van chuyen vat chat trong co the

______________________________________________________________________________________________

BÀI 3: VẬN CHUYỂN VẬT CHẤT TRONG CƠ THỂ SỐNG

I. PHÂN TỬ -ION VÀ DUNG DỊCH TRONG CƠ THỂ

Trong mô và tế bào sống của bất kỳ cơ thể nào (thực vật, động vật hay vi khuẩn) đều chứa các đại phân tử sắp xếp rất có trật tự. Trái lại trong môi trường bao quanh tế bào đều có các phân tử, ion bình thường, không đặc trưng và phân bố một cách ngẫu nhiên. Như vậy mọi cơ thể sống đều được cấu tạo bởi vô số các phân tử và ion. Các phân tử và ion này được cấu tạo từ rất nhiều nguyên tố thường gặp trong tự nhiên. Dù số lượng chúng có thể nhiều như Carbon, Hydro, Nitơ, lưu huỳnh, Phospho, Clo, Canxi, Kali, Natri và có thể ít như Flo, Iod, Sắt, Ðồng, Chì, Nhôm... thì chúng đều giữ vai trò rất quan trọng trong việc hình thành và hoạt động của cơ thể sống. Mỗi phân tử, ion tồn tại trong cơ thể sống đều luôn hoạt động và biến đổi. Nghiên cứu về các phân tử và ion trong cơ thể sống ta nhận thấy chúng có một số đặc điểm sau:

- Chúng có hình dạng kích thước, khối lượng rất khác nhau. Bảng (3.1) cho ta một số ví dụ về các loại phân tử khác nhau:

Chỉ xét riêng với phân tử protein ta thấy: phân tử lượng của chúng thay đổi từ hàng trăm đến hàng triệu; hình dạng của chúng có hai loại: Protein sợi có dạng hình trụ và rất dài (chiều dài lớn hơn đường kính hàng trăm lần) và protein cầu dẹt (chiều dài lớn hơn đường kính 3-10 lần).

Tùy theo khả năng hoạt động, nhiệm vụ của các ion và phân tử trong cơ thể mà chúng có thể đứng yên một cách tương đối hoặc chuyển động hỗn loạn hay chuyển động thành dòng.

Thông thường các đại phân tử thường ít vận động. Các ion thì trái lại, vận động khá linh động như các ion K+, Na+, Cl-...

Một dạng khác của ion là các phân tử bị ion hóa. Các ion này vẫn có cấu trúc phức tạp của các phân tử ban đầu thông thường chúng đứng yên tương đối trong tế bào.

- Các ion này có cấu trúc rất phức tạp vì giữa các nguyên tử tạo nên phân tử lệch nhau những góc xác định trong không gian. Trên hình 3.1 cho ta hình ảnh góc tạo bởi các phân tử trong một chuỗi peptid.

Hình 3.1 Những góc khác nhau tạo bởi đường nối tâm các nguyên tử trong phân tử làm cho mạng nguyên tử trong phân tử có cấu trúc phức tạp.

+ Các đại phân tử trong cơ thể có cấu trúc rất phức tạp, chúng tạo thành những thể hình học xác định và bắt đầu có tính chất như một vật rắn. Ðặc biệt với phân tử protein được phân ra làm bốn cấu trúc.

Cấu trúc cấp I: biểu thị thứ tự các acid amin của phân tử protein.

Cấu trúc cấp III: biểu thị sự xoắn và cuộn khúc của chuỗi polypeptid hình khối đặc trưng của protein dạng cầu.

Cấu trúc cấp IV: biểu thị sự kết hợp của nhiều chuỗi polypeptid có cấu trúc bậc III trong phân tử protein oligome (protein có nhiều chuỗi polypeptid).

Với một loại phân tử xác định, đời sống của một phân tử là khoảng thời gian sống xác định trước khi biến đổi thành phân tử khác. Ðời sống trung bình của một phân tử là giá trị trung bình cộng của Ðời sống của tất cả các phân tử loại đó trong cơ thể sinh vật hoặc trong một mô hay tế bào.

Ðại lượng có ý nghĩa xác suất nhất định, nó phụ thuộc vào loại phân tử được xét và những điều kiện cụ thể của hoàn cảnh mà loại phân tử này đang tồn tại.

Trong tất cả các quá trình sinh học, đại đa số phân tử và ion đều tham gia vào việc vận chuyển máu, quá trình hô hấp v.v... Các quá trình như quá trình di truyền chỉ có rất ít các phân tử ADN tham gia nhưng phẩm chất của các phân tử này quyết định hoàn toàn việc hình thành một cá thể sống mới.

Như vậy các phân tử và ion trong cơ thể sống phải bảo đảm 3 vai trò:

· Dự trữ, vận chuyển, giải phóng năng lượng cần thiết cho hoạt động sống.

· Một số trong chúng chứa đựng toàn bộ thông tin cần thiết về tổ chức cơ thể sống.

· Chúng vận chuyển vật chất từ nơi này đến nơi khác của cơ thể.

· Chúng là môi trường để thực hiện hàng loạt các phản ứng hóa sinh.

· Chúng bao bọc và bảo vệ các tổ chức, thực hiện các quá trình trao đổi chất.

Trong cơ thể có hai loại dung môi chính là nước và lipid vì thế, có 4 loại dung dịch:

Dung dịch hòa tan không điện ly: là một hệ đồng nhất gồm 2 hay nhiều chất và các chất này không có khả năng phân ly thành ion. Khi nghiên cứu loại dung dịch này ta quan tâm đến tỷ lệ chất tan trong dung dịch (nồng độ), đây là yếu tố quyết định mọi tính chất của dung dịch. Dung dịch hòa tan có tính chất điện ly: là các chất hòa tan có khả năng phân ly thành các ion dương và âm. Ðể đặc trưng cho loại dung dịch này người ta đưa ra khái niệm độ điện ly

với

có giá trị từ 0 đến 1. Ðối với chất không điện ly

= 0 còn với chất điện ly hoàn toàn

= 1 (

=100%)

Ðộ điện ly phụ thuộc dung môi, nhiệt độ, nồng độ chất điện ly. Dưới đây là bảng 3.2, cho biết giá trị độ điện ly của một số chất trong dung dịch nước ở 18oC, nồng độ 0,1 .

Tên	Công thức	a
Acid clohydric	HCl	0,92
Kali clorua	KCl	0,82
Natri clorua	NaCl	0,84
Acid carbonic	H₂CO₃	0,0014

Dung dịch không điện ly và dung dịch điện ly được gọi chung là dung dịch thực.

· Môi trường phân tán và các phân tử chia nhỏ với kích thước và hình dáng có thể khác nhau.

Các phân tử chia nhỏ trong dung dịch keo hay còn gọi là tiểu phân keo (hạt keo) có kích thước từ 1-100 nm. Khi môi trường phân tán là chất lỏng thì dung dịch keo được gọi là sol lỏng. Nếu môi trường phân tán là nước thì gọi là sol nước, nếu là chất lỏng hữu cơ gọi là sol hữu cơ. Ðối với cơ thể ta quan tâm chủ yếu đến sol lỏng. Sol lỏng được chia làm hai loại: keo thân dịch và keo sơ dịch.

Các tiểu phân keo thân dịch liên kết chặt chẽ với môi trường phân tán nhờ lớp vỏ solvat. Khi làm đông vón, ta thu được một khối đặc gọi là gen. Các protein, gôm... thuộc loại này.

Các keo sơ dịch không thể tự tạo được lớp vỏ solvát nên không gắn chặt được với môi trường phân tán. Khi làm đông vón keo sơ dịch kết tủa tách khỏi môi trường phân tán dưới dạng bột. Thuộc loại này có các keo vô cơ như một số oxyd kim loại, sunfua kim loại được điều chế dưới dạng keo.

Dung dịch đại phân tử : Các đại phân tử có phân tử lượng lớn (cỡ hàng chục nghìn đến hàng triệu) như protein, polymer cao phân tử có kích thước của hạt keo và các phân tử này có thể được phân tán vào trong môi trường nước hoặc lipid trong cơ thể, do vậy, dung dịch đại phân tử cũng là một đang của dung dịch keo nói chung. Như vậy nó cũng có các tính chất chung như dung dịch keo.

Sau đây là một số tính chất của dung dịch keo và dung dịch đại phân tử.

· Không thể tách các hạt keo và đại phân tử bằng lọc sứ nhưng có thể tách chúng bằng siêu ly tâm, màng động thực vật, màng collodion.

· Dung dịch keo khuếch tán chậm hơn dung dịch thực rất nhiều và đây chính là dấu hiệu để phân biệt dung dịch keo và dung dịch thực.

· Hạt keo và đại phân tử có khối lượng lớn hơn phân tử và ion rất nhiều nên dưới tác dụng của trọng lực chúng bị kéo xuống. Ðó là sự sa lắng tự do. Tốc độ sa lắng phụ thuộc kích thước khối lượng riêng của hạt, khối lượng riêng và độ nhớt của môi trường.

· Các hạt keo và đại phân tử trong dung dịch gây ra tán xạ ánh sáng (hiệu ứng Tinđal), cường độ ánh sáng tán xạ phụ thuộc vào thể tích hạt keo và đại phân tử.

· Các dung dịch keo và đại phân tử rất nhạy với các tác nhân hóa học (các ion H+ OH-, các thuốc thử màu...) vì diện tích bề mặt tổng cộng của chúng rất lớn.

· Các hạt keo và đại phân tử có thể tích điện. Ðối với keo thân dịch, sự tích điện này phụ thuộc nghiêm ngặt vào độ pH của môi trường. Thí dụ với keo protein, để đơn giản, lấy một acid amin, ta thấy khi môi trường có pH= 5,97 thì nó trung hòa về điện. nếu pH< 5,97 nó tích điện âm còn pH> 5.97 nó tích điện dương.

· Trong dung dịch keo và đại phân tử luôn diễn ra những quá trình kết hợp của các phân tử lại với nhau thành những phân tử lớn hơn, dẫn đến cuối cùng, dung dịch keo tách thành hai lớp: chất phân tán kết tủa lắng xuống và môi trường phân tán. Ðó là hiện tượng đông tụ keo.

· Có thể làm đông tụ keo bằng chất điện ly, bằng cách trộn lẫn hai dung dịch keo tích điện trái dấu nhau hoặc bằng cách đun nóng.

Ðể chống sự đông tụ keo người ta dùng một số chất bảo vệ gelatin, casein, hemoglobin, albumin. Hiện tượng dung dịch keo được bảo vệ giữ một vai trò quan trọng trong các quá trình sinh lý trong cơ thể sống.

Riêng về dung dịch đại phân tử ta thấy cần quan tâm đến các dung dịch tạo từ:

· Polysacarid (amidon, glycogen, cellulose) là các polymer của glycopyranose-D. (dung dịch keo của hydracellulose là visco).

Trong cơ thể sinh vật, vật chất vận chuyển giữa cơ thể và môi trường, từ nơi này đến nơi khác, giữa trong và ngoài màng tế bào có thể tạo thành dòng vĩ mô như máu, bạch huyết... cũng có thể là kết quả của sự chuyển động của các phân tử mang đặc tính vi mô. Hiện tượng vận chuyển vật chất có thể xảy ra theo những cơ chế vật lý cơ bản: khuếch tán, thẩm thấu, lọc và siêu lọc. Ðể hiểu rõ bản chất các hiện tượng đó, chúng ta nhắc lại những kiến thức cơ bản về động học các chất.

Ta biết vật thể cấu tạo từ các nguyên tử, phân tử. Trạng thái rắn, lỏng và khí được quyết định bởi mật độ phân tử và lực tương tác giữa các phân tử với nhau.

Quan sát 2 vật rắn để áp sát vào nhau, 2 chất lỏng hoặc 2 chất khí để tiếp xúc nhau ta thấy có hiện tượng nguyên tử hoặc phân tử hai chất trộn lẫn chung với nhau. Ðiều này chứng tỏ là các phân tử luôn luôn chuyển động hỗn loạn (Lực hút trái đất lên phân tử ảnh hưởng không đáng kể).

Brown là người đầu tiên phát hiện ra chuyển động hỗn loạn của các phân tử nhỏ bé, nên chuyển động hỗn loạn của phân tử gọi là chuyển động Brown.

Tuy các phân tử chuyển động hỗn loạn, nhưng giữa chúng có tương tác nhau bởi những lực xác định. Lực tương tác này chỉ tác dụng trong phạm vi kích thước phân tử (khoảng 10-8 cm), là lực hút khi các phân tử ở xa nhau, là lực đẩy khi các phân tử quá gần nhau.

Trong chất khí, lực lương tác giữa các phân tử yếu nên phân tử chuyển động hoàn toàn hỗn loạn. Trong chất lỏng, lực tương tác giữa các phân tử mạnh hơn, các phân tử dao động quanh vị trí cân bằng đồng thời vị trí cân bằng này lại có thể dịch chuyển. Chất khí và chất lỏng được gọi chung là chất lưu. Ở chất rắn, do lực tương tác giữa các phân tử chất rắn khá mạnh nên phân tử chỉ dao động quanh vị trí cân bằng mà thôi, vì thế chất rắn dễ có hình dáng xác định.

1. Thuyết động học phân tử của khí lý tưởng

Thuyết động học phân tử của khí lý tưởng cho ta biết mối liên quan giữa tính chất vĩ mô của khí (áp suất p) với động năng trung bìnhĠ đặc trưng cho chuyển động của các phân tử khí. Ta biếtĠ chỉ có giá trị xác định đối với một tập hợp rất lớn các phân tử. Do đó chỉ có thể nói áp suất của một tập hợp rất lớn các phân tử khí. Áp suất mang tính chất thống kê và liên hệ động năng trung bìnhĠ theo công thức.

ở đâyĠlà động năng của một bậc tự do, động năng trung bìnhĠ là động năng của một hạt chuyển động theo ba bậc tự do, T là nhiệt độ tuyết đối của một nguyên tử hoặc phân tử . Công thức (3.1) là công thức cơ bản của thuyết động học phân tử.

Ðối với khí lý tưởng sự tương tác giữa các phân tử với nhau là bỏ qua, phương trình trạng thái được thành lập từ thuyết động học phân tử cho rằng áp suất của một chất khí có n nguyên tử hoặc phân tử thì áp suất của chất khí lý tưởng đó là:

Nếu trong thể tích V của không khí có chứa N phân tử thì n = N/V. Thay biểu thức này vào (3.2) ta được:

Phương trình chứa ba thông số trạng thái của khí lý tưởng. Tuy nhiên, sự có mặt của số phân tử N là một số không thể đo trực tiếp, vì vậy phương trình (3.3) chưa có giá trị thực tiễn. Thay N bằng khối lượng M của khí là một đại lượng đo được một cách dễ dàng.

Số mol của chất khí được tính bằng cách chia khối lượng của vật M(g) cho khối lượng mol của chất đó ( (g/mol). Ðể tính tổng số nguyên tử hoặc phân tử của chất khí ta lấy số mol vừa có nhân với số NA như vậy

Thay N bằng biểu thức vừa tìm vào (3.3) , phương trình trạng thái có dạng:

Trong (3.5) có hai hằng số đó là số Avogadro NA và hằng số Boltzmann k. Tích số NAk cũng là một hằng số gọi là hằng số chung của các chất khí; thường ký hiệu là:

Phương trình trạng thái của khí lý tưởng (3.5) gọi là phương trình Clapeyron (Mendeleev. Tỷ sốĠ trong phương trình cho ta biết số kmol của một khối lượng khí xác định.

Trường hợp M =( phương trình trạng thái viết cho một mol có dạng:

Các phân tử luôn luôn chuyển động hỗn loạn và va chạm vào nhau, cho nên khi ta để hai tập hợp phân tử lại gần nhau dù chúng ở thể rắn, lỏng hay khí chúng cũng chuyển động ngẫu nhiên xuyên lẫn vào nhau. Ðó là hiện tượng khuếch tán phân tử.

Với chất rắn ta khó quan sát được hiện tượng này nhưng với chất lỏng hoặc khí ta có thể quan sát được ở dạng vĩ mô. Nếu trong chất khí hoặc chất lỏng không có sự đồng nhất ở mọi điểm về nồng độ thì chuyển động nhiệt của các phân tử sẽ có tác dụng làm mất đi sự không đồng nhất đó. Nói cách khác là nó sẽ dẫn đến sự bằng nhau về nồng độ ở mọi điểm.

và như vậy đã có sự di chuyển vật chất từ nơi có nồng độ cao đến nơi có nồng độ thấp.

Hiện tượng khuếch tán là hiện tượng di chuyển vật chất có bản chất là sự chuyển động nhiệt hỗn loạn của các phân tử không có phương ưu tiên dẫn tới trạng thái cân bằng nồng độ, là trạng thái có xác suất nhiệt động cực đại hoặc có entrôpi cực đại khi không có tương tác với môi trường ngoài.

Ðể quan sát hiện tượng khuếch tán xảy ra trong dung dịch ta làm thí nghiệm sau: Dùng một bình thủy tinh đựng sirô đặc có mầu tới mức P. Ðổ nhẹ tay cho nước lên phần trên của bình thủy tinh đựng sirô. Lúc đầu ta quan sát thấy có mặt phân cách rõ rệt P. Sau một thời gian đủ lớn, ta quan sát một khoảng từ M đến N màu sắc thay đổi nhạt dần, không còn mặt P nữa. Các phân tử tạo nên si rô và các phân tử nước đã chuyển động xen lẫn vào nhau, đó là sự khuếch tán trong dung dịch (Hình 3.2).

Khảo sát sự thay đổi nồng độ C theo trục Ox ta được đồ thị dạng sau (Hình 3.3)

Nghiên cứu hiện tượng khuếch tán, Fick đã khảo sát sự phụ thuộc của số phân tử khuếch tán dn qua điện tích S trong khoảng thời gian dt và ông đã thiết lập được công thức:

Ðây chính là công thức của định luật Fick trong đó gradc

là građien nồng độ và D là hệ số khuếch tán của loại phân tử mà ta khảo sát.

Người ta nhận thấy D phụ thuộc vào khối lượng và hình dạng của phân tử; Ðộ nhớt của dung môi và nhiệt độ của dung dịch.

Einstein đã thiết lập hệ thức biểu diễn sự phụ thuộc giữa hệ số khuếch tán D và các yếu tố liên quan:

Trong đó R là hằng số khí lý tưởng; NA là số Avogađro; k là hằng số Boltzmann; T là nhiệt độ tuyệt đối của dung dịch.

là hệ số ma sát phân tử biểu diễn sự cản của môi trường lỏng đối với chuyển động nhiệt của phân tử.

Có thể coi

trong đó

là hệ số nhớt của môi trường. K là hệ số đặc trưng cho hình dạng của phân tử. Trong trường hợp phân tử có dạng hình cầu với bán kính r thì :

Nếu biểu diễn công thức này theo khối lượng phân tử

thì ta có:

Trong đó A là một hằng số phụ thuộc nhiệt độ và loại dung môi. Bảng 3.3 dưới đây cho những giá trị của D tính bằng đơn vị cm2/ngày ở 20oC với một số phân tử khác nhau trong trường hợp dung môi là nước.

Chất	m	D
Urê	60	0.81
Manitol	182	0,40
Sacarose	342	0,31
Hemoglobin	63.000	0,059
Serum albumin	69.000	0,06

Ðịnh luật Fick là định luật thực nghiệm, nó cho ta biết số phân tử tham gia khuếch tán khi có sự chênh lệch về nồng độ chất tan giữa các vùng trong dung dịch. Các phân tử hòa tan sẽ dịch chuyển từ nơi có nồng độ cao sang nơi có nồng độ thấp tức là theo chiều ngược với građien nồng độ. Tốc độ khuếch tán tăng theo nhiệt độ và giảm khi phân tử lượng chất hòa tan và độ nhớt của môi trường tăng.

Ngoài ra ta cũng thấy rằng hiện tượng khuếch tán không chỉ xảy ra với phân tử chất tan mà còn xảy ra với cả dung môi. Các phân tử dung môi sẽ chuyển động ngược chiều với các phân tử chất tan có nghĩa là từ nơi có nồng độ dung môi lớn đến nơi có nồng độ dung môi nhỏ.

Màng xốp thấm tự do là loại màng có những lỗ với đường kính rất lớn so với đường kính phân tử khuếch tán. Khi ta đặt hai dung dịch có nồng độ khác nhau ở hai phía của màng thì sẽ có hiện tượng khuếch tán xảy ra và hiện tượng khuếch tán này xảy ra tương tự như trường hợp không có màng chắn nhưng xảy ra chậm hơn vì phần diện tích để các phân tử đi qua bây giờ chỉ là phần diện tích tổng cộng của tất cả các lỗ.

Giả sử rằng ở mỗi phía của màng luôn duy trì nồng độ đồng nhất là C1 và C2 (chẳng hạn bằng cách khuấy), khi ấy chỉ có phần bên trong giữa hai mặt màng là có nồng độ biến đổi (giả sử biến đổi tuyến tính liên tục) tức là grad C có giá trị không đổi.

Ta không biết được chính xác diện tích S của các lỗ màng và chiều dàŹ của màng nhưng bằng thực nghiệm có thể xác định được giá trị trung bình của hằng số màng.

Trên hình 3.5 vẽ đồ thị biểu diễn sự biến thiên nồng độ theo không gian ứng với thời điểm t và t' (t'>t) ta thấy sự chênh lệch nồng độ giữa hai phía của màng giảm dần theo thời gian, dần dần tiến tới trạng thái cân bằng khuếch tán tức là trạng thái mà số phân tử chuyển động qua màng theo hai phía bằng nhau.

Ðể đơn giản chúng ta bỏ qua chuyển động quay của trái đất quanh trục. Vậy ta có thể xem trọng lượng của một vật đúng bằng trọng lực của nó.

Khi một vật được nhúng vào trong một chất lưu, chất lưu sẽ tác dụng lên vật đó một lực có độ lớn bằng trọng lực của phần chất lưu bị vật chiếm chỗ. Lực này có phương trùng với phương trọng lực của vật nhưng ngược chiều với trọng lực vì vậy người ta gọi nó là lực đẩy Archimède.

trong đóĠ là lực đẩy Archimède tác dụng lên vật có thể tích V (phần tô sậm trong hình 3.6) bị nhúng trong chất lưu có khối lượng riêng là

, g là gia tốc trọng trường tại nơi đang xét, dấu - chỉ rằng lực Archimède là lực đẩy. Lực đẩy Archimède có điểm đặt tại trọng tâm của vật.

Ðiều đáng lưu ý là không nên nhầm lẫn độ lớn của lực đẩy Archimède và độ lớn của trọng lực. Ðộ lớn của lực đẩy Archimède được xác định từ (3.14) trong khi trọng lực

trong đó

là khối lượng riêng của vật rắn(

), V₀ laì thể tích của cả vật rắn.

Chất lỏng lý tưởng là chất lỏng mà ta có thể bỏ qua lực ma sát nhớt của các phần bên trong chất lỏng khi chuyển động tương đối với nhau. Ðối với chất lỏng lý tưởng, ta sẽ biểu diễn đường đi của một phân tử chất lưu bằng một đường dòng mà tiếp tuyến với nó tại mọi điểm có phương chiều trùng với véc tơ vận tốc của chất lưu tại điểm đó. Tập hợp toàn bộ các đường dòng biểu diễn cho cả khối chất lưu được gọi là ống dòng.

Nếu chúng ta cắt ống dòng bằng một mặt phẳng S vuông góc đồng thời với các đường dòng, thì tại mọi điểm trên diện tích S nầy vận tốc các phân tử sẽ có độ lớn bằng nhau.

Chúng ta xét một ống dòng được giới hạn bởi 2 diện tích cùng vuông góc với các ống dòng là S1 và S2 (Hình 3.7). Gọi vận tốc của chất lỏng tại hai mặt đó lần lượt là v1và v2.

Chúng ta xét sự chảy của chất lỏng trong khoảng thời gian (t. Do chất lỏng là không nén được nên thể tích nước bên ngoài đi vào ống dòng qua diện tích S1 cũng chính là thể tích nước bên trong ống dòng đi ra ngoài qua diện tích S2.

Vì các diện tích S1 và S2 được chọn tùy ý trên ống dòng nên tổng quát, ta có:

Nếu chất lưu là đồng chất và có khối lượng riêng là ( , thì có thể viết:

Phương trình(3.17) gọi là phương trình liên tục của chất lỏng không bị nén

Phát biểu: Ðối với một ống dòng đã cho, tích của vận tốc chảy của chất lưu lý tưởng với tiết diện thẳng của ống tại mọi nơi là một đại lượng không đổi.

Ý nghĩa: Khi chất lưu chảy trên một đường ống có tiết diện khác nhau thì vận tốc ở những nơi có tiết diện nhỏ sẽ lớn và những nơi có tiết diện lớn sẽ nhỏ.

Ta tách trong chất lưu lý tưởng một ống dòng được giới hạn bởi 2 diện tích là S1 và S2 vuông góc với các đường dòng. (Hình 3.7) Sau thời gian (t phần thể tích nước đi vào tiết diện S1 làĠ (v1 là vận tốc chảy của chất lưu trên diện tích S1( bằng với phần thể tích nước đi ra khỏi tiết diện S2 là

(v2 là vận tốc chảy của chất lưu trên diện tích S2)

Chất lưu có thể xem là một hệ gồm nhiều hạt. Năng lượng của mỗi hạt gồm động năng và thế năng của nó trong trường hấp dẫn.

Chọn

đủ nhỏ để xem các hạt trong cùng thể tích

là có cùng vận tốc v1. Và các hạt trong cùng thể tích

là có cùng vận tốc v2. Như vậy nếu gọi p là khối lượng riêng của chất lưu, ta có:

Vì

đủ nhỏ, nên cũng có thể xem các hạt trong cùng thể tích

có cùng môût độ cao h1 so với mặt đất. Các hạt trong cùng thể tích

có cùng một độ cao h2 so với mặt đất. Vì thế, thế năng của các hạt trong thể tích

là:

Ðộ biến thiên năng lượng của phần chất lưu đi vào so với phần chất lưu đi ra là:

Trong chất lưu lý tưởng không có lực ma sát. Vì vậy, độ biến thiên năng lượng bằng công thực hiện bởi các áp lực phía trên lên S1 và phía dưới lên S2.

Gọi p1, p2 lần lượt là áp suất chất lưu bên ngoài ống dòng lên 2 diện tích S1 và S2. Ta có:

Các tiết diện S1 và S2 được lấy tùy ý, vì vậy có thể kết luận rằng ở bất kỳ tiết diện nào của ống dòng biểu thức:

cũng có cùng một giá trị như nhau.

Ta hãy xét ý nghĩa của các số hạng trong biểu thức (3.22). Trước hết, ta chú ý các số hạng đều có cùng thứ nguyên của áp suất số hạng p biểu thị cho áp suất bên trong chất lưu chảy được gọi là áp suất tĩnh.

Nếu ta chọn v = 0 và h = 0 đồng thời thì lúc đó ta sẽ tính áp suất tĩnh theo mực nước biển: p = Const = p_{o
`}(3.23)

Số hạng

xuất hiện khi v <> 0 được gọi là áp suất động. Áp suất này chỉ ra rằng do có sự chuyển động mà áp suất bên trong chất lưu giảm đi.

Còn số hạng pgh được gọi là áp suất thủy lực, nó cho biết áp suất tĩnh sẽ giảm đi bao nhiêu khi chất lưu được nâng đến độ cao h.

Từ (3.22) trở lại trường hợp v = 0 (trạng thái cân bằng của chất lưu) lúc đó ta có:

Dấu cộng (+) hoặc trừ (-) tùy thuộc vào vị trí ta tính áp suất tĩnh so với nơi ta tính áp suất p0. Dấu cộng xảy ra khi vị trí tính áp suất tĩnh p thấp hơn vị trí tính p0 một đoạn h.

Tóm lại, có thể phát biểu định luật Bernoulli như sau: Trong chất lưu lý tưởng chảy dừng, áp suất toàn phần (gồm áp suất động, áp suất thủy lực và áp suất tĩnh) luôn bằng nhau đối với tất cả các tiết diện ngang của ống dòng.

1) Nếu ống dòng nằm ngang thì pghkhông đổi và phương trình Bernoulli có dạng:

2) Nếu ống dòng có diện tích không đổi (S = const), từ phương trình liên tục ta suy ra:

Như vậy khi ống dòng có tiết diện không đổi, áp suất thủy tĩnh là như nhau trong toàn bộ ống, nhưng áp suất tĩnh thì không giống nhau.

3) Trường hợp ống dòng có hai mặt tiếp xúc không khí, áp suất ở mặt đó bằng nhau nên (3.22) có thể viết lại:

(3.27)

Trong tự nhiên có những loại màng chỉ cho một loại hoặc một số loại phân tử xuyên qua, còn những loại khác thì không thể qua lại; có loại màng chỉ cho dung môi đi qua mà không cho các chất hòa tan đi qua. Các loại màng có tính chất như vậy gọi là màng bán thấm. Các loại màng trong cơ thể hầu hết là màng bán thấm bởi vì sự tồn tại của tế bào phụ thuộc vào sự thấm những chất cần thiết từ môi trường bên ngoài vào và loại trừ những chất chuyển hóa cặn bã từ nó ra ngoài.

Ngoài những màng bán thấm có trong tự nhiên ở các cơ thể sinh vật còn có các màng bán nhấm nhân tạo. Thí dụ: màng celophan không cho các protein có phân tử lượng

>30.000 thấm qua, khó thấm khi 20.000 <

< 30.000 và thấm hoàn toàn khi

<20.000. Màng tạo từ các hạt keo ferocyanua đồng Cu2Fe(CN)6 kết tủa bám vào thành của bình xốp có độ bền cao và chịu được áp suất cao. Chính do có tính thấm chọn lọc mà chúng ta có hiện tượng thẩm thấu. Ðối với cơ thể sống thì thẩm thấu đóng vai trò rất quan trọng trong các phương thức vận chuyển chất ở cơ thể sống. Thẩm thấu là quá trình vận chuyển dung môi qua một màng ngăn cách 2 dung dịch có thành phần khác nhau khi không có các lực ngoài như trọng lực, lực điện từ, lực đẩy pistông... Hai dung dịch có thể khác nhau về bản chất, nồng độ chất hòa tan... Ðộng lực của quá trình thấm thấu là áp suất thẩm thấu.

húng một cái ống chứa dung dịch nước đường vào trong một chậu nước cất. Phần trên là một ống nhỏ dài để phát hiện sự biến đổi độ cao mức dung dịch. Phía dưới ống có miệng rộng được bịt kín bởi một màng bán thấm chỉ cho nước thấm qua còn đường thì không (Hình 3.8). Lúc đầu mực dung dịch trong ống và mực nước trong chậu được đề ngang nhau. Sau một thời gian ta thấy mực dung dịch trong ống dâng lên cho đến một độ cao nào đó thì dừng lại. Phân tích nước ở chậu không thấy có đường. Ðiều đó có nghĩa là nước đã thấm qua màng vào ống trong khi đường không thấm được ra ngoài.

Ở trong chậu chỉ toàn các phân tử nước nên số phân tử nước trong chậu do chuyển động hỗn loạn đập vào mặt ngoài màng bán thấm nhiều hơn so với số các phân tử nước của dung dịch đập vào phía trong màng bán thấm (một phần của mặt trong màng bán thấm đã bị các phân tử đường chiếm). Do đó các phân tử nước từ chậu đi vào ống sẽ nhiều hơn so với số phân tử nước từ ống đi ra chậu. Kết quả là sau một thời gian, mức nước đường trong ống sẽ dâng lên làm tăng áp suất thủy tĩnh. Nhưng khi áp suất thủy tĩnh tăng thì số phân tử nước từ ống bị ép quay trở lại chậu tăng lên. Khi áp suất thủy tĩnh đạt tới một giá trị nào đó thì số phân tử nước chuyển động qua màng theo 2 hướng sẽ bằng nhau. Trạng thái cân bằng như vậy gọi là cân bằng thẩm thấu áp suất thủy tĩnh của cột nước đường chiều cao h có độ lớn bằng áp suất thẩm thấu của dung dịch đường trong ống.

Nếu ta làm lại thí nghiệm với điều kiện là trong chậu đựng nước đường với nồng độ nhỏ hơn nồng độ nước đường trong ống thì khi ở trạng thái cân bằng động, chiều cao của cột nước đường trong ống biểu thị hiệu áp suất thẩm thấu của 2 loại nước đường trong và ngoài ống.

Ngược lại nếu nồng độ nước đường trong ống nhỏ hơn nồng độ nước đường trong chậu thì mức nước đường trong ống sẽ thấp hơn mức nước đường trong chậu tức là đã có một số nước từ ống đi ra chậu. Từ đó ta thấy rằng môi dung dịch đều cố một áp suất thấm thấu nhất định.

Áp suất thẩm thấu sinh ra là do sự có mặt của các chất hòa tan trong dung dịch. Nó có tác dụng làm dung môi chuyển động về phía dung dịch và có độ lớn bằng áp suất (thủy tĩnh) cần thiết làm ngừng sự thẩm thấu khi đặt dung dịch ngăn cách với dung môi bằng một màng bán thấm.

Vant Hoff nghiên cứu hiện tượng thẩm thấu ở các dung dịch loãng của các chất không điện ly, đã đem so sánh với thuyết động học phân tử của chất khí và rút ra là có thể dùng phương trình Clapeyron - Mendéleev cho áp suất thẩm thấu:

Trong đó: p là áp suất thẩm thấu của dụng dịch; m là khối lượng chất hòa tan;

là trọng lượng phân tử chất hòa tan; Vm là thể tích dung dịch; T là nhiệt độ tuyệt đối của dung dịch.

Từ (3.28) ta thấy áp suất thẩm thấu tỷ lệ nghịch với trọng lượng phân tử và tỷ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối T.

Nếu ta thay

là nồng độ của dung dịch thì ta có phương trình Van't Hoff:

Tức là khi nhiệt độ không đổi thì áp suất thẩm thấu tỷ lệ thuận với nồng độ chất tan của dung dịch.

Phương trình Van't Hoff nghiệm khá đúng với một số dung dịch loãng nhưng đối với một số dung dịch khác như dung dịch muối vô cơ chẳng hạn thì áp suất thẩm thấu lớn hơn nhiều so với giá trị tính được. Ðó là vì với các chất điện ly khi hòa lan vào trong dung môi sẽ phân ly thành các ion, nếu các ion này không thấm qua màng bán thấm thì số lượng phân tử trong dung dịch sẽ tăng lên dẫn đến áp suất thẩm thấu cũng lớn lên. Từ đó ta thấy phương trình Van't Hoff chỉ đúng với dung dịch loãng không điện ly. Ðối với dung dịch loãng điện ly ta có thể suy rộng phương trình Van't Hoff để tính áp suất thẩm thấu.

Giả sử một dung dịch điện ly nếu có a% số phân tử chất hòa tan bị phân ly và mỗi phân tử bị phân ly thành n ion.

Gọi N0 là số phân tử của chất hòa tan ứng với một đơn vị thể lích dung dịch nếu chất hòa tan là không điện ly.

N là số phân tử có trong một đơn vị thể tích dung dịch sau khi đã phân ly thành các ion. Ta có:

Vì áp suất thẩm thấu tỷ lệ với số phân tử trong một đơn vị thể tích nên đối với dung dịch điện ly áp suất thẩm thấu sẽ tăng lên i lần với i = 1 + a (n -1) và được gọi là hệ số đẳng thấm. Như vậy phương trình Van't Hoff viết cho dung dịch loãng chất điện ly sẽ là:

Ở trên ta xét áp suất thẩm thấu của các chất phân ly và không phân ly mà bản thân chúng không đi qua được màng bán thấm. Trong thực tế ở các tổ chức sống có các muối protein là các đại phân tử bị ngăn cách với các dung dịch điện ly bởi các màng tế bào. Màng tế bào này không cho các đại phân tử và các ion lớn đi qua nhưng cho các ion nhỏ của chất điện ly đi qua. Do vậy mà có sự phân phối lại các chất điện ly trong và ngoài màng ảnh hưởng lên áp suất thẩm thấu.

Giả sử có một màng bán thấm ngăn cách dung dịch điện ly đại phân tử R-Na+ ở phần I với dung dịch điện ly Na+Cl- ở phần II (hình 3.9). Các ion Na+ và Cl- có thể qua lại 2 phía của màng còn R- thì không thể thấm qua màng được.

Vì các phần tử trong cả hai phần đều có tích điện nên hiện tượng phức tạp hơn. Ta nhận thấy:

Các ion Na+ không thể đi qua màng một mình vì như thế sẽ dẫn đến qui trình tích tụ điện dương ở phần I và tạo ra điện trường chống lại các ion Na+ khác qua màng. Một ion Na+ nào đó chỉ có thế qua màng nếu nó được cung cấp năng lượng từ bên ngoài. Nhưng nếu Na+ và Cl- qua màng cùng lúc sau va chạm ở gần lỗ màng thì sự thẩm thấu xảy ra dễ dàng và không cần cung cấp năng lượng từ ngoài. Khi đó số ion qua màng sẽ tỷ lệ với số va chạm và tỷ lệ với nồng độ các ion Na+ và Cl-.

Nếu Na+ và Cl- ở phần II. có nồng độ là [Na+] [Cl-] (Dấu [ ] ký hiệu nồng độ các ion, đơn vị là mol/l) thì số cặp ion qua theo chiều từ phần II đến phần I là:

Theo Donnald thì ở trạng thái cân bằng động phải thoả mãn hai điều kiện:

Nếu gọi X là số cặp ion Na+, Cl- đã di chuyển qua màng từ phần II sang phần cho tới khi đạt trạng thái cân bằng động, lúc đó:

C1<<C2 tức là [R-] ở trạng thái đầu rất nhỏ thì ta có thể bỏ qua lượng C1 ở mẫu số trong biểu thức (3.32)

có nghĩa là khi đạt đến trạng thái cân bằng động đã có một nửa số phân tử chất điện ly NaCl từ ngoài vào trong màng.

C1>>C2 tức là [R-] rất lớn thì theo (3.32) x= 0 tức là NaCl ở ngoài hầu như không thấm được vào trong màng.

có nghĩa là đã có 1/3 số phân tử chất điện ly ở ngoài màng chuyển vào trong khi đạt cân bằng động.

Như vậy khi cho tế bào tiếp xúc với chất điện ly có cùng loại ion với muối protein trong tế bào thì trong mọi trường hợp đều có một lượng chất điện ly đi vào tế bào do đó có sự thay đổi áp suất thẩm thấu và giá trị áp suất thẩm thấu của tế bào luôn luôn lớn hơn áp suất thẩm thấu của môi trường. Và đó chính là động lực gây nên dòng chảy về phía các tế bào sống.

Hiện tượng thẩm thấu đóng vai trò rất quan trọng trong sự sống của các cơ thể động thực vật. Ða số các màng tế bào động vật, thực vật là màng bán thấm nên giá trị của áp suất thẩm thấu có liên quan trực tiếp đến quá trình trao đổi vật chất trong các cơ quan, tế bào. Giá trị áp suất thẩm thấu của các cơ quan khác nhau, ở các loài sinh vật khác nhau thường khác nhau. Dịch tiết ra từ cơ thể ếch có ptt nhỏ hơn Ptt ở người. Các động vật sống trong nước biển có các dịch với Ptt lớn. Thực vật hút nước từ đất nhờ Ptt = 5 ( 20 atm. Một số cây ở sa mạc có Ptt =7,7atm. Các tế bào ở lá và ngọn cây có Ptt lớn hơn ở thân và rễ.

Ðối với con người chỉ cần một thay đổi nhỏ về Ptt của các dịch trong cơ thể đặc biệt là máu (máu, bạch huyết, dịch các tổ chức của cơ thể người có Ptt = 7,7at ở 37oC) cũng đủ gây ra những ảnh hưởng đến các hoạt động sinh lý bình thường.

- Ptt bị hạ thấp (do có số lượng nước lớn đưa vào hay do mất muối) có thể dẫn tới co giật, nôn mửa.

- Ptt tăng (do đưa vào cơ thể lượng muối lớn) dẫn tới sự phân phối lại nước, có thể gây ra phù nề các tổ chức. Khi ấy sự mất nước của các niêm mạc gây ra cảm giác khát nước, làm mất thăng bằng của hoạt động bình thường của hệ thần kinh, của các cơ quan quan trọng khác.

Trên cơ thể người, thận đóng vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh lại áp suất thẩm thấu.

Dung dịch mà áp suất thẩm thấu của nó bằng áp suất thẩm thấu của một dung dịch chuẩn gọi là dung dịch đẳng trương với dung dịch chuẩn. Dung dịch có áp suất thẩm thấu lớn hơn áp suất thẩm thấu của dung dịch chuẩn gọi dung dịch ưu trương, trường hợp nhỏ hơn gọi là nhược trương.

Nếu để trong dung dịch ưu trương, tế bào sẽ mất nước mà teo lại; nếu để trong dung dịch nhược trương tế bào sẽ bị vỡ vì có lượng nước quá nhiều đi vào. Vì vậy mà khi rửa hồng cầu người ta phải dùng nước muối sinh lý (dung dịch muôi có nồng độ 0,9%) với áp suất thẩm thấu 7,7 atm là dung dịch đẳng trương của máu.

Trong cơ thể người có thể đưa vào một lượng lớn các dung dịch đẳng trương khi mổ xẻ để bù lại sự mất máu, chẳng hạn như truyền huyết thanh hay nước muối sinh lý...

Trong những phẫu thuật ở ổ bụng, cần lấy ra những đoạn ruột, người ta thường đặt chúng lên những miếng gạc tẩm nước muối sinh lý để chống lại sự khô do các dịch ở mặt trên chúng bị bay hơi.

Các dung dịch ưu trương cũng được sử dụng nhiều trong lâm sàng. Thí dụ để chống lại sự tăng nhãn áp, tạm thời người ta thường dùng một lượng dung dịch ưu trương để rút lại lượng nước thừa từ buồng trước của mắt. Ðể rút mủ, vi khuẩn và các sản phẩm thoái hóa từ vết thương, người ta băng bằng những miếng gạc có tẩm dung dịch ưu trương NaCl.

Ta đã gặp hiện tượng lọc nhiều trong thực tế và trong đời sống hàng ngày. Thí dụ: như lọc nước để loại bỏ cặn bẩn, lọc bột nước để loại bỏ phần bột có kích thước lớn hơn...

Hiện tượng lọc là hiện tượng xảy ra khi dung dịch chuyển thành dòng qua các lỗ của màng dưới tác dụng của lực thủy tĩnh (đẩy hoặc hút) đặt lên dung dịch. Mật độ dòng thể tích JV là thể tích dung dịch chuyển qua một đơn vị diện tích của màng trong một đơn vị thời gian có thể tính theo công thức:

Trong đó:

là thể tích dung dịch chuyển qua trong thời gian

; r là bán kính của lỗ màng; N là số lỗ trong một đơn vị diện tích màng.

là hệ số nhớt của dung dịch.

là chiều dài của màng. Dp là hiệu áp suất giữa hai đầu lỗ. L là hiệu số lọc.

Như vậy ta thấy tốc độ vận chuyển của dung dịch qua màng lọc phụ thuộc vào hiệu áp suất giữa hai đầu lỗ, độ nhớt của dung dịch, vào các kích thước của lỗ và số lỗ trong một đơn vị diện tích.

Tất nhiên ở đây coi các lỗ màng giống nhau và những vật chất tan trong dung dịch có kích thước lớn hơn lỗ, không thể qua lỗ. Hiện tượng siêu lọc là hiện tượng lọc qua màng trong các điều kiện sau:

· Màng lọc ngăn các đại phân tử có phân tử lượng lớn hơn giá trị giới hạn

(thí dụ ngăn các phân tử protein).

· Màng lọc cho các phân tử và ion nhỏ lọt qua tuân theo cân bằng Donnald.

· Có thêm tác dụng của građiên áp suất thủy tĩnh hướng từ phần có các đại phân tử sang phần kia hoặc ngược lại. Tác dụng của áp suất thủy tĩnh làm thay đổi lưu lượng của dòng dung dịch qua màng, cũng có thể làm đổi chiều dòng.

Sự vận chuyển của các phân tử nước và các phân tử nhỏ qua thành mao mạch có thể coi là hiện tượng siêu lọc. Huyết áp có khuynh hướng dồn nước ở trong máu ra khoảng gian bào; ngược lại, áp suất thẩm thấu keo lại dồn nước từ khoảng gian bào qua vách mao mạch vào máu. Trong các mao động mạch, huyết áp lớn hơn áp suất thẩm thấu keo, do đó nước từ máu thoát ra khỏi thành mao mạch. Trong các mao tĩnh mạch, huyết áp nhỏ hơn áp suất thẩm thấu keo nên nước từ khoảng gian bào đi qua thành mao mạch vào máu.

Sự trao đổi chất đó thường xảy ra ở thành mao mạch như một hiện tượng siêu lọc mà động lực là sự chênh lệch của tổng các loại áp suất.

Ta biết áp suất động có chiều hướng từ lòng mạch ra thành. Aïp suất này ở lòng mạch là pA = 4kPa và trong lòng tĩnh mạch là Pv = 2k Pa (Kilopascal). Áp suất thủy tĩnh của các dịch mô có chiều ngược lại, có giá trị trung bình là p = 0,8 kPa (từ 0 đến 1,3 kPa). Như vậy độ chênh lệch ở đây làm cho dịch di chuyển ra khỏi lòng mạch:

Trong khi đó áp suất thẩm thấu quyết định bởi nồng độ các chất hữu cơ trong đó. Ta biết giá trị áp suất thẩm thấu trong lòng mạch là

= 3,3 kPa và trong mô là

=1,3 kPa. Sự chênh lệch áp suất thẩm thấu này (

= 3,3 -1,3 = 2 kPa) làm cho nước di chuyển từ tổ chức vào lòng mạch.

Cuối cùng sự di chuyển của nước và các thành phần tan trong đó (chất vô cơ, hữu cơ, oxy v.v...) phụ thuộc vào tổng hợp các áp suất thủy động, thủy tĩnh và thẩm thấu có các chiều khác nhau là:

Hiện tượng siêu lọc ở cầu thận: Cầu thận nằm ở vùng vỏ thận, nó có hai thành phần hợp thành là bọc Bowman. Bởi vậy thành mao mạch và thành bọc Bowman gắn với nhau tạo thành màng lọc cầu thận. Màng lọc cầu thận cũng giống như màng mao mạch khác trong cơ thể nhưng vì chức năng lọc lớn hơn nên có độ xốp lớn hơn khoảng 25 lần.

Vật chất chuyển qua màng lọc vào bọc Bowman là do sự chênh lệch áp suất, có 3 loại áp suất ở cầu thận.

· Áp suất máu trong mao mạch ph = 70 mmHg đóng vai trò lực đẩy dịch chuyển vào bọc Bowman.

· Áp suất keo trong mao mạch cầu thận tạo ra do nồng độ protein hòa tan trong huyết tương pk = 32 mmHg.

· Áp suất thủy tĩnh trong bọc Bowman tạo ra do dịch lọc chứa trong bọc Bowman p_b=14 mmHg.

Như vậy áp suất lọc là áp suất đẩy nước và các chất hòa tan từ lòng mao mạch cầu thận qua màng lọc vào bọc Bowman pe là:

Trong dung dịch lọc không có hồng cầu và lượng protein rất thấp vì chúng không lọc qua được màng. Các phân tử nhỏ, các ion khuếch tán qua màng theo gradiên nồng độ, theo cân bằng Donnald. Do vậy nồng độ các ion cao còn thành phần cation lại thấp hơn trong huyết tương.

Thẩm phân máu: Thẩm phân là phương pháp tách các phân tử nhỏ trong dung dịch bằng hiện tượng khuếch tán qua một màng. Trong y học, người ta thường thẩm phân máu nhằm mục đích loại ra khỏi máu các chất có hại do bệnh trong cơ thể sinh ra (thí dụ thiểu năng thận) hoặc do các chất từ bên ngoài thâm nhập vào (thí dụ nhiễm chất độc).

Người ta đặt một màng ngăn cách máu cần lọc với dung dịch thẩm phân (dung dịch có nồng độ thích hợp các chất nước, muối khoáng, glucose...). Thông qua hiện tượng khuếch tán qua màng, các chất cần phân loại bỏ rời khỏi máu tới dung dịch thẩm phân. Như vậy màng đóng vai trò như một cái sàng.

Màng nhân tạo thường dùng là celophal có dạng lá mỏng hay ống (thận nhân tạo). Hình 3.10 trình bày màng lọc trong thận nhân lạo được xếp song song nhau. Ở hai phía mỗi lá có máu cần lọc và dung dịch thẩm phân (DDTP) chảy ngược chiều nhau:

Máu lấy ra từ động mạch sau khi thẩm phân được đưa trở lại vào tĩnh mạch, lưu lượng khoảng 300ml/phút. Dung dịch thẩm phân phải duy trì ở 35oC, lưu lượng khoảng 500ml/phút. Thành phần của dung dịch thẩm phân phụ thuộc trạng thái cơ thể bệnh nhân. Dưới đây là thành phần của một dung dịch thẩm phân.

Màng lọc trong thận nhân tạo khi khô dày chừng 13(m, khi ướt khoảng 26(m, mật độ lỗ khoảng 2,5.1012/cm2, diện tích tổng cộng của các lá màng lên tới 1,5m2.

Trong những điều kiện kỹ thuật như trên, một đợt lọc máu kéo dài khoảng từ 2 đến 4 giờ, cho phép loại bỏ những lượng thừa urê, Cl-, Na+, K+ sulphat và phosphat... có trong máu.

a) được cấu tạo từ rất nhiều nguyên tố thường gặp trong tự nhiên.

b) giữ vai trò rất quan trọng trong việc hình thành và hoạt động của cơ thể sống.

c) có thể đứng yên một cách tương đối hoặc chuyển động hỗn loạn hay chuyển động thành dòng.

a) Ðời sống của một phân tử là khoảng thời gian sống xác định trước khi biến đổi thành phân tử khác.

b) Trong tất cả các quá trình sinh học, đại đa số phân tử và ion không tham gia vào việc vận chuyển máu và quá trình hô hấp.

c) Các quá trình như quá trình di truyền chỉ có rất ít các phân tử ADN tham gia.

d) Các phân tử và ion trong cơ thể là yếu tố cấu trúc của cơ thể.

b) tạo được lớp vỏ solvát nên gắn chặt được với môi trường phân tán.

d) là môi trường để thực hiện hàng loạt các phản ứng hóa sinh.

a) phân tử có phân tử lượng lớn (cỡ hàng chục nghìn đến hàng triệu).

b) có thể được phân tán vào trong môi trường nước hoặc lipid trong cơ thể.

a) Phân tử chia nhỏ với kích thước và hình dáng có thể là khác nhau.

a) Trong dung dịch keo và đại phân tử luôn diễn ra những quá trình kết hợp của các phân tử lại với nhau thành những phân tử lớn hơn.

d) Các dung dịch keo và đại phân tử rất nhạy với các tác nhân hóa học.

8. Hiện tượng vận chuyển vật chất xảy ra theo cơ chế vật lý cơ bản là:

a) Ðộng năng trung bìnhĠ đặc trưng cho chuyển động của các phân tử khí.

b) Ðộng năng trung bình của một hạt chuyển động theo ba bậc tự do

c) Áp suất liên hệ động năng trung bìnhĠ của khối khí ĺ

d) Ðộng năng của một bậc tự do

a) Khi nhiệt độ tăng thì áp suất phải tăng hoặc là thể tích phải giảm.

b) Khi nhiệt độ tăng thì áp suất phải giảm hoặc là thể tích phải giảm.

c) Khi nhiệt độ tăng thì áp suất phải tăng hoặc là thể tích phải tăng.

a) sự chuyển động nhiệt hỗn loạn của các phân tử không có phương ưu tiên.

b) sự di chuyển vật chất từ nơi có nồng độ cao đến nơi có nồng độ thấp .

d) trạng thái có xác suất nhiệt động cực đại hoặc có entrôpi cực đại.

a) hệ số ma sát phân tử biểu diễn sự cản của môi trường lỏng đối với chuyển động nhiệt của phân tử.

a) loại màng có những lỗ với đường kính rất nhỏ so với đường kính phân tử khuếch tán.

b) loại màng có một lỗ với đường kính rất nhỏ so với đường kính phân tử khuếch tán.

c) loại màng có nhiều lỗ với đường kính rất lớn so với đường kính phân tử khuếch tán.

d) loại màng có nhiều lỗ với đường kính đúng bằng với đường kính phân tử khuếch tán.

a) Trạng thái cân bằng khuếch tán là trạng thái mà số phân tử ở hai bên màng bằng nhau.

b) Khi ta đặt hai dung dịch có nồng độ khác nhau ở hai phía của màng thì sẽ có hiện tượng khuếch tán xảy ra

c) khuếch tán có màng chắn xảy ra chậm hơn khuếch tán không có màng chắn.

d) Tăng diện tích để các phân tử đi qua màng chắn, khuếch tán sẽ nhanh hơn.

b) Vận tốc dòng chảy là như nhau nếu tiết diện ống dòng không đổi.

c) Vận tốc dòng chảy ở những nơi có tiết diện nhỏ sẽ lớn.

d) Tích của áp suất chất lưu lý tưởng với tiết diện thẳng của ống tại mọi nơi là một đại lượng không đổi.

18. Một ống tiêm có đường kính 8mm, kim tiêm có đường kính 0.5 mm. Vận tốc thuốc tiêm lớn hơn vận tốc đẩy của pít-tôn của ống tiêm là:

a) Aïp suất động chỉ ra rằng do có sự chuyển động mà áp suất bên trong chất lưu giảm đi.

b) áp suất tĩnh sẽ giảm đi bao nhiêu khi chất lưu được nâng đến độ cao h.

d) Với chất lưu lý tưởng chảy dừng, áp suất toàn phần luôn bằng nhau đối với tất cả các tiết diện ngang của ống dòng.

c) Nó có độ lớn bằng áp suất (thủy tĩnh) cần thiết làm ngừng sự thẩm thấu khi đặt dung dịch ngăn cách với dung môi bằng một màng bán thấm.

a) Thận đóng vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh lại áp suất thẩm thấu.

b) Dung dịch có áp suất thẩm thấu lớn hơn áp suất thẩm thấu của dung dịch chuẩn gọi dung dịch nhược trương

c) Ðể tế bào trong dung dịch nhược trương, nó sẽ bị vỡ vì có lượng nước quá nhiều đi vào.

d) Trong cơ thể người có thể đưa vào một lượng lớn các dung dịch đẳng trương khi mổ xẻ để bù lại sự mất máu.

d) Tïch các phân tử nhỏ trong dung dịch bằng hiện tượng khuếch tán qua một màng

a) Loại bỏ những lượng thừa urê, Cl-, Na+, K+ sulphat và phosphat... có trong máu.

b) Loại ra khỏi máu các chất có hại do bệnh trong cơ thể sinh ra.

c) Sự tách các phân tử nhỏ trong dung dịch bằng hiện tượng khuếch tán qua một màng.

Loại phân tử	Hình dạng	Kích thước (nm)	Phân tử lượng (g/mol)
Hydro		0,1	2
Nước		0,2	18
Benzen		0,3	78
Hemoglobin người	elip	5,5 ¸ 6,5	67000
Anbumin huyết tương người	elip	4 ¸ 15	69000
Fibrinogen bò	gậy	4 ¸ 70	580000