Bioénergétique 1 Flashcards
Qu’est-ce que l’énergie?
C’est la capacité d’effectuer un travail (W) ET/OU de fournir de la chaleur (Q)
Qu’est-ce que la thermodyamie?
Etude d’un système de son état initial vers son état final qui est son état d’équilibre
Que permet la thermodynamie?
- 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
Qu’est-ce que la bioénergétique?
C'est la thermodynamique appliquée à la biologie. Etudie: - les processus de transfert énergétique - de transduction énergétique - ses mécanismes
Qu’est-ce que la transduction?
Transformation d’une forme d’énergie en une autre
Qu’est-ce que la transformation?
Passage d’un état à un autre
Types de transformations?
-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
Qu’est-ce qu’un système?
Partie de l’univers que l’on étudie
Qu’est-ce que l’environnement?
Partie qui est à l’extérieur du système
De quoi est composé l’univers?
Du système et de l’environnement. C’est un système isolé
Quels sont les 3 types de systèmes?
ouvert, fermé, isolé
Système ouvert?
Echange de la matière et de l’énergie (sous forme de travail et de chaleur) avec l’environnement.
Ex: CELLULE !
Système fermé?
Echange énergie mais pas matière
Ex: thermomètre à mercure
Système isolé?
Pas d’échanges de matière ni énergie.
Ex: calorimètre
Caractéristiques d’une paroi ?
- réformable (échange travail)
- diatherme (échange chaleur)
- adiabatique/calorifugée, isolante, empêche échange de chaleur
- perméable, permet échange de matière
Quand peut-on dire qu’un système se transforme?
Lorsqu’il évolue au cours du temps, passe d’un état initial à un état final
Caractéristiques d’un système?
Caractérisé par des grandeurs physiques qui définissent son état et qui sont appelées variables d’états
Qu’est-ce que les variables d’états ?
Pression, volume, température…
Types de variables d’état?
Intensives et extensives
Types de transformations?
Isotherme (T cst)
Isobare (P cst)
Isochore (V cst)
Adiabatique (sans échange de chaleur)
Système biologique : T, P, V maintenus constants
Qu’est-ce qu’une variable extensive? Donnez quelques exemples.
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
Qu’est-ce qu’une variable intensive? Donnez quelques exemples.
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
Donnez 2 propriétés des variables d’état.
-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
Qu’est-ce qu’une fonction d’état?
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
Citez des fonctions d’état.
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
Citez les 3 principes de thermodynamique.
1) conservation de l’énergie
2) entropie et sens des transformations
3) point de référence de l’entropie
Qu’est-ce que le 1er principe de thermodynamie?
Conservation de l’énergie.
L’énergie totale d’un système isolé (l’univers) reste constante
Que devient l’énergie interne d’un système isolé selon le 1er principe de thermodynamie?
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 caloriesQu’est-ce qu’1 cal?
4,184 J
Qu’est-ce qu’1 J ?
0,239 cal
Energie nécessaire pour déplacer un objet en appliquant une force de 1 Newton sur une distance de 1m
Conventions de W et Q?
W ou Q négatifs lorsque le système fournit un travail ou de la chaleur et positifs quand le système en reçoit.
Qu’est-ce qu’1 Cal (grande calorie des nutritionnistes)?
1000 cal ou 1kcal
Qu’est-ce que l’énergie interne?
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
Donner 3 types différents de travail.
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)
Relation entre la chaleur, l’entropie et la température?
Q = T. dS
Qu’est-ce qu’un processus réversible?
Se produit lorsqu’un variable diffère de manière infinitésimale. Peut être inversé
Qu’est-ce qu’un processus irréversible?
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.
Quels sont les 3 formes principales de travail cellulaire par la cellule eucaryote?
1) Travail mécanique (déplacement et/ou expansion)
2) Travail de transport membranaire contre un gradient électrochimique (solutés chargés ou non)
3) Travail chimique (métabo)
Qu’est-ce que la chaleur ou énergie thermique/calorifique?
- 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
