MVKF20 Transportfenomen i människokroppen Kursinformation 2015
Syfte Kursen avser att ge studenterna grundläggande kunskaper om utvalda transportfenomen och hur dessa styr människokroppens funktion. Mål Kunskap och förståelse förstå hur ekvationerna för konserverande av massa, rörelsemängd och energi uttrycks på integral- respektive differentialform förstå vilka antaganden som leder till Bernoulli s ekvation förstå skillnaden mellan laminär och turbulent strömning och hur deformerbara väggar och pulserande tryck påverkar flöden förstå hur värme genereras, leds och överförs i människokroppen förstå skillnaden mellan Newtonska och icke-newtonska fluider och vad detta innebär för flöden i människokroppen Färdighet och förmåga kunna beskriva hur mass- och värmetransport sker i andning och blodflöde kunna analysera inre organ, t.ex. njurar, ur ett transportprocessperspektiv kunna delta aktivt i diskussioner inom ämnet relevanta problem Värderingsförmåga och förhållningssätt kunna kritiskt granska och utifrån givna kriterier bedöma rimligheten hos beräkningar av värme- och masstransport kunna tolka resultat från flödesberäkningar och förstå deras betydelse för upprätthållandet av människokroppens homeostas Kursinnehåll Kroppens transportprocesser beskrivs med en fluidmekanisk begreppsapparat. Bevarande av massa, rörelsemängd och energi i människokroppen ställs upp på olika form, integral respektive differential, med hjälp av Reynolds transportteorem, och utifrån dessa härleds Bernoulli s ekvation. Kriterier för och konsekvenser av laminärt och turbulent flöde i människokroppen diskuteras. Många av flödena i kroppen sker i kanaler med deformerbara väggar och drivs pulserande och detta är en viktig del av kursen. De flesta av kroppens vätskor har komplicerade egenskaper som gör att det inte är tillräckligt att beskriva dem förenklade som newtonska; därför omfattar kursen även beskrivning av icke-newtonska fluiders egenskaper. Kursen omfattar även värmegenerering och värmeöverföringsfenomen som är viktiga för kroppens funktioner. Kursmoment Schemalagda moment är föreläsningar, seminarier, räkneövningar samt en laboration. Träning i problemlösning sker vid räkneövningarna samt genom obligatoriska individuella inlämningsuppgifter.
Kurslitteratur G.A. Truskey, F. Yuan, D.F. Katz. Transport phenomena in biological systems, second edition, Pearson, 2010 Examination Examinationen består av ett antal obligatoriska moment samt en skriftlig tentamen. Betyg sätts baserat på tentamensresultat, enligt nedan. Obligatoriska moment De obligatoriska momenten i kursen är 5 st. inlämningsuppgifter, en laboration samt en gästföreläsning. Tentamen En skriftlig tentamen med såväl teori- som räkneuppgifter avslutar kursen. Teoridelen omfattar 20 poäng och räknedelen 30 poäng. En räkneuppgift omfattar i normalfallet 10 poäng. Således är maximal poängsumma vid tentamen 50 poäng. Med bonuspoäng enligt nedan är maximal poängsumma 52,5 poäng. Vid teoridelen får inga hjälpmedel användas. Vid räknedelen är läroboken, föreläsningsanteckningar, TEFYMA, fysikaliska tabeller samt räknedosa tillåtna hjälpmedel. Tentamen är delad, vilket innebär att först genomförs teoridelen utan hjälpmedel och när denna del lämnats in till vakten påbörjas räknedelen. Bonuspoäng som erhållits adderas till poängsumman från tentamen. Bonuspoäng kan räknas in även vid nästföljande två schemalagda omtentamenstillfällen. Betygsgränser betyg 3: minst 22 poäng betyg 4: minst 32 poäng betyg 5: minst 42 poäng Slutbetyg rapporteras när alla obligatoriska moment är avklarade. Ordinarie tentamen: fredagen den 20 mars 2015, kl. 8-13, sal Sparta D Inlämningsuppgifter En obligatorisk inlämningsuppgift per vecka skall genomföras. Det är tillåtet att samarbeta med dessa uppgifter men varje student skall lämna in en egen lösning. Lösningar lämnas in senast på föreläsningen i påföljande vecka. 0,5 bonuspoäng till tentamen erhålles för vare inlämningsuppgift som är godkänd senast den 6/3, således maximalt 2,5 poäng. Obligatoriska inlämningsuppgifter (deadline för inlämning inom parentes) (26/1), (2/2), (9/2), (16/2), (23/2)
Rekommenderade övningsuppgifter (övningar, hemstudier) v. Uppgifter 1 1.5, 1.7, 2.4, 2.11, 2.14, 2.25 2 3.2, 3.6, 3.10, 4.3, 4.13, 4.14 3 5.1, 5.2, 6.1, 6.6, 6.24, 6.28 4 8.3, 8.5, 8.6, 8.9, 9.2,9.5 5 17.4, 17.7, 17.9, 17.10, 17.14 Seminarieuppgifter v. Uppgifter 1 1.2, 1.3, 2.3, 2.15 2 3.3, 3.9, 4.6, 4.17 3 5.5, 5.6, 6.10, 6.26 4 8.4, 8.7, 9.6 5 17.2, 17.3, 17.6 Kapitelöversikt Kap. 1 Introduktion Kap. 2 Bevarandelagar och impulsbalanser Kap. 3 Bevarandelagar för fluidtransport, dimensionsanalys och skalning Kap. 4 Approximativa metoder för analys av komplexa fysiologiska flöden Kap. 5 Strömning i cirkulationssystemet och vävnader Kap. 6 Masstransport i biologiska system Kap. 7 Utgår Kap. 8 Transport i porösa medier Kap. 9 Transvaskulär transport Kap. 10, 11, 12 Utgår Kap. 13 Transport av gaser mellan blod och vävnad, Kursivt Kap. 14 Transport i njurarna, Kursivt Kap. 15, 16 Utgår Kap. 17 Energitransport i biologiska system Lärare Johan Revstedt, rum M:2129, 046-2224302, johan.revstedt@energy.lth.se Ingrid Svensson, rum E:1346, 046-2227525, ingrid.svensson@bme.lth.se Ali Al Sam, rum M:2128, 046-2224044 ali.al_sam@energy.lth.se Information Löpande kursinformation anslås på kursens web-sida: http://bme.lth.se/course-pages/transportfenomen-i-kroppen/transportfenomen-i-kroppen/
Schema 2015 Tid Plats Aktivitet Kapitel i kursbok Lärare läsvecka 1 19/1 13.15-15.00 E:3308 F Kap. 1, 2 IS 20/1 10.15-12.00 E:1328 S Kap. 1,2 IS 22/1 13.15-15.00 E:1144 Ö Kap. 1-2 IS/AA läsvecka 2 26/1 8.15-10.00 E:1328 F Kap. 3,4 JR 27/1 10.15-12.00 E:1328 S Kap. 3,4 JR 29/1 13.15-15.00 E:1144 Ö Kap. 3,4 JR/IS läsvecka 3 2/2 8.15-10.00 E:1328 F Kap. 5, 6 IS 3/2 10.15-12.00 E:1328 S Kap. 5, 6 IS 5/2 13.15-15.00 E:1144 Ö Kap. 5, 6 AA/IS läsvecka 4 9/2 8.15-10.00 E:1328 F Kap. 8-9 JR 10/2 10.15-12.00 E:1328 S Kap. 8, 9 JR 12/2 13.15-15.00 E:1144 Ö Kap. 8, 9 IS/JR läsvecka 5 16/2 8.15-10.00 E:1328 F Kap. 17 JR 17/2 10.15-12.00 E:1328 S Kap. 17 JR 19/2 13.15-15.00 E:1144 Ö Kap. 17 JR/AA läsvecka 6 23/2 13.15-15.00 E:3308 F Gästföreläsning 25/2 08.00-12.00 Laboration JR/IS/AA 26/2 13.15-15.00 E:1144 Ö JR/IS läsvecka 7 5/3 13.15-15.00 E:1144 Frågestund JR/IS F = föreläsning IS = Ingrid Svensson Ö= övning JR = Johan Revstedt S= seminarium AA = Ali AlSam