Fluides, pression sanguine et énergie

Les notions à connaître

Débit d'un écoulement

Volume de fluide traversant une section par unité de temps : $D = v \times S$ où $v$ est la vitesse et $S$ la section. Exemple : dans une perfusion, régler le débit contrôle le volume administré par heure au patient.

Débit cardiaque

Volume de sang éjecté par le cœur par minute : $D_c = f_c \times V_{ES}$ (fréquence cardiaque fois volume d'éjection systolique). Exemple : au repos, $f_c = 70\,\text{bat/min}$ et $V_{ES} = 70\,\text{mL}$ donnent $D_c = 70 \times 70 = 4900\,\text{mL/min}$, soit environ $5\,\text{L/min}$.

Pression

Force pressante répartie sur une surface : $P = F/S$, en pascals (Pa). Exemple : une aiguille fine exerce une grande pression car sa surface est minuscule, ce qui facilite la pénétration dans la peau.

Loi fondamentale de la statique des fluides

Dans un liquide au repos, la pression augmente avec la profondeur : $P_2 - P_1 = \rho g (z_1 - z_2)$. Exemple : dans une poche de perfusion suspendue en hauteur, la dénivellation crée la pression qui fait descendre le liquide vers le patient.

Tension artérielle

Pression du sang sur les parois des artères, exprimée par deux valeurs : systolique (contraction) et diastolique (relâchement), mesurée en cmHg. Exemple : une tension de $12/8$ signifie $12\,\text{cmHg}$ en systole et $8\,\text{cmHg}$ en diastole.

Dépense énergétique journalière

Énergie totale dépensée par l'organisme en 24 h, en kilojoules ou kilocalories, estimée par la relation de Harris et Bénédict. Exemple : un adulte sédentaire dépense environ $8000\,\text{à}\ 10\,000\,\text{kJ}$ par jour.

Transferts thermiques

Le corps échange de la chaleur par rayonnement, convection, conduction et évaporation (sueur). Exemple : la transpiration évacue de la chaleur par évaporation pour maintenir la température corporelle à $37\,^{\circ}\text{C}$.

Réactions endothermique et exothermique

Une transformation exothermique libère de la chaleur, une endothermique en absorbe. Exemple : la combustion du glucose dans les cellules est exothermique et fournit l'énergie de l'activité musculaire.

Les erreurs à éviter en physique-chimie pour la santé

• ✗ Confondre pression et force.

  ✓ La pression est une force RAPPORTÉE à une surface : $P = F/S$, en pascals, pas en newtons.

• ✗ Oublier de convertir les unités dans $D = v \times S$.

  ✓ Travailler en unités cohérentes $(m/s, m$ carré, m cube par seconde) : ne pas mélanger.

• ✗ Confondre pression artérielle et tension artérielle.

  ✓ La tension artérielle est la traduction en cmHg de la pression du sang : deux formulations d'une même réalité.

• ✗ Inverser exothermique et endothermique.

  ✓ Exothermique = libère de la chaleur (vers l'extérieur) ; endothermique = absorbe de la chaleur.

Sais-tu répondre à ces questions ?

Les corrigés détaillés sont dans le quiz du chapitre.

1. Quelle relation donne le débit d'un écoulement ?
2. Comment définit-on la pression exercée par une force ?
3. Le débit cardiaque se calcule par :
4. Au repos, $f_c = 70\,\text{bat/min}$ et $V_{ES} = 70\,\text{mL}$. Quel est le débit cardiaque ?
5. Une force de $10\,\text{N}$ s'applique sur $0{,}5\,\text{m}^2$. Quelle est la pression ?