Течение вязкой жидкости по трубам. Формула Пуазейля.

Течение вязкой жидкости по трубам. Формула Пуазейля.

Кровь представляет собой вязкую жидкость, которая прогоняется сердцем через сложную систему артерий и вен. Скорость течения крови достаточно мала, так что поток можно считать ламинарным без турбулентностей. Кровеносные сосуды можно считать цилиндрическими.

Объем жидкости Q, протекающий за 1с через горизонтальную трубку, выражается формулой Пуазейля:

,

где R – радиус трубки, h– вязкость жидкости, l – длина трубки, (Р₁ – Р₂) – разность давлений на её концах.

Здесь видно, что при увеличении радиуса трубки в два раза, Q

возрастает в 16 раз. Если что- либо приведет к утолщению артери- альных стенок, что уменьшит R, ослабевший поток крови может вызвать грудную жабу. Наиболее распространенная причина грудной жабы – артериосклероз, повреждение артерий.

32. Гидравлическое сопротивление. Величина называется гидравлическим сопротивлением. Оно тем больше, чем больше вязкость h, длина трубыl, и меньше площадь поперечного сечения трубы.

33. Измерение артериального давления. Ламинарное течение крови по артерии – “тихий” процесс; турбулентное, напротив, “шумный”. Если кровь заставить течь по артерии турбулентно, то характерный звук можно зафиксировать стетоскопом, приложив его к артерии. Этот способ фиксации турбулентного потока и используется в наиболее распространенном методе измерения кровяного давления.

Когда давление крови измеряется с использованием звуковой техники, предполагается, что любое искусственное сжатие артерии приведет к появлению турбулентного потока. Этого сжатия достигают, накладывая снаружи на артерию дополнительное давление, добавляющееся к давлению крови внутри артерии.

34. Строение биологических мембран. Стенки живых клеток представляют собой тонкие мембраны, которые состоят из двух слоев липидов, разделенных слоем молекул белка. Толщина мембраны – около 9 нм.

Мембраны клетки разделяют два участка, содержащие различные растворенные ионы. В межклеточном пространстве имеется избыток ионов Na⁺ и Cl^-, а внутри клетки наибольшую концентрацию имеют ионы К⁺. Эти ионы могут диффундировать через пористую структуру мембраны.

Пассивный транспорт молекул и ионов через биологические

мембраны. Уравнение Нернста-Планка. Пассивный транспорт

обусловлен диффузией молекул и ионов в направлении их меньшей концентрации. Он не связан с затратой химической энергии,

осуществляется в результате перемещения частиц в сторону меньшего электрохимического потенциала. Пассивный транспорт описывается уравнением Нернста-Планка:

,

где z – валентность, F– постоянная Фарадея, - градиент концентрации, Т– абсолютная температура, R– универсальная газовая постоянная, D- коэффициент диффузии, j- плотность потока частиц через мембрану за 1 секунду.

Общая схема съема, передачи и регистрации медико-биологической информации.

Устройство съема преобразует информацию медико-биологического и физиологического содержания в цепях электронного устройства.

 

93. Выходной измерительный прибор отображает или регистрирует информацию о биологической системе в форме, доступной для

непосредственного восприятия наблюдателем.

94. Электроды для съема биоэлектрического сигнала –это проводники специальной формы, соединяющие измерительную цепь с биологической системой. Электроды также используются для подведения внешнего электромагнитного воздействия, например в реографии.

95. Датчики медико-биологической информации. Датчиком называют устройство, преобразующее измеряемую или контролируемую величину в сигнал, удобный для передачи, дальнейшего преобразования или регистрации.

Классификация датчиков.

Генераторные датчики – это датчики, которые под воздействием измеряемого сигнала непосредственно генерируют напряжение или ток. К ним относятся датчики пьезоэлектрические, фотоэлектрические, индукционные. Они основаны на соответствующих явлениях.

Параметрические датчики – это датчики, в которых под воздействием измеряемого сигнала изменяется какой-либо параметр. Например, емкостные, реостатные, индуктивные. В них изменяются соответствующие параметры.

Чувствительность датчиков показывает, в какой мере выходная Δ y величина реагирует на изменение входной Δ x:

.

 

97. Радиотелеметрия. Как известно, снятый и усиленный электрический сигнал необходимо передать к регистрирующему (измерительному) прибору. Обычно электроды или датчики, усилитель и регистрирующий прибор конструктивно оформлены как единое устройство. Однако иногда измерительная часть может находиться на расстоянии от биологической системы (например, в космической и спортивной медицине). В этом случае связь между устройством съема и регистрирующим прибором осуществляется по радио.

98. Эндорадиозонд – это один из вариантов радиотелеметрии, в котором миниатюрная капсула с радиопередатчиком заглатывается больным. По изменению частоты передатчика приемником, расположенным вблизи пациента, можно измерять давление, степень кислотности или щелочности, температуру и другие параметры в месте расположения капсулы.

99. Усилители. Усилителями электрических сигналов называются

устройства, увеличивающие эти сигналы за счет энергии постороннего источника.

Коэффициент усиления равен отношению приращения напряжения (силы тока, мощности) на выходе усилителя к вызвавшему его приращению напряжения (силы тока, мощности) на входе:

100. Природа света. По современным воззрениям, свет - сложный

электромагнитный процесс, обладающий как волновыми свойствами, так и корпускулярными. В некоторых явлениях (интерференция, дифракция, поляризация света) обнаруживаются волновые свойства света. Эти явления описываются волновой теорией. В других явлениях (фотоэффект, люминесценция, атомные и молекулярные спектры) обнаруживаются корпускулярные свойства света; такие явления описываются квантовой теорией.

Таким образом, волновая (электромагнитная) и корпускулярная (квантовая) теории не отвергают, а дополняют друг друга, отражая тем самым двойственный характер свойств света.

101. Законы отражения и преломления света. Закон отражения: лучи падающий и отраженный лежат в одной плоскости с перпендикуляром, проведенным к границе раздела сред в точке падения; угол падения a равен углу отражения b.

a b

n₂> n₁; a= b. n₁

 

n₂

g

 

Закон преломления: лучи падающий и преломленный лежат в одной плоскости с перпендикуляром к границе раздела сред, проведенным в точке падения; отношение синуса угла падения к синусу угла преломления равно отношению скорости света в первой среде к скорости света во второй среде:

где n₁ и n₂ - абсолютные показатели преломления первой и второй сред, относительный показатель преломления второй среды относительно первой.

Законы поглощения света.

Закон Бугера:

I = I₀exp(–c_ll),

где I₀ – интенсивность света, входящего в вещество, I – интенсивность света, прошедшего через вещество, c_l – монохроматический натуральный показатель поглощения, зависящий от свойств среды, l – толщина слоя вещества. Знак (–) показывает, что интенсивность света уменьшается.

Этот закон показывает, что интенсивность света уменьшается в

геометрической прогрессии, если толщина слоя возрастает в арифметической прогрессии. Показатель поглощения зависит от длины волны и концентрации разбавленного раствора (Закон Бера).

Закон Бугера-Ламберта-Бера:

I = I₀exp(–c₁ Сl),

где c_l – натуральный показатель поглощения, отнесенный к концентрации вещества, отношение называется коэффициентом пропускания.

Оптическая плотность вещества определяется выражением

С учетом приведенных выше формул можно записать:

D= c_lСl.

Закон Бугера-Ламберта-Бера лежит в основе концентрационной

колориметрии - метода определения концентрации вещества в окрашенных растворах по изменению интенсивности прошедшего через раствор света.

При измерении концентрации вещества в растворах на пути одного из пучков света ставится стеклянная кювета с исследуемым раствором. Для того чтобы учесть поглощение света растворителем, на пути второго пучка ставится такая же кювета с чистым растворителем. Количество жидкостей в обеих кюветах должно быть одинаковым.

115. Глаз как оптическая система. Световые лучи преломляются

хрусталиком глаза, который представляет собой двояковыпуклую линзу. Изображение предмета, рассматриваемого глазом, формируется на сетчатке; оно является действительным, уменьшенным и перевернутым.

Зрачок глаза играет роль диафрагмы: его диаметр изменяется в

соответствии с количеством света, попадающего в глаз. Под действием особой (ресничной) мышцы кривизна поверхности хрусталика, а следовательно, и его фокусное расстояние могут изменяться. Этим обеспечивается резкость получаемого на сетчатке изображения предметов, находящихся на различных расстояниях от глаза. Способность глаза приспосабливать фокусное расстояние хрусталика к расстоянию до наблюдаемого предмета называется аккомодацией.

Аккомодация позволяет получать отчетливое изображение предметов, находящихся на различных расстояниях.

Наименьший угол зрения, под которым ещё можно различить форму предмета, составляет примерно 1 мин, что соответствует рассмотрению отрезка длиной 0, 07 мм, находящегося на расстоянии ясного зрения. При угле зрения меньшем 1 мин всё изображение помещается на одном светочувствительном элементе сетчатки, и предмет воспринимается как точка. Величина 0, 07 мм является пределом разрешения глаза, который может быть увеличен с помощью оптических приборов.

Течение вязкой жидкости по трубам. Формула Пуазейля.

Кровь представляет собой вязкую жидкость, которая прогоняется сердцем через сложную систему артерий и вен. Скорость течения крови достаточно мала, так что поток можно считать ламинарным без турбулентностей. Кровеносные сосуды можно считать цилиндрическими.

Объем жидкости Q, протекающий за 1с через горизонтальную трубку, выражается формулой Пуазейля:

,

где R – радиус трубки, h– вязкость жидкости, l – длина трубки, (Р₁ – Р₂) – разность давлений на её концах.

Здесь видно, что при увеличении радиуса трубки в два раза, Q

возрастает в 16 раз. Если что- либо приведет к утолщению артери- альных стенок, что уменьшит R, ослабевший поток крови может вызвать грудную жабу. Наиболее распространенная причина грудной жабы – артериосклероз, повреждение артерий.

32. Гидравлическое сопротивление. Величина называется гидравлическим сопротивлением. Оно тем больше, чем больше вязкость h, длина трубыl, и меньше площадь поперечного сечения трубы.

33. Измерение артериального давления. Ламинарное течение крови по артерии – “тихий” процесс; турбулентное, напротив, “шумный”. Если кровь заставить течь по артерии турбулентно, то характерный звук можно зафиксировать стетоскопом, приложив его к артерии. Этот способ фиксации турбулентного потока и используется в наиболее распространенном методе измерения кровяного давления.

Когда давление крови измеряется с использованием звуковой техники, предполагается, что любое искусственное сжатие артерии приведет к появлению турбулентного потока. Этого сжатия достигают, накладывая снаружи на артерию дополнительное давление, добавляющееся к давлению крови внутри артерии.

34. Строение биологических мембран. Стенки живых клеток представляют собой тонкие мембраны, которые состоят из двух слоев липидов, разделенных слоем молекул белка. Толщина мембраны – около 9 нм.

Мембраны клетки разделяют два участка, содержащие различные растворенные ионы. В межклеточном пространстве имеется избыток ионов Na⁺ и Cl^-, а внутри клетки наибольшую концентрацию имеют ионы К⁺. Эти ионы могут диффундировать через пористую структуру мембраны.

1234567Следующая ⇒

Поделиться: