шпаргалка

Вязкость жидкости и методы ее измерения.

[ Назад ]
1. Вязкость жидкости, методы её измерения. Ньютоновские и неньютоновские жидкости. Вязкость крови. Факторы, влияющие на вязкость крови в организме.
Между молекулами реальной жидкости всегда существуют силы взаимодействия, которые при её течении проявляются как силы трения, направленные по касательной к поверхности перемещающихся слоев – внутреннее трение, или вязкость жидкости. Наличие сил внутреннего трения приводит к тому, что разные слои жидкости движутся с разными скоростями.
Сила трения между слоями жидкости пропорциональна площади соприкосновения слоёв жидкости и градиенту скорости (скорости сдвига). Определяется формулой Ньютона: Fтр=ηSdv/dx, где η – коэф. внутреннего трения или динамическая вязкость. Единица вязкости Па*с, внесистемная – пуаз (10П=1Па*с).
С увеличением температуры вязкость уменьшается.
Ньютоновские жидкости – вязкость η не зависит от условий течения (градиента скорости, давления), но зависит от температуры. Вода (η=1сантипуаз), однородные жидкости, гомогенные низкомолекулярные растворители.
Неньютоновские – вязкость зависит от градиента скорости, давления – неоднородные жидкости (кровь, суспензии, эмульсии).
Объём вязкой жидкости, ламинарно протекающей по участку гладкой трубы длиной L и радиусом r за время t, определяется формулой Пуазейля: V=(πr4(P1-P2)t)/(8ηL) –объём жидкости протекающей через трубку за время t; Q=V/t=(πr4(P1-P2)/(8ηL) – объёмная скорость течения жидкости; Х=∆P/Q=(8ηL)/(πr4) – гидравлическое сопротивление трубы; Формула Гагена-Пуазейля Q=(P1-P2)/Х (по аналогии с законом Ома).
При последовательном соединении сосудов общее сопротивление определяется суммой гидравлических сопротивлений их отдельных участков: Х=Х1+Х2+…+Хn,а при параллельном ветвлении сосудистого русла 1/Х=1/Х1+1/Х2+…1/Хn.
Вискозиметры – приборы для определения вязкости биологических жидкостей.
Метод Стокса (метод падающего шарика - только в технике, нужен V>1л).
Сила тяжести: F=mg=4/3πr3pg; Сила Архимеда: FA=4/3πr3pжg; Сила трения: Fтр=6πηrv.
При достижении равномерного движения сила тяжести становится равной сумме силы трения и силы Архимеда: 4/3πr3pg=4/3πr3pжg+6πηrv. Определяем искомую вязкость η=2(р-рж)r2g/9v.
Скорость движения шарика определяется экспериментально. Для этого измеряют время t, за которое шарик равномерно проходит в жидкости расстояние L: v=L/t.
Капиллярные методы. Вискозиметр Оствальда. U-образная трубка. Объемы вытекшей эталонной жидкости (воды) и исследуемой жидкости из верхней полости вискозиметра Оствальда объёмом V равны: V=πr4p0ght0/8η0L= πr4pght/8ηL. Отсюда вязкость исследуемой жидкости η=рtη0/p0t0.
Для определения вязкости проб крови часто используют вискозиметр Гесса, в котором определяют не время истечения жидкости из капилляра, а расстояние L0 и L, на которые перемещаются вода и кровь за одно и тоже время. η=η0L0/L.
Ротационный метод (малое кол-во крови).Этот метод позволяет определить вязкость при различных скоростях сдвига, и поэтому позволяет определить зависимость вязкости от скорости сдвига: η=f(dv/dx). Два цилиндра, внутренний подвешен на нити, внешний может вращаться вокруг своей продольной оси с регулируемой угловой скоростью w. Зазор между цилиндрами наполняют исследуемой жидкостью. Из-за вязкости жидкости при вращении внешнего цилиндра внутренний начинает поворачиваться, достигая равновесия при некотором угле поворота θ=kηw.
2. Найдите математическое ожидание случайной дискретной величины, заданной законом распределения.
µ=M(x)=x1p1+x2p2+…xnpn. µ=0,2+0,6+2=2,8.
3. Чем отличается тепловое воздействие на биологические ткани при индуктометрии и УВЧ-терапии?
Индуктометрия. На биоткань воздействуют высокочастотным магнитным полем с частотой 13,56МГц. В=В0sin2пvt.В ткани образуются вихревые токи Фуко, которые вызывают прогрев проводящих тканей. Лучше прогреваются ткани с малым удельным сопротивлением, т.е. жидкие проводящие среды (кровь, лимфа, тканевая жидкость) и ткани, богатые сосудами (мышцы, селезёнка), слабее прогреваются ткани с высоким удельным сопротивлением. Тепловой эффект ∆t=1,5-20С.
УВЧ-терапия. Воздействие на ткань пациента электрическим полем ультравысокой частоты 40,68МГц, с целью их прогрева. Участок между двумя электродами, подключённые к терапевтическому контуру аппарата УВЧ-терапии.
В проводящих тканях закон Джоуля-Ленца, который здесь удобно выразить через эффективную напряжённость электрического поля и удельное электрическое сопротивление ткани: qпр=E2эф/p.
Для диэлектриков: qдиэл=2пvEE0 E2эфtgδ, Е – относительная диэлектрическая проницаемость среды, Е0 – электрическая постоянная вакуума, tgδ – тангенс угла диэлектрических потерь.
При процедуре УВЧ тепло выделяется и в проводящих электрический ток тканях, и в диэлектриках.
На частоте 40,68МГц эффективнее прогреваются диэлектрические ткани.
Никаких металлических предметов на теле пациента при УВЧ не должно быть, т.к. они будут интенсивно нагреваться, что приведет к ожогу.
4. Что такое аккомодация глаза и благодаря чему она осуществляется? Запишите формулу тонкой линзы и поясните смысл входящих в неё величин.
Аккомодация – способность глаза четко видеть предметы, находящиеся от него на различных расстояниях. Осуществляется за счёт изменения кривизны хрусталика. Изображение предмета на сетчатке будет четким, если выполняется условие аккомодации (формула тонкой линзы): 1/f+1/d=1/F, где d - расстояние от предмета до центра хрусталики, f=17мм – расстояние от центра хрусталика до сетчатки, F – фокусное расстояние глаза (неизменно для фотоаппаратов). Ближняя и дальняя точки аккомодации (четкого видения) – границы расположения предмета, в пределах которых глаз может его отчётливо видеть. Нормальный глаз аккомодирован на бесконечно удалённые предметы, ближняя точка аккомодации 10-12 см (утомляется мышца деформирующая хрусталик). Расстояние наилучшего зрения – оптимальное расстояние при рассматривании предметов, чтении – 25см.
Оптическая сила глаза D=1/F [дптр]. Изменение кривизны хрусталика и связанный с ней диапазон аккомодации может происходить только в определённых пределах и зависит от возраста.
Диапазон аккомодации – max изменение оптической силы глаза. D=1/Lбл-1/Lдал. Самый широкий в детстве – 14дптр, с возрастом хрусталик теряет упругость D=2дптр. Развивается старческое зрение – пресбиопия.
5. В мед. аппарате используется импульсный ток с длительностью импульса t=20мс и скважностью Q=10. Чему равна частота этого тока?
Q=T/tu, v=1/T. v=1/20*10-3*10=5Гц. Ответ: 5Гц.
6. Укажите причины, по которым радиационное загрязнение среды радиоактивным цезием 137Cs обнаруживается намного проще чем стронцием 90Sr?
Распад радиоактивного 13755Cs сопровождается испусканием y-квантов с энергией 0,66МэВ и max энергией электронов 1,18МэВ: 13755Cs=13756Ва+ 0-1β+y+00ṽ. Период полураспада 30 лет.
Распад радиоактивного стронция 9038Sr=9039Y+ 0-1β+00ṽ не сопровождается испусканием y-квантов, поэтому этот изотоп гораздо сложнее обнаружить.
Радиационное заражение среды радионуклидами, распадающимися с испускание y-квантов, обнаруживается проще, т.к. у-излучение имеет высокую проникающую способность, распространяется в воздухе на сотни метров и легко улавливается приборами.

КАТЕГОРИИ:

Network | английский | архитектура эвм | астрономия | аудит | биология | вычислительная математика | география | Гражданское право | демография | дискретная математика | законодательство | история | квантовая физика | компиляторы | КСЕ - Концепция современного естествознания | культурология | линейная алгебра | литература | математическая статистика | математический анализ | Международный стандарт финансовой отчетности МСФО | менеджмент | метрология | механика | немецкий | неорганическая химия | ОБЖ | общая физика | операционные системы | оптимизация в сапр | органическая химия | педагогика | политология | правоведение | прочие дисциплины | психология (методы) | радиоэлектроника | религия | русский | сертификация | сопромат | социология | теория вероятностей | управление в технических системах | физкультура | философия | фотография | французский | школьная математика | экология | экономика | экономика (словарь) | язык Assembler | язык Basic, VB | язык Pascal | язык Си, Си++ |