Autour de l'imagerie médicale, entretien des locaux : Bac Sti2d ( biotechnologies) métropole 09 / 2013


Imagerie médicale.
D'ici 2016, l'imagerie médicale devrait être entièrement  sous forme numérique.
Citer deux arguments qui justifient cette numérisation.
Des images numérisées et stockées sur un serveur de grande capacité peut être consultables rapidement de n'importe quel endroit.
Ajoutons une économie de près de 40 % (650 / 1620 =0,40 ) par rapport aux images sur films radiographiques, donc une maîtrise des coûts.

Les ondes permettant de transmettre l'information appartiennent à plusieurs domaines des ondes  électromagnétiques.
Quelles zonse des ondes électromagnétiques sont utilisées pour les télécommunications.
Les ondes radio, le domaine des microondes, les ondes hertziennes ; l'infrarouge proche dans le cas d'utilisation de fibre optique.
Actuellement, l'utilisation des fibres optiques se développe pout transmettre les informations. Pourtant c'est beaucoup plus cher que le câble. Il doit donc y avoir des avantages. Lesquels.
La fibre optique permet de transmettre à grande vitesse un très grand nombre d'informations avec une atténuation très faible du signal.
Les ondes se propagent dans un verre de silice.
Pourrait-elles se propager dans le vide ? Pourquoi ?
Les ondes qui se propagent dans une fibre optique sont de type électromagnétiques. De tels ondes se propagent dans le vide.

Les fibres optiques peuvent transmettre des ondes de longueurs d'ondes comprises entre 400 nm et 1 mm.
Pourquoi seules les ondes de longueurs 1310 nm et 1550 nm sont-elles utilisées pour transmettre l'information dans ces fibres ?
 La figure suivante donne l'allure de l'atténuation ( en dB km-1) en fonction de la longueur d'onde lumineuse pour une fibre optique ordinaire.


L'absorption est faible pour des longueurs d'ondes inférieures à 1,6 µm. Le pic à 1,4 µm est du à l'absorption des liaisons OH présentes dans les impuretés. Les petites irrégularités sont dues à la forme amorphe de la silice qui constitue les fibres. L'atténuation doit être minimale pour une bonne tranmission : l = 1,32 µm et l = 1,55 µm.



Les ondes de longueurs d'onde 1310 nm et 1550 nm sont-elles visibles ? Pourquoi ?
Le domaine visible s'étend de 400 nm à 800 nm. 1310 nm et 1550 nm appartient au proche infrarouge.
Un radiologue, d'astreinte à son domicile, peut consulter les clichés depuis son ordinateur portable qui fonctionne en wi-fi. Les ondes qui se propagent entre son ordinateur et sa box sont des ondes hertziennes de fréquence 2,4 GHz.
Définir la période et prèciser son unité dans le système internationnal.
La période peut être définie à partir de la fréquence ( Hz) ; la période T, exprimée en seconde, est l'inverse de la fréquence. La période est la durée au bout de laquelle un phénomène périodique se reproduit identique à lui même.
Quelle est la période des ondes hertziennes utilisées en wi-fi ?
f = 2,4 109 Hz ; T = 1/(
2,4 109) =4,17 10-10 s.
Une onde hertzienne est constituée de deux champs : le champ électrique et un autre ... Quel est ce second champ ?
Le champ magnétique.

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Entretien des locaux.
  Un décapant est-il acide ou basique ?
Un décapant a un pH compris entre 11 et 14 : un décapant est très basique.
La concentration en ion H+aq  est-elle plus importante dans un désincrustant ou un détartrante ?
Le pH d'un désincrustant est compris entre 0 et 3, celui d'un décapant entre 11 et 14. La concentration en ion H+aq est plus importante quand le pH est faible ( désincrustant).
Un des détartrants utilisé est sous forme de gel très épais. Je suppose que sa masse volumique est plus élevée que celle de l'eau. Pour le vérifier on peut utiliser le principe fondamental de hydrostatique :
pB =pA +r g h.
pA et pB pressions ( Pa) aux points A et B, B étant situé en dessous de A.
r : masse volumique kg m-3 ; g =9,8 m s-2 ; h : différence de profondeur ( m) entre A et B.
J'ai versé du détartrant dans un grand récipient et j'ai mesuré les pressions en un point A et un point B situé 8,0 cm au dessous. J'ai lu pA =1013 hPa et pB =1024 hPa.
Calcule la masse volumique du détartrant.
r = (pB-pA) / (g h )= (1024-1013)*100 /(9,8 *0,080) =1,4 103 kg m-3 ou 1,4 kg / L.
La masse volumique de l'eau est 1 kg/L. Ma supposition est-elle bonne ?
Comment appelle-t-on les substances comme l'eau de Javel qui détruisent les micro-organismes ?
Des substances bactéricides.
L'eau de Javel ne doit pas être utilisée en même temps qu'un détartrant car il se produirait un dégagement de dichlore Cl2(g), gaz toxique. Je voudrait me faire une idée du volume de dichlore dégagé si on ajoute 50 mL d'eau de Javel dans 25 mL de  détartrant contenant de l'acide chlorhydrique. Les ions hypochlorite ClO-aq présent dans l'eau de Javel réagissent avec une solution d'acide chlorhydrique selon :
ClO-aq +2H+aq +Cl-aq --> Cl2(g) +2H2O.
La quantité de matière d'ion hypochlorite contenus dans 50 mL d'eau de Javel est nClO- =2,05 10-2 mol.
La quantité de matière d'ion chlorure contenus dans 25 mL de détartrant est nCl- =0,100 mol. Les ions H+aq sont en excès.
Montrer que les ions hypochlorite constituent le réactif limitant.
Les ions hypochlorite et chlorure réagissent mole à mole.
2,05 10-2 mol d'ion hypochlorite réagit avec 2,05 10-2 mol mol d'ion chlorure. Or on dispose de 0,100 mol d'ion chlorure, ces derniers sont donc en excès.
Montrer que la quantité de matière de dichlore formé est
2,05 10-2 mol.
D'après les nombres stoechiométriques de l'équation, la quantité de matière de dichlore est égale à la quantité de matière du réactif limitant.
Quel est le volume de dichlore formé ? On donne le volume molaire Vm = 24 L /mol.
2,05 10-2 *24 =0,49 L.






 



  

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