1 / 10

Để đánh giá bệnh động mạch vành và các vấn đề về tim, kỹ thuật hình ảnh nào sau đây cung cấp thông tin chi tiết về tắc nghẽn và lưu lượng máu?

A.

Chụp X-quang

B.

Siêu âm

close

Chưa đúng lắm!

Siêu âm tim (echocardiogram) rất hữu ích để xem cấu trúc và chức năng van tim, nhưng MRI thường cung cấp hình ảnh chi tiết hơn về chính các động mạch vành.

C.

Chụp cộng hưởng từ MRI

done

Câu trả lời chính xác

Kỹ thuật này rất hiệu quả trong việc khảo sát các cấu trúc mô mềm như tim và mạch máu, cũng như đánh giá chức năng và dòng chảy của chúng.

D.

Chụp quang tuyến vú

chat_spark_2Giải thích

Tiếp theo

Mục tiêu chính:

1. Áp dụng Nguyên lý thứ nhất và thứ hai của Nhiệt động lực học để tính toán năng lượng cần thiết cho các hoạt động của cơ thể.
2. Tính toán nhiệt năng sinh ra hoặc mất đi trong các quá trình vật lý tác động lên cơ thể.

---

PHẦN I. NGUYÊN LÝ THỨ NHẤT NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC & HỆ THỐNG SỐNG

1. Các Khái Niệm Cơ Bản

Để hiểu về nhiệt động lực học, chúng ta cần nắm vững một số khái niệm nền tảng.

A. Hệ Nhiệt Động

Một hệ nhiệt động là một đối tượng hoặc một vùng không gian mà chúng ta đang nghiên cứu. Có 3 loại hệ chính:

Loại Hệ	Trao đổi Vật chất	Trao đổi Năng lượng	Ví dụ
Hệ Cô Lập	KHÔNG	KHÔNG	Một bình giữ nhiệt lý tưởng, kín.
Hệ Kín	KHÔNG	CÓ	Một bình nước đậy nắp kín (nhiệt có thể ra vào nhưng hơi nước thì không).
Hệ Mở	CÓ	CÓ	Cơ thể sống, một cốc nước nóng, ngọn nến đang cháy.

Cơ thể sống là một hệ mở, liên tục trao đổi vật chất (thức ăn, nước, không khí) và năng lượng (nhiệt) với môi trường bên ngoài.

B. Năng Lượng, Công và Nhiệt Lượng

• Nội năng (U): Là tổng động năng và thế năng của các phân tử cấu tạo nên hệ. Đây là năng lượng “bên trong” của hệ và phụ thuộc vào trạng thái của hệ (nhiệt độ, áp suất…).
• Công (A): Là phần năng lượng được trao đổi khi có sự thay đổi thể tích hoặc tác dụng lực.
  • Quy ước dấu:
    • A > 0: Hệ nhận công từ bên ngoài.
    • A < 0: Hệ sinh công ra bên ngoài.
• Nhiệt lượng (Q): Là phần năng lượng được trao đổi do chênh lệch nhiệt độ, không qua sinh công.
  • Quy ước dấu:
    • Q > 0: Hệ nhận nhiệt từ bên ngoài.
    • Q < 0: Hệ nhả nhiệt ra bên ngoài.

Đơn vị: 1 calorie (cal) = 4,1868 Joule (J)

2. Nguyên Lý Thứ Nhất Nhiệt Động Lực Học

Phát biểu: “Độ biến thiên nội năng (ΔU) của một hệ bằng tổng công (A) và nhiệt lượng (Q) mà hệ nhận được.”

Biểu thức:
ΔU = A + Q

• Ý nghĩa đối với chu trình khép kín: Khi một hệ trải qua một chu trình và quay về trạng thái ban đầu (ví dụ: một động cơ nhiệt), thì nội năng không đổi (ΔU = 0).
  • Khi đó: A = -Q
  • Điều này có nghĩa là: Công sinh ra (-A) bằng nhiệt lượng nhận vào (Q).

Hệ quả: Không tồn tại động cơ vĩnh cửu loại một!
Một động cơ vĩnh cửu loại một là động cơ có thể sinh công mãi mãi mà không cần nhận năng lượng từ bên ngoài. Theo Nguyên lý I, để sinh công (A < 0), hệ bắt buộc phải nhận năng lượng (Q > 0 hoặc nội năng giảm).
=> Ý nghĩa với cơ thể sống: Cơ thể muốn hoạt động (sinh công) thì phải nhận năng lượng từ bên ngoài (qua thức ăn).

3. Năng Lượng và Các Dạng Công trong Cơ Thể

Năng lượng trong cơ thể được dự trữ và sử dụng chủ yếu dưới dạng ATP (Adenosine Triphosphate). Phản ứng thủy phân ATP giải phóng năng lượng:
ATP + H₂O → ADP + H₃PO₄ + Năng lượng (khoảng 7-8.5 Kcal)

Năng lượng này được dùng để thực hiện 4 loại công chính:

1. Công hóa học: Tổng hợp các phân tử phức tạp (protein, lipid…).
2. Công cơ học: Co cơ, vận động.
3. Công thẩm thấu: Vận chuyển các chất qua màng tế bào.
4. Công điện: Tạo và dẫn truyền xung thần kinh.

Sơ đồ sử dụng năng lượng ATP trong cơ thể:
Năng lượng (từ thức ăn) → Tổng hợp ATP → ATP được sử dụng cho các loại công (cơ học, hóa học,…) → Trong quá trình này, một phần năng lượng bị thất thoát dưới dạng nhiệt.

• Nhiệt sơ cấp (Nhiệt cơ bản): Nhiệt tỏa ra trong quá trình trao đổi chất cơ bản (tổng hợp, phân hủy ATP), ngay cả khi cơ thể nghỉ ngơi.
• Nhiệt thứ cấp (Nhiệt hoạt động): Nhiệt sinh ra thêm khi cơ thể thực hiện các loại công (co cơ, vận động…).

4. Cân Bằng Năng Lượng trong Cơ Thể

Nguyên lý I áp dụng cho cơ thể sống có thể viết dưới dạng phương trình cân bằng năng lượng:
ΔQ = ΔM + ΔE + ΔA
Trong đó:

• ΔQ: Năng lượng hóa học từ thức ăn được đồng hóa.
• ΔM: Năng lượng dự trữ trong cơ thể (dạng ATP, mỡ…).
• ΔE: Năng lượng mất mát ra môi trường dưới dạng nhiệt.
• ΔA: Công cơ học mà cơ thể thực hiện lên môi trường.

Bảng cân bằng năng lượng của một người trong một ngày đêm (ví dụ):

Năng lượng Đưa vào	Kcal	Năng lượng Thải ra	Kcal
56,8g protid	237	Nhiệt thải qua da	1347
140g lipid	1307	Khi thở ra	43
79,9g gluxid	335	Phân và nước tiểu	23
		Bay hơi qua hô hấp	181
		Bay hơi qua da	227
		Bổ chính	11
Tổng cộng vào	1879	Tổng cộng ra	1859

Số liệu cho thấy năng lượng vào và ra gần như cân bằng, phù hợp với định luật bảo toàn năng lượng.

---

PHẦN II. NGUYÊN LÝ THỨ HAI NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC & HỆ THỐNG SỐNG

1. Hạn Chế của Nguyên Lý Thứ Nhất

Nguyên lý I chỉ nói về sự bảo toàn năng lượng, nhưng không cho biết một quá trình có thể tự diễn ra hay không và diễn ra theo chiều nào.
Ví dụ: Nhiệt tự truyền từ vật nóng sang vật lạnh, chứ không bao giờ tự truyền ngược lại, dù cả hai quá trình đều không vi phạm Nguyên lý I.

2. Entropie và Sự Sống

A. Entropie (S) là gì?
Entropie là thước đo mức độ hỗn loạn, mất trật tự của một hệ.

• Entropie càng lớn, hệ càng hỗn loạn.
• Entropie càng nhỏ, hệ càng có trật tự cao.

B. Nguyên Lý Thứ Hai Nhiệt Động Lực Học
“Trong một hệ cô lập, mọi quá trình tự diễn biến đều diễn ra theo chiều làm tăng Entropie.”
Nói cách khác, vạn vật trong một hệ kín có xu hướng tự nhiên đi từ trật tự đến hỗn loạn. Trạng thái cân bằng (trạng thái chết) là trạng thái có Entropie cực đại.

Câu hỏi lớn: Cơ thể sống là một cấu trúc có tổ chức cao, trật tự (Entropie thấp). Tại sao sự sống tồn tại mà không vi phạm Nguyên lý II?

Câu trả lời: Cơ thể sống không phải là hệ cô lập, mà là một hệ mở.

3. Trạng Thái Dừng và Sự Biến Đổi Entropie trong Hệ Sống

Cơ thể sống không ở trạng thái cân bằng nhiệt động (trạng thái chết, Entropie cực đại), mà ở trạng thái dừng.

Tiêu chí	Cân bằng nhiệt động	Trạng thái dừng (Hệ sống)
Dòng vật chất/năng lượng	Không có	Có dòng vào và ra liên tục, không đổi
Năng lượng tự do	Bằng 0 (không sinh công)	Luôn khác 0 (có khả năng sinh công)
Entropie	Cực đại	Không đạt cực đại, duy trì ở mức thấp
Ví dụ	Một cốc nước nguội	Ngọn nến đang cháy, một tế bào sống

Sự biến đổi Entropie của cơ thể sống (hệ mở):
dS = dSᵢ + dSₑ
Trong đó:

• dS: Biến thiên Entropie toàn phần của cơ thể.
• dSᵢ (Entropie nội sinh): Luôn > 0. Do các quá trình bên trong cơ thể (trao đổi chất) là bất thuận nghịch và luôn sinh ra sự hỗn loạn.
• dSₑ (Entropie trao đổi): Có thể < 0. Đây là chìa khóa!

Cơ thể sống duy trì trật tự (Entropie thấp) bằng cách nào?
Cơ thể “xuất khẩu” sự hỗn loạn ra môi trường.

1. Nạp vào: Thức ăn là những phân tử phức tạp, có trật tự cao (Entropie thấp).
2. Thải ra: Chất thải (CO₂, H₂O,…) và nhiệt là những dạng có Entropie cao, hỗn loạn.

Bằng cách lấy vào “Entropie âm” (trật tự) từ thức ăn và thải ra “Entropie dương” (hỗn loạn) ra môi trường, cơ thể có thể bù lại phần Entropie nội sinh (dSᵢ) và duy trì trạng thái trật tự của mình.

Kết luận nổi tiếng của Schrödinger: “Cơ thể sống tiêu dùng Entropie âm”.

Trong trạng thái dừng, Entropie nội sinh được bù trừ hoàn toàn bởi dòng Entropie âm từ môi trường, do đó Entropie của cơ thể được duy trì không đổi (dS = 0), nhưng ở một mức thấp chứ không phải cực đại.

---

PHẦN III. NHIỆT VÀ SỰ SỐNG: CÁC ỨNG DỤNG

1. Nhu Cầu Năng Lượng cho Hoạt Động

Năng lượng tiêu thụ (tính bằng Calorie) phụ thuộc vào loại hoạt động.
Bảng Tốc độ trao đổi chất cho một số hoạt động (Cal/m²-giờ)

Hoạt động	Tốc độ trao đổi chất
Ngủ	35
Nằm thức	40
Ngồi thẳng	50
Đứng	60
Đi bộ (4.8 km/h)	140
Làm việc thể chất vừa phải	150
Đạp xe/Run rẩy vì lạnh	250
Chạy	600

Công thức tính năng lượng tiêu thụ trong 1 giờ (A):
A = S × v

• v: Tốc độ trao đổi chất (từ bảng trên).
• S: Diện tích bề mặt cơ thể (m²).
  • S (m²) ≈ 0.202 × W⁰.⁴²⁵ × H⁰.⁷²⁵ (W: cân nặng (kg), H: chiều cao (m)).

2. Các Dạng Năng Lượng Tiêu Hao ra Môi Trường

Cơ thể thải nhiệt ra môi trường xung quanh qua các cơ chế chính:

1. Dẫn nhiệt: Truyền nhiệt trực tiếp từ bên trong cơ thể (nhiệt độ lõi ~37°C) ra bề mặt da.
2. Đối lưu: Dòng không khí (hoặc nước) chuyển động quanh da mang nhiệt đi. Tốc độ gió càng lớn, mất nhiệt do đối lưu càng nhiều.
3. Bức xạ: Cơ thể phát ra bức xạ hồng ngoại (nhiệt). Đây là hình thức mất nhiệt chính khi môi trường mát mẻ.
4. Bay hơi: Mồ hôi bay hơi trên da lấy đi một lượng nhiệt lớn, là cơ chế làm mát hiệu quả nhất khi trời nóng.