Topic outline
Topic 1
0) Introduzione al corso
1) Richiami di Fisica, Chimica, Termodinamica (cap. 1 Nelson)
1.1) Elementi di Termodinamica applicata alla Biologia
1.2) Analisi dimensionale
1.3) Moli, molecole, atomi
1.4) Legge universale dei gas a bassa densita'
1.4) Esercizi
Topic 2
2) Complementi di Matematica
2.1) Integrali
2.2) Serie di Taylor
2.3) Equazioni differenziali ordinarie
2.4) Funzioni di piu' variabili - Derivate parziali
2.5) Serie di Taylor in piu' variabili
2.6) Equazioni alle derivate parziali
2.7) Integrali multipli
2.8) Trasformazioni di coordinateTopic 3
3) Fisica dalla scala nanometrica alla scala metrica (cap. 3 Nelson)
3.1) Elementi di Teoria della Probabilita'
3.3) Interpretazione della legge dei gas a bassa densita' in termini probabilistici
3.4) Distribuzione delle velocita' nei gas a bassa densita'
3.5) Barriere di attivazione, velocita' di reazione e rilassamento all'equilibrio
4) Moto Browniano, diffusione e dissipazioine (cap. 4 Nelson)
4.1) Moto Browniano: fenomenologia
4.2) Random Walk
4.3) Attrito nel regime super-smorzato
4.4) Relazione di Einstein
4.5) Conformazione dei polimeriTopic 4
4.6) Diffusione a livello sub-cellulare
4.7) L'Equazione di Diffusione
4.8) Applicazioni dell'Equazione di Diffusione in Biologia:
4.8.1) Permeabilita' di membrane artificiali
4.8.2) Diffusione e metabolismo batterico
4.8.3) Relazione di Nernst e potenziale di membrana
4.8.4) Resistenza elettrica di una soluzioneTopic 5
6) Entropia, Temperatura, ed Energia Libera (cap. 6 Nelson)
6.1) L'Entropia
6.2) Sistema isolato
6.3) Temperatura
6.4) Approfondimenti sul secondo principio della termodinamica
6.5) Sistemi aperti, che scambiano energiaTopic 6
6.6) Forze entropiche
6.7) La distribuzione di Boltzmann
6.8) Sistemi a due statiTopic 7
7) L'azione delle forze entropiche (cap. 7 Nelson)
7.1) Pressione osmotica
7.2) Interazione di "depletion"
7.3) Interazione idrofobica
8) Forze chimicheTopic 8
9) La pompa sodio-potassio e la trasmissione degli impulsi nervosi (cap. 11 Nelson, cenni del cap. 12)
9.1) Effetti elettro-osmotici
9.1.1) Equilibrio di Gibbs-Donnan
9.1.2) La questione della pressione osmotica
9.2) L'anomalia del sodio
9.3) Flusso passivo
9.4) Flusso attivo
9.5) Cenni sulla trasmissione degli impulsi nervosi
Esercizi di riepilogo