUEIL D'EXERCICES CORRIGES
BIOPHYSIQUE
(MODULE P 211) _____________Présenté Par
Dr. Noureddine TABTI
(Maître de Conférences) Exercices Corrigés de Biophysique (Module P 211) - 2007 2§0 LOI DE FICK ET PHENOMENES D'OSMOSE
Exercice 1
1. Enoncer la première loi de Fick
2. En combinant l'équation de continuité et la loi de Fick, démontrer la seconde loi de Fick
3. En quelle unité mesure-t-on D dans le système international ? quel est sa dimension ?
4. Que devient le résultat de la question 2° si n(x,t) est indépendant du temps ? conséquences ?
Exercice 2
A l'entrée de la partie recouverte de l'autoroute A, en direction de Blida, on constate que lesvoitures avancent sur deux files, à la vitesse moyenne de 50 km/h, la distance qui les sépare de par
choc à par choc, étant de 20 m. A la sortie B de cette portion de l'autoroute, les véhicules vont en
moyenne à 60 km/h et la distance est devenue 40 m.1. Calculer J
A et J B (les flux nets de voitures).2. En déduire la variation par unité de temps du nombre de voitures dans le souterrain. Quelle
conclusion s'impose ?Exercice 3
Soit un repère orthonormé (O,
kji ,,) dans lequel on considère un élément de volume dv (dx,dy, dz). L'espace est rempli d'air, on constate qu'un léger brouillard diffuse à travers cet air dans la
direction i.1. Exprimer la variation par unité de temps du nombre de particules contenues dans ce volume en
fonction de j n (x, t), où j n (x, t) représente la densité du flux de courant (flux net de brouillard par unité de surface dans la direction i2. Exprimer cette vitesse d'accumulation en fonction de la concentration n(x, t), nombre de
particules par unité de volume en x.3. En déduire l'équation de continuité.
Exercice 4
Deux compartiments (C
1 ) et (C 2 ) contiennent une solution à concentration différentes n 1 et n 2d'un même soluté. Ils sont séparés par une membrane semi-perméable au soluté, d'épaisseur e. En
supposant, qu'au cours du temps, les concentrations n 1 et n 2 restent sensiblement uniformes dans les compartiments (C 1 ) et (C 2 ) et que dans la membrane la variation de la concentration en fonction de l'épaisseur considérée est constante.1. Dessiner le graphe de la concentration n(x, t).
2. En déduire le flux net de soluté à travers l'unité d'aire de membrane s'il y a n
o pores, de surface moyenne , dans cette unité d'air.Exercice 5
Deux compartiments A et B de 1 litre chacun sont séparés par une membrane poreuse de 100 cm 2 de surface contenant des pores de 100 m de long. Le compartiment A contient initialement une solution molaire d'urée. Le débit initial de diffusion est de 4.8 mg.s -11. Calculer le coefficient de diffusion D de l'urée.
2. On renouvelle constamment l'eau pure dans le compartiment B. Ecrire la loi d'évolution de la
concentration dans le compartiment A.3. Quel est l'ordre de grandeur du rayon de la molécule d'urée supposé sphérique.
Exercice 6
La mesure du coefficient de diffusion D du sucrose dans l'eau à 20°C donne la valeur0.36cm
2 .s -1 et celle coefficient de viscosité de l'eau à la même température = 1.59 g.cm -3 , estimer le rayon moléculaire 'a' du sucrose et la valeur du nombre d'Avogadro N A on donne M=342 g.mole -1 Exercices Corrigés de Biophysique (Module P 211) - 2007 3Exercice 7
En dissolvant, à 298K, de polyéthylène dans 0.1 litre de toluène, on a mesuré une pression
osmotique de 1.04 kPa. Déduire la valeur de la masse molaire M du soluté ?Exercice 8
Le plasma sanguin chez l'homme contient principalement du chlorure de sodium : 9g.l -1Quelle serait la surpression dans un vaisseau sanguin si l'eau pure à l'extérieur pouvait traverser la
paroi du vaisseau par osmose ? Exercices Corrigés de Biophysique (Module P 211) - 2007 4§ I- NOTIONS DE PRESSION ET DE VISCOSITE
Exercice 1
A quelle profondeur h sous l'eau se situe un plongeur quand il est soumis à une pression de 1,2, 5 et 10 atmosphères ? On rappelle que la pression atmosphérique au niveau de la mer est
P 0 =760mmHg, et que la masse volumique du mercure est de = 13600 kg.m -3Réponse
Il suffit d'appliquer la relation de l'hydrostatique : P = P' + hg ; attention aux unités ! on trouve :
h= 0m, 10.336m, 41.344 m et 93.024m.Exercice 2
Dans le tube de Venturi représenté en fig.1, l'eau s'écoule de bas en haut. La dénivellation du
mercure du manomètre différentiel est h = 36 cm. Le diamètre du tube en A et 30 cm, et en B il est de
15 cm. Calculer le débit de l'eau considérée comme un fluide parfait. Que se passe t il si on inverse le
sens de l'écoulement de l'eau, et si on l'incline de 45° par rapport au sol ? B A h=36 cmH Fig.1Réponse :
Conservation du débit et appliquer le théorème de Bernoulli : V B =9.743 m/s, Q = 0.173 m 3 /s.Exercice 3
Considérant en première approximation le sang comme étant en équilibre statique, calculer la
pression hydrostatique du sang en mm Hg :1. 1°) Au niveau du pied situé à 1.2 m au dessous du coeur
2. Au niveau d'une artère cérébrale située à 0.6 m, qu dessus du coeur.
3. Que deviennent ces pressions chez le sujet couché ?
4. Que deviennent ces pressions si le sujet est soumis à une accélération 2g dirigée de la tête vers
les pieds ?5. Même question avec une accélération g dirigée des pieds vers la tête ?
6. Pourquoi ne prend-on pas la tension au niveau des pieds ?
On donne
: Pression hydrostatique du sang dans l'aorte au niveau du coeur égale à 100 mm Hg.Réponse
P p - P c = h p g , P c - P a = h a g , P p = 192.64 mm Hg, P a = 53.68 mm Hg, P a =P c =P p = 100 mm Hg, P p = 285.28 mm Hg, P a = 7.36 mm Hg P p = 7.36 mm Hg, P a = 146.32 mm Hg Exercices Corrigés de Biophysique (Module P 211) - 2007 5Exercice 4
Dans un viscosimètre, un certain volume d'eau s'écoule en 1 minute; le même volume de sangd'un malade s'écoule en 3 mn 20 s. Déterminer la viscosité relative du sang de masse volumique
1050kg.m
-3 de ce malade.Réponse
Utiliser la formule de Poiseuille,
r =3.5Exercice 5
Le sang de viscosité = 3.10
-3 Pas, circule dans un vaisseau horizontal de rayon R=1mm avec une vitesse moyenne v = 20 cm.s -1 . Si la pression en un point A est P a = 13 kPa, quelle est la valeur de la pression en B P b , après un trajet AB = 1 cm ?Réponse
P = 48 Pa, d'où P
B = 12..952 kPaExercice 6
Dans l'aorte de rayon 1 cm d'un sujet normal, la vitesse systolique v s est double de la vitesse moyenne v, la vitesse diastolique v d est moitié de la vitesse moyenne. Déterminer les régimes d'écoulement dans l'aorte en début de diastole et en systole.Réponse
Vitesse moyenne = 0.286 m/s d'où Vs = 0.573m/s et V d = 0.143 m/s, le calcul de la vitesse critique V c = 0.419m/s implique que le régime est laminaire pour diastolique et turbulent pour systolique.Exercice 7
Un tuyau de 0.5 m de long et de 0.01 m de diamètre est parcouru par de l'eau dont la viscosité est 10 -3 Poiseuille. La vitesse moyenne de l'eau dans ce tuyau est V0.2 m.s -11. 1°) quel est le régime de l'écoulement dans ce tuyau ?
2. Calculer le gradient de pression nécessaire pour assurer cet écoulement.
Réponse
Calculer le nombre de Reynolds Re = 1000<1100, laminaire, le gradient de pression P/L = 64 mPa. Exercices Corrigés de Biophysique (Module P 211) - 2007 6§ II-RESISTANCE MECANIQUE ET LOI DE LAPLACE
Exercice 8
En utilisant la loi de Laplace, calculer le nombre minimum de points nécessaires par cm poursuturer une incision longitudinale de l'aorte de rayon 1.2 cm; la paroi devant résister à une pression
transmurale P tm de 200 mm Hg. Le fil de suture résiste à une force maximale de 0.5 N.Réponse
7 points .
Exercice 9
Calculer la résistance mécanique en U.R.P de la grande circulation chez un sujet normal.1. la pression hydrostatique à l'oreillette droite : 5 mm Hg
2. le débit cardiaque d'un sujet normal : 5.4 l.mn
-1 On donne : la pression hydrostatique au ventricule gauche : 100 mm HgRéponse
Se conférer cours on trouve : R = 1.055 URP
Exercice 10
Un sujet présentant une hypertension artérielle (HTA) a une pression artérielle aortique moyenne de 152 mm Hg ; sa pression auriculaire droite est de 2 mm Hg.1. Quelle est la puissance mécanique fournie par le ventricule gauche sachant que le débit
cardiaque de ce sujet est de 4 ml.mn -12. Quelle est, chez ce sujet, la valeur de la résistance périphérique totale (R.P.T) ?
Réponse
Appliquer relation P=P.Q=1.3 Watt, R=3.04 10
8 SI.Exercice 11
On veut perfuser en 1heure un patient avec un flacon de 500 ml de plasma de densité 0.4 mm.On négligera la résistance hydraulique des tubulures, et on supposera que le régime d'écoulement
permanent laminaire.1. Quel est le débit d'écoulement du plasma ?
2. Calculer la résistance hydraulique de l'aiguille ?
3. La pression veineuse du patient étant de 4 mm Hg, à quelle hauteur minimale doit-on installer
le flacon ? On donne : g = 9.81 N.kg -1 ; masse volumique du mercure = 13600 kg.m -3Réponse
Exercice 12
En courant continu, on a la relation U = RI (loi d'Ohm) où U désigne une d.d.p, R est unerésistance électrique et I une intensité de courant. A partir de la loi de poiseuille, montrer qu'une
relation similaire existe entre le débit Q, la force motrice P, et une résistance hydraulique R que l'on
définira. Démontrer que la résistance R s équivalente à deux résistances hydrauliques R 1 et R 2 en série s'exprime comme la somme des deux résistances R 1 et R 2 , alors que la résistance R péquivalente à
deux résistances R 1 et R 2 en parallèle est telle que son inverse est la somme des inverses de R 1 et R 2Réponse
Exercices Corrigés de Biophysique (Module P 211) - 2007 7Exercice 13
Une bille de verre de 1 mm de rayon tombe dans de l'huile de ricin. Sa vitesse limite v l est de3 mm.s
-1 . Calculer le coefficient de viscosité de huile, ? On donne : verre = 2.6 g.cm -3 huile =0.97g.cm -3Réponse
Exercices Corrigés de Biophysique (Module P 211) - 2007 8 §III- SOLUTIONS ELECTROLYTIQUES ET EQUILIBRE DEDONNAN
Exercice 14
Donner les différentes expressions possibles de concentration pour une solution contenant de glucose par litre (M du glucose vaut 180).Exercice 15
Combien y a t'il de moles d'eau dans 1 litre d'eau ?Exercice 16
Quelle est la quantité de matière de sucre (C 12 H 22O 11 ) dans un morceau de 10 g.
Exercice 17
Déterminer la fraction molaire, la concentration en mol.l -1 de solution puis en mol.kg -1 de solvant d'une solution aqueuse à 25% en masse d'alcool : d = 0.8 (densité).Exercice 18
Une solution décimolaire d'un monoacide faible a un degré de dissociation = 0.01. Calculerl'osmolarité, la concentration équivalente et la forme ionique de cette solution. En déduire la constante
d'équilibre de monacide faible.