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Zurück zur ersten Seite 1 Physik für Mediziner, Zahnmediziner und Pharmazeuten Prof. Dr. Alois Putzer Physik für Mediziner, Zahnmediziner und Pharmazeuten.

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1 Zurück zur ersten Seite 1 Physik für Mediziner, Zahnmediziner und Pharmazeuten Prof. Dr. Alois Putzer Physik für Mediziner, Zahnmediziner und Pharmazeuten SS Vorlesung Prof. Dr. Alois Putzer

2 Zurück zur ersten Seite 2 Plan : Nächste Vorlesungen Heute Wärmeprozesse im Körper, Grundumsatz Mittwoch : Wärmetransport im Experiment Danach : Elektrizität

3 Zurück zur ersten Seite 3 Isobare (gleicher Druck)

4 Zurück zur ersten Seite 4 Isochore (gleiches Volumen)

5 Zurück zur ersten Seite 5 Wärme und Arbeit(1) Bei Gasen hängt C davon ab, ob bei konstantem Druck (C p ) oder bei konstantem Volumen (C V ) gemessen wird. Für ideale Gase gilt C p - C V = n.R (R = molare Gaskonstante) Hauptsatz der Wärmelehre:Die Erhöhung der inneren Energie (U) ist gleich der Summe der zugeführten Arbeit (W) und Wärmemenge(Q)

6 Zurück zur ersten Seite 6 Wärme und Arbeit(2) pV=2/3 W => pV molar =2/3W molar =RT W molar = 3/2 RT = 3/2N A kT= N A 1/2 m v² 1/2 mv² = 3/2 kT Gleichverteilungsgesetz: Auf jeden Freiheitsgrad entfällt eine mittlere Energie1/2 kT proTeilchen,d.h. 1/2RT pro Mol Gase 1 Atomige : 3 Freiheitsgrade => C V = 3/2 nR 2 Atomige : 5 Freiheitsgrade Festkörper (Dulong-Petit) 6Freiheitsgrade=>C molar =3R=24,9J/(mol K)

7 Zurück zur ersten Seite 7 Mechanismen zur Wärmeübertragung Wärmeleitung:Transport von kinetischer Energie durch Wechselwirkung zwischen Molekülen, die aber nicht selbst transportiert werden (Analogie zur elektrischen Leitung) Konvektion : Wärmeübertragung verbunden mit Stofftransport. Wärmestrahlung: Emission und Absorption von elektromagnetischer Strahlung (auch im Vakuum möglich).

8 Zurück zur ersten Seite 8 Wärmeleitung

9 Zurück zur ersten Seite 9 Wärmstrahlung = Emissionsgrad (Oberflächenbeschaffenheit) = 5, W m -2 T -4 (Stefan-Boltzmann) A=Oberfläche des Körpers

10 Zurück zur ersten Seite 10 Wärme in der Medizin Grundumsatz Wärmetransport im Körper Wärmeabgabe Wärmeregulierung Diagnose (z.B. Mammographie) Therapie

11 Zurück zur ersten Seite 11 Wärmetransport im Körper Temperaturregulationszentrum im Hypotalamus steuert Wärmeabgabe. Energiezufuhr durch Nahrung (Oxydation von Kohlehydraten). Aufbau von energiereichen Verbin- dungen (Adenosintriphosphat ATP) Transport zu den Zellen, die die Energie benötigen (z.B. kontraktile Proteine in den Muskelfasern).

12 Zurück zur ersten Seite 12 Körpertemperatur (Kerntemperatur) Chemische Prozesse (Stoffwechselvorgänge) sind temperaturabhängig. Tiere und Pflanzen können daher nur innerhalb enger Temperaturgrenzen leben. Für den Menschen gilt: >42 o C Schockwirkung >40 o C Schädigung der Enzyme 37±0.7 o C Idealtemperatur (Rektal) <26 o C Herzflimmern

13 Zurück zur ersten Seite 13

14 Zurück zur ersten Seite 14

15 Zurück zur ersten Seite 15

16 Zurück zur ersten Seite 16 Wärme- und Kältetherapie Wärme Diathermie Koagulation Laserskalpell Kälte Lokalanästhesie Analgetische Wirkung (Entzündungen) Antiphlogistische Wirkung Entfernung von Warzen (N 2 ) Kryochirurgie(Neurochirurgie) Kryokoagulation (Anheften der Retina)


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