Bioénergétique 1

Question 1

Qu’est-ce que l’énergie?

Answer 1

C’est la capacité d’effectuer un travail (W) ET/OU de fournir de la chaleur (Q)

Question 2

Qu’est-ce que la thermodyamie?

Answer 2

Etude d’un système de son état initial vers son état final qui est son état d’équilibre

Question 3

Que permet la thermodynamie?

Answer 3

• étudie les modifications qui accompagnent les événement dans l’univers
• permet de prévoir la direction des transformations chimiques ou physiques (spontanéité ou non)
• ne renseigne pas sur la vitesse de transformations ni sur les mécanismes moléculaires

Question 4

Qu’est-ce que la bioénergétique?

Answer 4

C'est la thermodynamique appliquée à la biologie.
Etudie:
- les processus de transfert énergétique
- de transduction énergétique
- ses mécanismes

Question 5

Qu’est-ce que la transduction?

Answer 5

Transformation d’une forme d’énergie en une autre

Question 6

Qu’est-ce que la transformation?

Answer 6

Passage d’un état à un autre

Question 7

Types de transformations?

Answer 7

-Physique : ne modifie pas la nature de la substance mais son état, sa forme et ses dimensions. REACTIFS ET PRODUITS IDENTIQUES

-Chimique : modifie la nature de la substance par réarrangement atomique
réactifs => produits (prop différentes), DIFFERENTS!
nb total atomes inchangé mais combinaison différente
=> CONSERVATION MATIERE

Question 8

Qu’est-ce qu’un système?

Answer 8

Partie de l’univers que l’on étudie

Question 9

Qu’est-ce que l’environnement?

Answer 9

Partie qui est à l’extérieur du système

Question 10

De quoi est composé l’univers?

Answer 10

Du système et de l’environnement. C’est un système isolé

Question 11

Quels sont les 3 types de systèmes?

Answer 11

ouvert, fermé, isolé

Question 12

Système ouvert?

Answer 12

Echange de la matière et de l’énergie (sous forme de travail et de chaleur) avec l’environnement.
Ex: CELLULE !

Question 13

Système fermé?

Answer 13

Echange énergie mais pas matière

Ex: thermomètre à mercure

Question 14

Système isolé?

Answer 14

Pas d’échanges de matière ni énergie.

Ex: calorimètre

Question 15

Caractéristiques d’une paroi ?

Answer 15

• réformable (échange travail)
• diatherme (échange chaleur)
• adiabatique/calorifugée, isolante, empêche échange de chaleur
• perméable, permet échange de matière

Question 16

Quand peut-on dire qu’un système se transforme?

Answer 16

Lorsqu’il évolue au cours du temps, passe d’un état initial à un état final

Question 17

Caractéristiques d’un système?

Answer 17

Caractérisé par des grandeurs physiques qui définissent son état et qui sont appelées variables d’états

Question 18

Qu’est-ce que les variables d’états ?

Answer 18

Pression, volume, température…

Question 19

Types de variables d’état?

Answer 19

Intensives et extensives

Question 20

Types de transformations?

Answer 20

Isotherme (T cst)
Isobare (P cst)
Isochore (V cst)
Adiabatique (sans échange de chaleur)

Système biologique : T, P, V maintenus constants

Question 21

Qu’est-ce qu’une variable extensive? Donnez quelques exemples.

Answer 21

Elle dépend de la quantité de matière et est additives.
Mesure de la taille ou du contenu
Ex: m, V, n, S, H, G, Cc

Question 22

Qu’est-ce qu’une variable intensive? Donnez quelques exemples.

Answer 22

Elle est indépendante de la quantité de matière et n’est pas additive.
Caractérise le système
Ex: P, C, ddp, T, potentiel chimique, masse volumique, vitesse, accélération

Question 23

Donnez 2 propriétés des variables d’état.

Answer 23

-rapport de 2 variables extensives = variable intensive
Ex: rho, C, Cs
-produit d’une variable extensive par une variable intensive = variable extensive
Ex: m, n

Question 24

Qu’est-ce qu’une fonction d’état?

Answer 24

Elle est indépendante de la voie empruntée par le système lorsqu’il se transforme, passant d’un état initial (A) vers un état final (B).
Dépend uniquement de A et B du système

Question 25

Citez des fonctions d'état.

Answer 25

L'énergie interne (U) L'enthalpie (H) L'entropie (S) L'énergie libre (G) ATTENTION : PAS LE TRAVAIL NI LA CHALEUR mais leur somme l'est ! U = W+Q

Question 26

Citez les 3 principes de thermodynamique.

Answer 26

1) conservation de l'énergie 2) entropie et sens des transformations 3) point de référence de l'entropie

Question 27

Qu'est-ce que le 1er principe de thermodynamie?

Answer 27

Conservation de l'énergie. | L'énergie totale d'un système isolé (l'univers) reste constante

Question 28

Que devient l'énergie interne d'un système isolé selon le 1er principe de thermodynamie?

Answer 28

``` Elle reste constante. C'est une fonction d'état et la différence de l'énergie interne d'un système (dU) doit être compensée par une différence du contenu énergétique du milieu extérieur. dU = Q + W dU = Ufinal - UInitial = 0 si ni échange Q ou W Avec Wet Q en J ou calories ```

Question 29

Qu'est-ce qu'1 cal?

Answer 29

4,184 J

Question 30

Qu'est-ce qu'1 J ?

Answer 30

0,239 cal | Energie nécessaire pour déplacer un objet en appliquant une force de 1 Newton sur une distance de 1m

Question 31

Conventions de W et Q?

Answer 31

W ou Q négatifs lorsque le système fournit un travail ou de la chaleur et positifs quand le système en reçoit.

Question 32

Qu'est-ce qu'1 Cal (grande calorie des nutritionnistes)?

Answer 32

1000 cal ou 1kcal

Question 33

Qu'est-ce que l'énergie interne?

Answer 33

C'est la somme des énergies de toutes les particules qui composent le système. Total = Emacro+ Emicro ``` EMacro = Ec + Ep Emicro = U soit Ec particules individuelles + Ep intra et inter particules ```

Question 34

Donner 3 types différents de travail.

Answer 34

Produit d'une variable intensive par sa variable extensive conjuguée 1) P. dV (déplacer une qté de volume) 2) phi. dq (déplacer une qté de charge électrique du potentiel nul à phi) 3) μi. dni = (déplacer une qté de moles d'une région où potentiel chimique = 0 => μi)

Question 35

Relation entre la chaleur, l'entropie et la température?

Answer 35

Q = T. dS

Question 36

Qu'est-ce qu'un processus réversible?

Answer 36

Se produit lorsqu'un variable diffère de manière infinitésimale. Peut être inversé

Question 37

Qu'est-ce qu'un processus irréversible?

Answer 37

Se produit lorsqu'une variable diffère de manière finie. Ne peut être inversé LES PROCESSUS BIOLOGIQUE SONT IRREVERSIBLES mais de nombreuses réactions biochimiques fonctionnent près de l'état d'équilibre.

Question 38

Quels sont les 3 formes principales de travail cellulaire par la cellule eucaryote?

Answer 38

1) Travail mécanique (déplacement et/ou expansion) 2) Travail de transport membranaire contre un gradient électrochimique (solutés chargés ou non) 3) Travail chimique (métabo)

Question 39

Qu'est-ce que la chaleur ou énergie thermique/calorifique?

Answer 39

- Transfert d'énergie lié à une différence de température, s'effectuant d'une région de température plus élevée vers une région de température plus basse. - La chaleur est une forme d'énergie non utilisable qui s'échange sous forme désordonnée par agitation atomique mais nécessaire pour maintenir l'organisme à la température optimale pour le déroulement des réactions enzymatiques