UFAM UNIVERSIDADE FEDERAL DO AMAZONASFACULDADE DE MEDICINACURSO DE MEDICINA

EMMILAY CAVALCANTE21201359JULE HANADA21201748KONDE ABEIYA 21290878THAIS RAPOSO21201568SILVIA BATALHA 21201468

ESTUDO DIRIGIDO: O UNIVERSO E SUA COMPOSIO, TEORIA DO CAMPO E A BIOLOGIA E TERMODINMICA

Manaus AM2012

EMMILAY CAVALCANTE DOS SANTOS 21201359JULE YOSHIE SARKIS HANADA21201748KONDE ABALO ABEIYA21290878THAIS CAROLINE SALES RAPOSO21201568SLVIA PAULINE BATALHA COUTINHO21201468

ESTUDO DIRIGIDO: O UNIVERSO E SUA COMPOSIO, TEORIA DO CAMPO E A BIOLOGIA E TERMODINMICA

Trabalho desenvolvido no curso de graduao da Universidade Federal do Amazonas, Faculdade de Medicina. Solicitado pelo Prof. Dr. Fbio Moroni, da disciplina de Biofsica do Departamento de Cincias Fisiolgicas, para obteno de nota parcial.

Manaus AM14/03/2012

Estudo Dirigido: O Universo e sua Composio Fundamental, Teoria do Campo e a Biologia e Termodinmica

1. O Universo e sua Composio Fundamental

O Universo uma mistura de sensaes, cores, luzes, movimentos, sons que nos deixam maravilhados com sua beleza e forma. A composio desse Universo, desde o Micro at o Macro pode parecer complexa, mas pode ser reduzida a alguns componentes fundamentais que so: Matria (M), Energia (E), Espao (E), Tempo (T).Esses componentes, fundamentais simplesmente por no serem substitudos por outros, so tambm denominados Grandezas, qualidades ou dimenses fundamentais. Todos ns temos noo, subjetiva e objetiva, desses componentes. Logo, a combinao dessas Grandezas Fundamentais d origem a uma srie de Grandezas Derivadas. A partir disso chegamos ao conceito de que a Biofsica o estudo da Matria, Energia, Espao e Tempo nos Sistemas Biolgicos.

OS SERES VIVOS E A COMPOSIO DO UNIVERSO

Sua composio, estrutura e funo qualitativa so quantitativamente definidas por nmeros adequados, com o uso de Grandezas Fundamentais e Derivadas.

GRANDEZAS FUNDAMENTAIS E DERIVADAS EQUAES DIMENSIONAIS

As Grandezas Fundamentais e Derivadas so agrupadas em Sistemas coerentes de medida os quais so indispensveis, porque racionaliza o uso das Grandezas. Entre esses Sistemas destacam-se:a) SI (Sistema Internacional);b) MKS (Metro, Quilograma, Segundo);c) CGS (Centmetro, Grama, Segundo).Com a ajuda desses Sistemas indispensveis pode-se calcular e definir diversas Grandezas e Derivadas.

2. Teoria do Campo e a Biologia

A TEORIA DOS CAMPOS

Segundo a Teoria dos Campos, Matria e Energia so estados diferentes de uma mesma Qualidade Fundamental e seus conceitos so: a) Matria: a massa inerte e emite um campo, que a Energia.b) Energia: tambm chamada de Campo, capaz de produzir trabalho e se manifesta na forma de uma Fora.

A teoria dos Campos tambm prev que:a) Os eventos no so instantneos, eles demandam Tempo. Um evento dito instantneo quando seu Tempo de Reao no pode ser percebido pelos nossos sentidos;b) As interaes no acontecem diretamente entre os Corpos, elas so mediadas pelos Campos.

A BIOLOGIA E OS CAMPOS DE ENERGIA

A Energia possui diferentes formas de manifestao: Gravitacional, Eletromagntica e Nuclear. Seus estados so: a) Energia Potencial (Ep) energia em repouso, armazenada;b) Energia Cintica (Ec): energia em movimento, trabalhando.

No Campo Gravitacional (G) a energia se manifesta na forma de Energia Gravitacional e Energia Mecnica. Este campo emitido por qualquer matria e nele existem apenas foras de atrao. H dois tipos de Campo G:a) Campo G real: emitido pela matria, permanente;b) Campo G provocado: produzido pela transio dos corpos, transitrio.O sentido do Campo G nico para o centro, onde a gravidade nula. A qualquer distncia do centro existe uma fora que atrai os corpos.Os sistemas biolgicos atuam no campo G atravs do movimento, principalmente muscular. Essa atividade conhecida como Trabalho. As aplicaes biolgicas do campo G tambm so diversas: o levantamento de pesos utilizado na terapia funcional; o ultrassom, que utiliza energia mecnica, um importante instrumento laboratorial; a introduo de lquidos nos organismos realizada com auxlio das foras gravitacionais; entre outras. Outra influncia do campo G nos biossistemas so os mecanorreceptores, utilizados pelos seres vivos para perceber estmulos mecnicos e se orientarem por eles.

No Campo Eletromagntico (EM) a energia se manifesta na forma Energia Eltrica (E), Energia Magntica (M) e Energia Eletromagntica (EM). Nos campos eltricos e magnticos existem cargas, enquanto no campo eletromagntico, que a combinao deles, elas no existem cargas. O campo EM mais diversificado que o campo G, podendo haver foras de atrao e de repulso. Os campos eletromagnticos tm diversas propriedades especficas:a) Campos Eltricos: existem as Cargas Positivas (+) e as Cargas Negativas (-). As foras agem a pequenas distncias e seguem a Lei de Coulomb, variando com o inverso do quadrado da distncia;b) Campos Magnticos: existem o Polo Sul (S) e o Polo Norte (N). As foras agem a distncias mdias e variam com o inverso da distncia;c) Campos Eletromagnticos: No h cargas, a energia existe sob a forma de Radiao Eletromagntica. As foras atingem distncias astronmicas e variam com o inverso do quadrado da distncia.Os campos EM so responsveis por todos os fenmenos biolgicos, como as reaes qumicas, impulsos nervosos, a viso, fotossntese e esto presentes em todos os seres vivos sob a forma de calor. Alguns seres vivos tambm podem sentir as foras magnticas atravs de sensores especiais chamados magnetossomos, utilizando o campo magntico para orientao. Alm disso, os campos EM tm inmeras utilidades teraputicas, como a Ressonncia Magntica, Eletrocardiograma, entre outras.

No Campo Nuclear (N) a energia se manifesta na forma de Energia Nuclear Forte e Energia Nuclear Fraca. A energia nuclear forte possui foras de atrao e repulso mais intensas e agindo em distncias curtas, apenas dentro do ncleo. A energia nuclear fraca responsvel pelas emisses radioativas emitidas ncleo.O campo N responsvel por manter a coeso entre partculas subatmicas e sustenta todas as estruturas derivadas do tomo.

O TRABALHO

Trabalho o deslocamento de uma fora. Existem trs tipos de trabalho:a) Ativo (A): o movimento se ope s foras do campo;b) Passivo (P): o movimento segue as foras do campo;c) Combinado: o movimento segue as foras do campo, ajudado por fora estranha ao campo.Nos campos EM tambm existem Foras de Concentrao. Nesse caso, o trabalho ativo quando o sentido da menor para a maior concentrao e passivo quando o contrrio.Um dos trabalhos mais importantes que h nos biossistemas o transporte de substncias, que chega a um tero do trabalho total em animais.Outros pontos importantes sobre o trabalho so:a) Onde h trabalho passivo houve trabalho ativo antes;b) Todo trabalho exige gasto de energia;c) Trabalho o objetivo final dos seres vivos.

2.1 O Campo Gravitacional

Quando a massa de um corpo desprezvel em relao a outro a Fora (F) imprimida aos corpos pela acelerao da gravidade : F = mg. Onde, F a fora em Newtons, m a massa em quilogramas e g a acelerao da em metros por segundo ao quadrado.

A Energia Potencial simplesmente a Fora multiplicada pela altura (h) no Campo G: Ep = mgh.

A Energia Cintica no campo G dada pela equao Ec = mv2.

A Presso Fora / rea, e medida em newtonsm-2, no caso de slidos. J a presso nos lquidos se d por: P = d.g.h.Existem dois tipos de Trabalho encontrados na biologia:a) Trabalho F x d: usado quando h deslocamento de objetos;b) Trabalho P x V: usado quando a presso modifica o volume do sistema. importante lembrar que todo trabalho fsico. O que diferencia o trabalho realizado pelos biossistemas, necessrio para produzir um determinado efeito fsico. Logo: Trabalho Fsico a fora x distncia ou presso x volume. Trabalho Biolgico a energia da contrao muscular.

A Potncia medida a partir do tempo necessrio para realizar determinado trabalho. Quanto menor o tempo, maior a potncia.

Vetores a forma de representar as foras. Eles mostram propriedades como direo, sentido e magnitude. A soma desses vetores d origem ao vetor da fora resultante. Vetores com mesmo sentido e direo so somados, vetores com mesma direo e sentido opostos so subtrados, outros vetores so calculados pelo mtodo do paralelogramo.Foras o resultado das aes dos vetores. H foras de mesma direo e sentido que tem como resultante a soma das foras. J as foras aplicadas na mesma direo e sentidos opostos tm como resultante a subtrao das foras. Por fim, as foras congruentes em geral so aplicadas em um nico ponto e so resolvidas pelo mtodo do paralelogramo.Alavancas e Movimentos Musculares as alavancas so braos onde se aplicam um ponto de apoio e duas foras em oposio.Polias e Trao Teraputica as polias so rodas providas de canaletas e os efeitos obtidos so decorrentes das cordas que se aplicam as canaletas. As polias so de dois tipos:a) Fixas- apenas mudam o sentido da fora.b) Mveis Modificam as foras aplicadas.Atrito uma fora que se ope ao movimento dos corpos. O atrito de deslizamento um pouco menor que o atrito de imobilidade. O atrito de grande importncia na Medicina ao realizar exames como os que necessitam da introduo de cateteres e sondas, pois o material precisa ser lubrificado.Momentum a combinao entre massa e velocidade de um corpo.Presso Atmosfrica e Presso Hidrosttica a atrao entre a gravidade e as molculas de gases provocam uma presso na superfcie da Terra.Propriedades da Atmosfera como a atmosfera um fluido a presso se exerce em todos os sentidos e pode ser usada para contrabalancear a fora da gravidade.Aplicao de Fluidos para a injeo endovenosa de fluidos necessrio que a energia potencial do fluido seja maior do que a energia potencial do sangue venoso.

2.2 O Campo Eletromagntico

Normalmente, a matria neutra, mas a realizao de trabalho pode separar cargas nela. Eletricidade o estudo das propriedades e comportamento dessas cargas separadas. Os seguintes parmetros se observam nestes fenmenos:a) Coulomb: a quantidade de cargas. O Coulomb (C) corresponde a 6,2 x 1018 cargas. Logo, uma partcula unitria tem a carga eltrica de 1,6 x 10-19 C.b) Faraday: a quantidade necessria de Coulombs para transportar um mol de partculas. Corresponde a 9,65 x 104 C.c) Voltagem: a diferena de energia entre dois pontos, medida em Volts (V). Quando se utiliza 1 Joule para transportar 1 Coulomb entre A e B, a diferena de potencial 1 Volt.d) Ampere: mede a movimentao das cargas eltricas em funo do tempo, a corrente eltrica. Quando 1 Coulomb se desloca em 1 segundo de A para B, a corrente de 1 Ampere.e) Potncia: a capacidade de realizar trabalho em funo do tempo. Sua unidade o Watt (W). Quando passa 1 ampere sob potencial de 1 volt, a potncia de 1 watt.f) Resistncia eltrica: mede a oposio da passagem de corrente. Sua unidade o ohm (). Quando h uma voltagem de 1 volt entre os pontos A e B, onde passa 1 ampre de corrente, a resistncia de 1 volt.g) Resistividade: a resistncia calculada em funo do comprimento e rea do material condutor. Sua unidade ohmm.h) Condutividade: o sentido inverso da resistncia, medido em ohmcm-1.i) Capacitncia: o fenmeno relacionado ao acmulo de cargas opostas em condutores separados por meio isolante. Sua unidade o Farad. Q uando entre duas placas A e B existe uma ddp (diferena de potencial) de 1 volt, e nessas placas se acumula 1 Coulomb de cargas eltricas, a capacitncia de 1 Farad. Denomina-se capacitor o conjunto que acumula essas cargas.j) Indutncia: a capacidade de induzir correntes do campo magntico gerado por cargas eltricas em movimento.

Existem vrios tipos de correntes:a) Simples: a mais comum, com polos invariveis;b) Alternada: a polaridade varia em funo do tempo. uma corrente pulsante com pulsos negativos e positivos;c) Induzida: a polaridade varia em diversas variantes.

RELAES ELTRICAS DE INTERESSE EM BIOLOGIAAssociao de pilhasa) Em srie: unio dos polos positivos de um com os polos negativos dos outros. As voltagens se somam e corrente permanece a mesma;b) Em paralelo: unio dos polos negativos e positivos entre si. A voltagem a mesma e a corrente se divide.

Associao de resistoresa) Em srie: corrente percorre cada resistor sucessivamente. A resistncia total a soma das resistncias individuais;b) Em paralelo: corrente passa simultaneamente atravs dos resistores. A resistncia total a soma dos inversos das resistncias individuais.

Associao de capacitoresa) Em srie: polo positivo de um com polo negativo de outro, a capacitncia final a soma dos inversos das capacitncias individuais;b) Em paralelo: polos positivos com positivos e polos negativos com polos negativos. A capacitncia final a soma das capacitncias individuais.

Lei de OhmRelao entre corrente (I), voltagem (V) e resistncia (R):V = RIOnde a voltagem medida em volts, corrente em amperes e resistncia em ohms.

Potncia eltrica e produo de calorA potncia (W) em qualquer circuito se d por:W = VI (Jouless-1 = watts)

Em circuito puramente resistivo temos:w = RI2

Se o sistema funciona durante um tempo t o trabalho realizado ser: = VIt

Equipamentos fornecedores de correntes usados na Biologia

a) Eletroterapia: Pode ser usada na eletroestimulao dos msculos, onde o mecanismo consiste na estimulao dos processos biolgicos por correntes eltricas; na consolidao de fraturas, quando a aplicao de pequenos potenciais usada como adjuvante efetivo para a formao dos calos sseos; e na Ionoforese, que a introduo de substncias no organismo atravs de corrente eltrica.b) Termoterapia: Ela a aplicao de calor nas vrias condies patolgicas. O calor pode ser aplicado nas fontes condutoras, calor radiante (infravermelho), diatermia e ultrassom. Nas fontes condutoras, o calor aplicado com mtodos simples, como compressas quentes, que podem ser midas ou secas. No h perigo de um excesso de calor ser transferido para a pele, sempre preciso usar o termmetro para controlar a temperatura do banho. A energia radiante absoro e transferncia da energia que fornece a elevao de temperatura. Os eltrons produzem o trabalho e o trabalho por atrito produz o calor. A absoro do calor depende de tipo da pele do paciente e da colorao da pele, assim que a pele escura absorve mais do que a pele clara.Na termoterapia, a distncia e o ngulo de incidncia condicionam a intensidade de recebida. Segundo a distncia, a intensidade da energia que atinge uma rea do corpo, inversamente proporcional ao quadrado da distncia. A frmula usada : I2/I1 = d12/d22 ngulo de incidncia: a frmula que mede a intensidade em funo do ngulo de incidncia : I = I0. Cosc) Diatermia: a passagem do calor atravs dos tecidos e rgos. Na aplicao por ondas curtas ou micro-ondas, necessrio lembrar que o paciente faz parte do circuito eletromagntico. Por isso importante sintonizar o circuito com a presena da parte do organismo a ser irradiada. tambm necessrio observar bem as prescries teraputicas para cada caso, especialmente nas irradiaes da plvis. Os operadores e aplicadores devem se precaver contra irradiaes continuadas pela reflexo.d) Ultrassom: O ultrassom onda sonora e, portanto mecnica. O mecanismo ntimo de ao do ultrassom a vibrao de estruturas atravs do impacto mecnico das ondas do som. A intensidade determinada pela potncia do gerador e pela rea da cabea emissora. O ultrassom aplicado para aquecimento das articulaes. importante lembrar que os portadores de marca-passos no devem ser expostos a micro-ondas para no interferir no funcionamento desses aparelhos. Alm disso, a gerao do calor nos eletrodos pode levar o aquecimento do tecido cardaco. Paciente com prteses metlicas podem apresentar o excesso de calor nessas interfaces. Fontes se infravermelho podem provocar catarata. Zonas isqumicas no devem ser aquecidas, com o risco de vasodilatao.e) Crioterapia: indicada em estados inflamatrios para analgesia de traumas e infeces, podendo reduzir a febre. Na medicina esportiva, ela tem indicaes excelentes para entorse e contuses. No ps-operatrio de vrios tipos de cirurgia, especialmente ortopdica h indicaes para o uso do resfriamento.

3. Termodinmica

Os parmetros da Termodinmica so: Sistema e Entorno.

Os tipos de Energia interna so:a) Potencial: Composio qumica do sistema;b) Cintica: Contedo de calor do sistema.

Os tipos de Energia externa:a) Potencial: Depende da altura do sistema no campo gravitacionalb) Cintica: Depende da velocidade de deslocamento do sistema no espao.

As propriedades podem ser intensivas, que independem da massa; ou extensivas, que dependem da massa.

As Leis da termodinmica so:a) Primeira lei da TD: Energia no pode ser criada ou destruda, mas somente convertida de uma forma ou outra, ou seja, a energia do universo constante;b) Segunda lei da TD: Energia, espontaneamente, sempre se desloca de nveis mais altos para nveis mais baixos.

Assim, a concluso das leis que todo sistema que realizou trabalho tem sua Energia diminuda.

Outros conceitos importantes da termodinmica so:Entropia: Qualidade de energia incapaz de realizar Trabalho.Entalpia: Contedo de calor de um sistema.Energia livre: (Entalpia) (Entropia).Energia de ativao: Energia inicial que deflagra o processo, sempre necessria. Reaes se passam mais facilmente quando a energia de ativao baixa.Catlise: Interfere na velocidade de uma reao atravs de agentes modificadores da energia de ativao (catalisadores).

3.1 Termodinmica: leitura complementar.

ENERGIA E ENTROPIA EM BIOLOGIAAs clulas usam energia livre, um tipo de energia eltrica, que produz trabalho em condies de isbaria e isotermia. Essa uma diferena fundamental entre os seres vivos e as maquina, a realizao de trabalho nos sistemas biolgicos no existe como na forma clssica da termodinmica."Todo trabalho biolgico comea no nvel molecular"A energia fornecida atravs de processos moleculares, a energia eltrica e aciona mecanicamente, por atrao e repulso de cargas, as fibras musculares de contrao.A energia dos seres vivos no conseguida atravs de exposio ao calor ou de carregamento por energia eltrica e sim atravs dos alimentos de onde retirada atravs de oxidaoes metablicas.

ATP +H2O ADP + H3PO4

A termodinmica quntica estuda os eventos microscpicos dos componentes moleculares dos sistemas em geral, utilizando os mtodos da mecnica estatstica para calcular parmetros termodinmicos dos componentes de um sistema. Os seres vivos procuram atingir o mais alto grau de organizao informao e eficincia de utilizao de energia pelo processo de diminuio de entropia.Os seres vivos vivem enquanto lutam pelo abaixamento de sua entropia. Viver retirar organizao do ambiente, estar em permanente no equilbrio com o meio. O equilbrio a morte do sistema biolgico. A diferena entre estado hgido e estados patolgicas apenas no grau de Entropia, toda e qualquer doena ocorre simplesmente por um aumento de entropia. Perturbaes entrpicas atingem desde a composio, estrutura, funo, at os finos mecanismos de controle.Os sistemas da termodinmica se dividem em fechados (trocam energia e trabalho com o ambiente) e abertos (trocam energia, trabalho e matria com o ambiente).Os sistemas fechados atingem equilbrio dinmico com o ambiente, em calor ou trabalho. Os sistemas abertos atingem o estado ou regime estacionrio (equivalncia entre o que entra e o que sai do sistema) para isso necessrio realizar trabalho e o que entra deve ter nvel entrpico menor do que o que sai.equilbrio dinmico (energia livre = 0) estado estacionrio (energia livre diferente de 0).O processo reversvel tem entropia nula, mas ideal (imaginrio); os processos irreversveis possuem entropia, pois so reais.Todos os processos biolgicos reais so irreversveis, o envelhecimento a entropia natural dos seres vivos e a morte o estado mximo de entropia."Quem tem mais fora aquele que trabalha"

Trabalho ativo - energia interna diminui ( o sistema realizou trabalho sobre o ambiente).Trabalho passivo- energia interna aumenta (o ambiente realizou trabalho sobre o sistema).

Exerccios

Temas para Grupo de Discusso GD 01

1. Discutir as relaes entre os Biossistemas e as Grandezas Fundamentais.

2. Recolher em textos diversos de Biologia (Anatomia, Histologia, Bioqumica, Fisiologia, Teraputica etc.) amostras do uso indevido de unidades e convert-las para o SI. Os textos de Medicina so particularmente frteis em exemplos.

3. Discutir massa e peso, velocidade e acelerao, energia e trabalho. Procurar em livros de Fsica conceito de acelerao linear e tangencial (opcional).

Atividade Formativa 01

Proposies1. Expressar, usando as Qualidades Fundamentais do Universo, as seguintes Qualidades Derivadas:a. b. reac. Volumed. Densidadee. Velocidadef. Aceleraog. Forah. Pressoi. Trabalho

2. Expressar as Qualidades da P.01 em Unidades SI e CGS.

3. Uma hemcia marcada com radioistopo se desloca entre dois pontos de um vaso sanguneo. A distncia entre os pontos de 0,2m e o tempo gasto foi de 0,01s. Calcular a velocidade da corrente sangunea no SI e CGS.

4. Uma hemcia acelerada pela contrao ventricular. No primeiro 0,1 segundo, ela percorre 10 mm, no segundo 20 mm e no terceiro 30 mm. Calcular a acelerao em cms-1 e ms-1.

5. Um indivduo levanta um objeto de 5 kg a 1,20m de altura em 1,3 s. N repetio do teste ele consegue em 0,92 s. Calcular o Trabalho realizado e a Potncia demonstrada em cada caso.

6. Um atleta suporta sua massa corporal (70 kg) suspenso em uma barra. Qual a Fora que ele faz?

7. Para empurrar massa de sangue de 100 g com acelerao de 0,012 ms-1, quando de Fora necessrio?

8. Um atleta (70 kg) salta sobre um obstculo de 1,20 m de altura. Qual foi o Trabalho fsico realizado?

9. O corao se contrai com presso mxima de 120 mmHg, lanando sangue numa aorta de 2,5 cm de dimetro. Qual a fora da contrao cardaca, em unidades SI?

10. Calcular a Energia, em unidades SI, necessria de para produzir a Fora de contrao cardaca na proposio anterior, sabendo-se que o volume do ventrculo na sstole de 100 cm3. Dica: Energia/Volume = ?.

11. A bexiga se contrai (variao de volume) para eliminar urina (sob presso). O que representa a combinao dessas variveis?

12. A dose efetiva de uma sulfa 0,02 gkg-1, tomada de 8 em 8 horas. Se o paciente pesa 75 kg, quantos gramas deve tomar a cada intervalo? Se cada comprimido tem 0,5 g de sulfa, quantos comprimidos devem ser ingeridos a cada 8h? Use dimenses.

13. Uma suspenso de antibitico, para uso oral, tem concentrao de 500 mg10ml-1. A dose para crianas 30 mg10kg-1 d emassa corporal (peso). Quantos ml voc daria para uma criana de 20 kg se a dose tomada de 12 em 12 horas e qual o total ingerido em 5 dias? Use dimenses.

14. O fluxo de um lquido biolgico qualquer (sangue, linfa, etc.) definido como o volume debitado por segundo. Se a rea do vaso for conhecida, que mais se pode calcular?

15. Distinguir massa de peso.

16. Das Dimenses Derivadas, apenas rea (L2), Volume (L3), e Densidade (ML-3) no possuem Tempo (T) na frmula dimensional. Discutir. possvel que Matria e Espao sejam eternos?

17. Distinguir a quantidade de calor e a temperatura dos seguintes sistemas: xcara de caf bem quente. Piscina com gua fria. Pequena esfera de ao, aquecida ao rubro.

18. A que temperatura centgrada equivale 310K? (considere o zero absoluto como arredondado para -237K).

19. A que temperatura absoluta equivale 37C? (o zero absoluto como na P-18).

20. Uma substncia radioativa emite 3.000 pulsos por minuto. Qual a frequncia de emisso?

21. Um corao pulsa 6.480.000 vezes em 24 horas. Calcule sua frequncia.

Temas para Grupo de Discusso GD 021. Principais propriedades dos campos, sua atuao sobre os seres vivos, produo de campos por Biossistemas.

2. Procurar em textos de Biologia, fenmenos que so descritos de forma tal, que a presena da Teoria dos Campos no aparente. Exemplos: Reaes Qumicas e Biolgicas, exerccios fsicos, respostas fisiolgicas, atividade de rgos e sistemas etc. Passar para a linguagem da Teoria dos Campos.

3. Discutir Trabalho Ativo, Passivo e Combinado. Critrios de Determinao. Exemplos Biolgicos e no Biolgicos.

Proposies:

1. Assinalar os Campos de Fora que agem a Longas Distncias (L) e curtas distncias (C).a. Campo G ( )b. Campo EM ( )c. Campo E ( )d. Campo M ( )e. Campo N ( )

2. Assinalar os Campos de Fora que variam inversamente com o quadrado da distncia.a. Campo G ( )b. Campo EM ( )c. Campo E ( )d. Campo M ( )e. Campo N ( )

3. Assinalar os Campos onde se encontram Foras de Atrao e Repulso.a. Campo G ( )b. Campo EM ( )c. Campo E ( )d. Campo M ( )e. Campo N ( )

4. Assinale o Campo de Fora que age sensivelmente nos seres vivos, em nvel de rgos e sistemas (S), molecular (M), e subatmico (A).a. Campo G ( )b. Campo EM ( )c. Campo E ( )d. Campo M ( )e. Campo N ( )

5. Assinale os Estados de Energia Ep ou Ec, nos seguintes casos:a. Movimento de ons atravs de membranas ( )b. Energia da Glicose ou ATP ( )c. Contrao muscular ( )d. Presso causada pelas paredes arteriais distendidas ( )e. Peso da coluna de sangue na artria aorta ( )

6. Assinale as Formas de Energia nos seguintes processos biolgicosa. Peso coluna de sangue ( )b. Contrao muscular ( )c. Fotoqumica da viso ( )d. Sntese de Protenas ( )e. Difuso de Molculas ou ons ( )f. Ligao Qumica ( )

7. Assinale como Trabalho Ativo (A) ou Trabalho Passivo (P) ou Combinado (C):a. Pedra caindo ( )b. Pedra subindo ( )c. Sangue venoso descendo da cabea ao corao ( )d. Sangue arterial descendo do corao para os ps ( )e. on Na+ se deslocando em direo a outro on Na+, ambos em mesma zona de concentrao ( )f. on Na+ se aproximando do on Cl- ( )

8. Indicar o tipo de transporte ativo (A) ou passivo (P). Os nmeros indicam a concentrao.

( )Na+ Na+ 100 30( )

( )Cl- Cl- 20 40( )

( )Na+ Cl-

( )

( )Glicose Glicose10 15( )

9. Comentar a expresso comumA energia da clula, etc. Como se energia apenas dos Campos?.

10. Discutir a possibilidade da existncia de fenmenos biolgicos que no resultam de Trabalho.

11. Completar com setas cheias (Trabalho Ativo) e setas pontilhadas (Trabalho Passivo), o movimento inico na clula da Fig 2.10. O tamanho dos smbolos indica a concentrao.

12. No sistema abaixo, separado por membrana permevel, os ons Cl- se deslocam de (1) para (2) devido ao gradiente osmtico. Um campo eltrico foi aplicado, e o sentido do deslocamento dos ons Cl se inverte (Setas, antes e depois do campo E) (Fig 2.11). Responda:a. O polo positivo foi colocado do lado ( ) e o negativo do lado ( )b. A fora eltrica maior ( ) menor ( ) que a Fora osmtica.c. Os trabalhos so:Passivo-Fora .......................... Ativo-Fora ..........................

13. Um campo eltrico aplicado ao sistema abaixo, com a polaridade como indicada. Responda:

a. O campo eltrico e o osmtico esto no:no mesmo sentido ( )em sentidos opostos ( )b. O transporte de ons Na+ vai ser:acelerado positivamente ( )acelerado negativamente ( )c. O trabalho do tipo:Ativo ( )Passivo ( )Combinado ( )

Atividade Formativa 2.2

Proposies:1. Um adulto levanta um peso de 5 kg a uma altura de 0,20 metros. Calcular o trabalho fsico e o biolgico, supondo que o trabalho fsico 20% do biolgico.

2. Um indivduo pula 10 vezes uma altura de 25 cm, em 15 segundos. Sua massa corporal de 50 kg. Calcular o Trabalho realizado e a potncia usada.

3. Conceituar Vetor.

4. Somar os vetores abaixo. Representar a Resultante e a Equilibrante.

5. Classificar as alavancas abaixo:

6. Calcular a Fora, em kg e newtons, exercida pelas traes abaixo:

7. Em qual sistema a trao tem mais fora? Discutir a resposta.

8. Uma Fora de 25 N aplicada em ngulos de 30, 60 e 85. Calcular a resultante.

9. Uma fora de 10 N aplicada sucessivamente atravs de um brao de 10 cm (0,10 m) e 5 cm (0,15 m). Qual o torque exercido em cada caso?

10. Um disco de polimento tem 1,5 cm de dimetro. Fora aplicada no eixo de 15 N. Calcular o troque na borda, e a 0,5 cm do eixo. Como a relao das velocidades nesses pontos?

11. Conceituar Presso atmosfrica.

12. Na figura, coloque em ordem decrescente os vetores de presso atmosfrica em relao altitude:

1 ______ 2 ______ 3 ______ 4 ______ 5 ______

13. Num ambiente cuja Patm 690 mmHg, qual o valor de uma presso negativa de -12 mmHg? E de uma positiva +5 mmHg?

14. Quais dos sifes abaixo no funcionam? Por que?

15. Na figura 2.1.29, se a rolha de um dos frascos estiver furada, o sistema1 ( ) ou o 2 ( ) no funciona.

16. Na fig. 2.1.31m se a rolha estiver furada, o que acontece com a regulagem do fluxo?

17. Na figura 2.1.32, completar com Campo G ou Sifo:a. A suco no paciente por .................................b. Do frasco 2 para o frasco 1 por .................................c. Do frasco 1 para o frasco 3 por .................................

18. Na figura 2.1.32, completar com Campo G ou Sifo:a. Enchimento da bexiga por paciente por .................................b. Esvaziamento da bexiga por .................................

19. Na figura 2.1.34, se o tubo de conexo estiver mal colocado, haver subida de lquido no tubo? O que acontecer com a entrada de ar na caixa torcica?

20. Como voc usar uma drenagem com aspirao para retirar ar do trax e expandir o pulmo?

GD 02

1. Conceituar e exemplificar Fora, Energia, Trabalho Fsico e Biolgico, Potncia e Presso.

2. Discutir a racionalidade da prescrio de exerccios fsicos, em relao aso parmetros acima, especialmente Potncia.

Atividade Formativa 2.3

Proposies:1. Conceituar matria neutra e polarizada.

A matria neutra a matria cuja distribuio de cargas positivas e negativas equivalente. A matria polarizada aquela que submetida separao de cargas

2. Quantos coulombs valem as seguintes cargas:

3,1 x 1018....................... C6,2 x 1019....................... C9,65 x 104....................... C

O coulomb = 6,2 x1018 cargas, ento 3,1 x 1018 = 2 C;6,2 x 109 = 109 C;9,65 x 104 = 0,65 x 1014 C

3. Entre os pontos A e B foram transportados 5,3 C de carga, e o trabalho necessrio foi de 10,6 Joules. Qual a diferena de potencial (Voltagem) entre A e B.

V = Joule x coulombNA: 10,6 x 5,3 = 56,18V

4. Entre os dois lados de uma pele de r, um miliampermetro acusou corrente de 1,25 x 70-7 amperes. Se a rea de passagem 0,25 cm2, qual a quantidade de ons que passa por cm2 de pele?

Seja Q essa quantidade, temos:Q = ampre/ reaNA: Q = 1,25 x 10-7/0,25 = 5 x 10-7 ; Q = 5 x 10-7

5. Um pulso nervoso tem 6 x 10-3 V (5 mV) e corrente de 5 x 10-9 amperes (5 nA). Qual a potncia do impulso?

1- A potncia do impulso : watt = volt x AmpreNA: watt = 6 x 10-3 x 5 x 10-9 = 3 x 10-11 w

6. Um pulso cardaco de 35 mV chega a superfcies do trax com 1.2 mV, e a corrente medida de 20 nA. Converter para SI e calcular a resistncia dos tecidos. Se a distncia percorrida de 5 cm, calcular a resistividade.

Convertemos para o SI:35 mV = 35 x 10-3 V; 1,2 mV = 1,2 x 10-3 V; 20 nA = 20 x 10-9 A ; 5cm =5 x 10-2mCalculamos a resistncia dos tecidos: Segundo a lei de ohm, temos a relao:V = RI; ento R =V/INA: R = 35 x 10-3/20 x 10-9 = 1,75 x 106 Seja a resistividade, escrevemos = R x distncia percorridaNA: = 1,75 x 106 x 5 = 8.75 x 104 .m

7. Qual a condutncia do tecido biolgico da proposio 6?

A condutncia : MHO = 1/RNA: MHO =1/1,75 x 10-6 = 0,57 x 10-6 MHO = 0,57 x 10-6

8. O capacitor de um oscilador de ondas curtas acumula 6,5 x 10-9 coulombs sob potencial de 1 x 10-3 VOLTS. Calcular sua capacitncia em Farads.

C = coulomb/voltNA: C = 6.5 x 10-9/10-3 = 6,5 x 10-6 C = 6,5 x 10-6 Farad

9. Quando se aplicam rpidos choques interrompidos usando corrente fardica sobre preparao neuro-msculo, a contrao do desligamento da corrente mais intensa do que a de ligamento. Explique e faa um esquema.

O choque de ligao ( fechamento) do circuito menor que o de desligamento ( abertura). No fechamento, a corrente induzida ope-se corrente indutora. Na abertura ao contrrio a corrente induzida soma-se indutora. Por esse motivo, a contrao muscular do choque de abertura sempre mais intensa.

10. Identificar as correntes abaixo:

A - corrente contnua pulsante positivaB corrente contnua pulsante positiva e negativaC corrente alternativaD descarga do capacitorE corrente induzida

11. Descrever o mecanismo de ao da eletroterapia no tratamento de afeces musculares.

Esse mecanismo consiste na estimulao dos processos biolgicos causados pela corrente eltrica. Esta por sua vez, age despolarizando as clulas nervosas ou musculares, e iniciando um potencial de ao. A corrente dura por alguns milissegundos para msculos e um milissegundo para nervos.

12. Identificar a causa efetora da Termoterapia.

A elevao do metabolismo vem de aumento da dissociao da gua e eletrlitos e da atividade enzimtica, que resultem em acelerao de todas reaes biolgicas. Em nvel de rgos, a vasodilatao responsvel.

13. Por que o banho de parafina, corretamente usado, tem pequena probabilidade de superaquecimento dos tecidos?

O banho do parafino tem pequena probabilidade de superaquecimento dos tecidos porque o calor especfico da mistura dos componentes aproximadamente a metade do calor dos tecidos biolgicos

14. Qual o mecanismo ntimo de ao do Calor Radiante? Faa um esquema.

As oscilaes nos eltrons rbitas provocam o aquecimento da matria. A energia radiante a absoro e a transferncia da energia que fornece a elevao da temperatura. Os eltrons vibrando produzem trabalho e o trabalho pelo atrito produz o calor

15. Uma fonte de calor tem intensidade 1 a 1 metro de distncia. Qual ser a intendiade a 0,30 m (30 cm) de distncia?

I = 0,30

16. Uma fonte de calor irradia o trax de um paciente. Perpendicularmente ao feixe energtico, a intensidade 1. A fonte est a 0,5 metros de distncia do ponto central, Qual ser a intensidade a 0,20 metros (20 cm) desse ponto? Faa um esquema.

I2/I1 = d12/d22 ; I2= I = I1d12/d22NA: I = 1 x (0,5)2/(0,20)2 = 6,25 ; I = 6,25

17. Por que necessrio considerar com ateno a parte do corpo do paciente que fica entre os polos geradores de ondas curtas ou micro-ondas?

preciso essa necessidade porque as radiaes interferem com o funcionamento dos aparelhos e a gerao do calor nos eletrdios pode levar a queimadura do tecido cardaco

18. Uma poro do corpo humano de resistividade de 100cm foi exposta a uma corrente de ondas curtas de 200 mA. A rea irradiada 50 cm2 em espessura de 23 cm. Tempo de irradiao: 10 min. Calcular o calor gerado em J e cal. Se a massa for de 1,2 kg, qual a temperatura terica atingida? Calor especfico = 0,8.

Seja esse calor temos : = R I2 tNA: = 100 x (0,2)2 x 600 = 2400 = 2400 Joules ou = 0,6 cal.Calculamos a temperatura terica atingida.Seja = mc temos = /mcNA: = 0,6 / (1,2 x 0,8) = 0,67 cal/kg = 0,67 cal/kg

19. Por que o ultrassom deve ser aplicado aos tecidos biolgicos sem camada de ar entre a cabea do emissor e a parte tratada?

O ultrassom deve ser aplicado aos tecidos biolgicos sem camada de ar entre cabea de emissor e a parte tratada porque necessrio manter a queda do nvel de energia e transmitir suficiente potncia para os tecidos biolgicos evitando ruptura das clulas

20. Citar os pacientes que no podem ser submetidos a ondas curtas e micro-ondas.

Os pacientes portadores de marca-passo cardaco e prteses metlicas.

21. Qual um dos riscos mais frequentes do excesso de exposio ao calor (essencialmente o infravermelho)?

O risco a catarata

22. Por que no se devem aquecer zonas isqumicas?

No se devem aquecer zonas isqumicas para evitar vasodilatao que pode resultar necrose tissular.

23. Citar trs indicaes da crioterapia.

indicada: em estados inflamatrios para analgesia de traumas e infeces, para diminuio da febre e para o uso do resfriamento.

24. Qual a ps-reao orgnica aplicao do frio?

a crioterapia que se faz por vasodilatao que a ps-reao orgnica aplicao do frio.

Atividade Formativa 03

Proposies:1. Enunciar, de forma simples, a 1 e a 2 lei da TD.

2. Fazer desenhos representativos da 1 e 2 lei da TD

3. Assinalar Certo (C) e Errado (E):a. A Energia do Universo constante ( ).b. A Entropia do Universo aumenta sempre ( ).c. Energia (Matria), espontaneamente se desloca sempre de nveis mais altos para mais baixos ( ).d. Realizao de Trabalho permite enviar Energia (Matria) de nveis mais baixos para mais altos ( ).e. Em qualquer mudana, a Entropia total diminui ( ).

4. Conceituar Entalpia.

5. CompletarExotrmica a reao que .................................. calor.Endotrmica a reao que .................................. calor.

6. Quando:H negativo (-H) a reao .................................. calor e chama-se ...................................H positivo (+H) a reao ................................... calor e chama-se ...................................

7. Um pesquisador est observando um Sistema e seu Entorno (Ambiente), e no completou suas notas. Use TD para ajud-lo:a. Entropia no sistema diminuiu, no entorno ...................................b. Entropia diminuiu no entorno, no ambiente ...................................c. Entropia total sempre ..................................em todas as experincias.

8. Pode-se afirmar que se Entropia aumentou no Entorno, ela diminuiu no Sistema? Explique.

9. Conceituar Energia Livre.

10. Completara. Exergnica a reao que ................................... Energia Livre.b. Endergnica a reao que ................................... Energia Livre.

11. Quando G :a. G, a reao ...................................b. +G, a reao ...................................c. G = 0, a reao est em ...................................

12. Explicar como uma reao cujo G = + 8 kcal pode estar ocorrendo naturalmente em um sistema biolgico.

13. Quando uma reao ocorre com G = -13 kcal, qual a Energia indispensvel para que ela ocorra em sentido contrrio?

14. Dois corpos, um de 2 kg e outro de 3 kg, se largados no espao, caem. Se, porm, no esquema da figura 3.0.12, voc observar o objeto de 2 kg subindo, o que voc pode concluir que existe atrs da blindagem? Faa um desenho e explique. Compare com reaes qumicas acopladas. Qual o sinal do G do movimento de cada pedra? Se G = 0, o que aconteceria?

15. E se voc visse a pedra de 3kg subindo e a de 2 kg descendo? Complete com 1 palavra as duas possibilidades:a. ......................................................b. ......................................................Discutir e comparar com reaes qumicas. Fazer desenhos explicativos.

16. Um catalisador positivo (Completar):a. Diminui a ................................... de uma Reao.b. Aumenta a ................................... de uma Reao.

17. Assinalar Certo (C) ou Errado (E):a. Um catalisador altera o G de uma reao ( ).b. Um catalisador no altera o K de uma reao ( ).c. Os catalisadores se destroem depois da catlise ( ).

18. Qual a funo das enzimas? (3 palavras)

19. Desenhar o curso de uma reao com catalisador negativo.

20. Quem tem, pe; quem no tem, tira. A TD mostra que seria mais correto dizer Quem tem, pe; quem no tem, recebe. Discutir porque.

Atividade Formativa 3.1

Proposies:1. Discutir os mecanismos celulares de produo de trabalho.

2. Mostrar que o ATP a ligao de baixa energia: -7kcal por mol, enquanto h ligaes de 100 a 150 kcalmol. Explicar o sentido errneo de ligao de alta energia.

3. ComentarNo h poluio, h Entropia.

4. Discutir:No h doena, h Entropia.

5. Mostrar que nenhum processo pode ser perfeito, pois h sempre uma Entropiazinha para atrapalhar. Quando se come, fica um restinho no prato, quando se bebe, a ltima gota fica no copo, do cigarro que se fuma fica o toco (devia sobrar tudo), a roupa que se veste estraga antes de acabar, os sapatos ficam imprestveis antes do fim, na produo industrial de qualquer coisa um certo nmero de peas sai com defeito, numa mangueira carregadinha de mangas diversas se perdem se amadurecer. Os exemplos so infinitos.

6. Descrever as caractersticas dos sistemas abertos e fechados.

7. Com relao ao G, qual a diferena fundamental entre Estado de Equilbrio e o Estado Estacionrio?

8. ComentarReversvel e Irreversvel no sentido TD e no sentido corriqueiro.

9. Desenhar os nveis estruturais de uma protena, usando um modelo simples para as molculas de aminocidos.

10. Frequentemente, uma soluo saturada se cristaliza espontaneamente. Ora, os cristais so modelos de Ordem e Organizao (Entropia muito baixa). Discutir como possvel. Comparar com a organizao espontnea de protenas.

11. Meu ideal seria que.... Mas na vida real, esse ideal nunca atingido. Comentar a relao TD desse fato.

12. Durante quanto tempo voc aguentaria imaginar um pndulo indo de um lado para o outro, sem dormir? Como voc usaria esse dado para classificar como sistema ideal ou real?

13. Considere a caixa dgua abaixo. Ela est em equilbrio dinmico ou estado estacionrio: Fornecer evidncias para a concluso. O sistema aberto ou fechado? Como se comportam G e S neste sistema?

14. O que caracteriza o ser vivo como sistema TD? (Certo ou Errado).

15. Descrever a relao entre G e G0.

16. Quando a relao P/R se torna constante, qual o o valor de G?

17. Qual a relao entre G0 e o valor de K?

18. Numa reao de A + B C + D, os seguintes valores foram observados:A = 0,8 B = 0,8 C = 1,6 D = 1,6Ae = 0,3 Be = 0,3 Ce = 2,1 De = 2,1Calcular K, G0 e G.

19. Uma reao A + B C + D tem G = -5kJ. A e B foram encontrados como 1 x 10-2 e Ce D como 5 x 10-1 moles. Calcular G.

20. Procurar na literatura de Bioqumica casos onde G0 seja negativo e G, positivo.

21. Discutir G, G0, G0 e K.