Meßgenauigkeit und Meßfehler

Physik für Mediziner,
Zahnmediziner und
Pharmazeuten
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SS2000
16.Vorlesung 30.5.2000
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Prof. Dr. Alois Putzer
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Plan : Nächste Vorlesungen
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Heute
Wärmeprozesse
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Mittwoch :
Wärmetransport
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im Körper, Grundumsatz
im Experiment
Danach : Elektrizität
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Isobare (gleicher Druck)
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Isochore (gleiches Volumen)
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Wärme und Arbeit(1)
Q  CT  cmT
Bei
Gasen hängt C davon ab, ob bei
konstantem Druck (Cp) oder bei konstantem
Volumen (CV) gemessen wird.
Für ideale Gase gilt
Cp - CV = 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)
Δ U  Δ W  Δ Q; Δ W  pΔ V
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Wärme und Arbeit(2)
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pV=2/3 W => pVmolar =2/3Wmolar=RT
Wmolar
= 3/2 RT = 3/2NAkT= NA 1/2 m v²
1/2 mv² = 3/2 kT
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Gleichverteilungsgesetz:
Auf
jeden Freiheitsgrad entfällt eine mittlere
Energie1/2 kT proTeilchen,d.h. 1/2RT pro Mol
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Gase
1
Atomige : 3 Freiheitsgrade => CV = 3/2 nR
2 Atomige : 5 Freiheitsgrade
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Festkörper (Dulong-Petit)
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molar=3R=24,9J/(mol K)
6Freiheitsgrade=>C
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Mechanismen zur Wärmeübertragung
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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
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Wärmeleitung
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Wärmstrahlung
Φ  ε AT
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ε= Emissionsgrad
σ(Oberflächenbeschaffenheit)
= 5,670 10-8 W m-2 T-4 (Stefan-Boltzmann)
A=Oberfläche
des Körpers
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Wärme in der Medizin
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Grundumsatz
Wärmetransport im Körper
Wärmeabgabe
Wärmeregulierung
Diagnose (z.B. Mammographie)
Therapie
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Wärmetransport im Körper
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Temperaturregulationszentrum im
Hypotalamus steuert Wärmeabgabe.
Energiezufuhr durch Nahrung
(Oxydation von Kohlehydraten).
Aufbau von energiereichen Verbindungen (Adenosintriphosphat ATP)
Transport zu den Zellen, die die
Energie benötigen (z.B. kontraktile
Proteine in den Muskelfasern).
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Körpertemperatur (Kerntemperatur)
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Chemische Prozesse
(Stoffwechselvorgänge) sind
temperaturabhängig.
Tiere und Pflanzen können daher nur
innerhalb enger Temperaturgrenzen
leben.
Für den Menschen gilt:
>42 oC
Schockwirkung
>40 oC
Schädigung der Enzyme
oC Idealtemperatur (Rektal)
37±0.7
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o
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Wärme- und Kältetherapie
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Wärme
 Diathermie
 Koagulation
 Laserskalpell
Kälte
 Lokalanästhesie
 Analgetische Wirkung (Entzündungen)
 Antiphlogistische Wirkung
 Entfernung von Warzen (N2)
 Kryochirurgie(Neurochirurgie)
 Kryokoagulation (Anheften der Retina)
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