Реферат: Определение вязкости жидкости методами медицинского вискозиметра и Стокса

Тема:""

I/>/>.Актуальностьтемы:Вязкость кровичеловека внорме 0,4-0,5, при патологииколеблетсяот0,17до2,29, что сказываетсяв реакции оседанияэритроцитов(РОЭ).Венозная кровьобладает несколькобольшей вязкостью, чем артериальная.При тяжелойфизическойработе увеличиваетсявязкость крови.Некоторыеинфекционныезаболеванияувеличиваютвязкость, другиеже, например, брюшной тифи туберкулез-уменьшают.Определение вязкости крови во взаимосвязи с рядом другиханализов кровиимеет большоезначение дляоценки состояниябольного и дляпостановкиправильногодиагноза поряду болезней.

II.Цельзанятия:Уметь производитьизмерениявязкости кровивискозиметромВК-4 и методомСтокса. Студентдолжен знатьприроду вязкости жидкостей, смысл коэффициента вязкости, физическую основу измеренийкоэффициентавязкости.

III.Ориентировочноевремя длясамоподготовки–90 минут.

IV.Местопроведениясамоподготовки: кабинет кафедры.Опрос и выполнениеработы- 90минут.

V.Оснащение:ВискозиметрВК-4 с принадлежностямидля определениякоэффициентавязкости крови, стеклянныйцилиндр с глицерином, шарик, секундомер, микрометр.

VI.Исходныебазисные знанияи умения:

1.Изучить теориюпо учебнойлитературе.

2.Проработатьвопросы:

1)Что такое силавнутреннеготрения?

2)УравнениеНьютона длятечения вязкойжидкости.

3)Зависимостьвязкости жидкостиот температуры.

Что такое ньютоновская и неньютоновская жидкости?

Вывести формулу для определения вязкости по методу Стокса.

6)Какие условиядолжны выполнятьсяпри измерении вязкости методомСтокса?

7) Записатьформулу Пуазейля.

8)Опишитеустройство и принципы работы медицинскоговискозиметра.

9)Выведите расчетную формулу для определения вязкости жидкостис помощьюмедицинскоговискозиметра.

VII.Задания длясамопроверкии самоконтроляисходных базисныхзнаний и умений: Задачи 2.114, 2.115, 2.117, 2.118, 2.119.

VIII.После проверкибазисных знанийпереходитек изучениюследующихматериалов.

Основнаялитература:

1.Н.М.Ливенцев«Курс физики»,1978г., ч.1,§ 7.

2.А.Н.Ремизов«Медицинскаяи биологическаяфизика», 1987г., с.169-180.

3.М.А.Эссауловаи др. «Руководствок лабораторнымработам». с.94 — 98.

4.А.Н.Ремизов«Сборник задачпо медицинскойи биологическойфизике», 1987г., с,83-85.

Дополнительнаялитература:

1.0.А.Владимиров, Д.М.Ращупкини др. «Биофизика».

МедицинскийвискозиметрВК.

1.Изучить устройствои принцип работыприбора ВК-4.ВискозиметрВК-4 представляетсобой капиллярныйвискозиметр, предназначенныйдля измерениякоэффициентавязкости и рассчитанныйна большоеколичествожидкости.

Рис.1

ВискозиметрВК-4состоитиздвух градуированных капилляров a1b1и a2b2соединенныхструбками 1 и 2 (рис 1).В капилляр ав набираютдистиллированнуюводу, котораяслужит эталоннойжидкостью. Кран4закрывается, что позволяетнабрать исследуемуюжидкость вовторой капилляр, не, изменяя уровеньнабранной воды.Оба капиллярасоединенытройникамис краном4, откоторого идетрезиноваятрубка с наконечником3.

П/>
ричинойтого, что для протекания жидкости или газа черезтрубку требуетсянекотораяразность давления, является внутреннеетрение. Зависимость между объемом жидкости или газа V, протекающегоза время tчерез трубкудлиной l, и необходимойдля этого разностьюдавлений выражаетсяформулой Пуазейля:

V= Qt

Где Q- объемжидкости, протекающейчерез сечениетрубкив1с,

V-объем жидкости, протекающейчерез сечение трубкизаtс,

R- радиус трубки,

— градиент давления,

- коэффициентвязкости жидкостиили газа.

Принципдействия вискозиметраВК-4 основанна том, что скоростьпродвиженияразных жидкостейв капиллярахс одинаковымсечением приразных температурахи давленияхзависит отвязкости этихжидкостей.

Е/>слив наконечнике3вискозиметраВК-4 создатьразряжение, то при равныхтемпературахза равные промежуткивремени черезкапиллярыравного сеченияпод действиемодинаковойразности давленийжидкости сравными объемами, пройдутпути, обратнопропорциональныеих вязкости.

Э/>
/>
тотвывод получаютна основанииформулы Пуазейля.

Где V — объемисследуемойжидкости, протекающейза времяt.

/>
/> — объемдистиллированнойводы, протекающейза то же время.

Л/>/>
евыечасти равнызначит равныи правые. Послесокращенияимеем:

Отношениекоэффициентавязкости исследуемойжидкости ккоэффициентувязкости водыназываетсяотносительнымкоэффициентомвязкости:

Е/>
/>
/>/>
слидлину столбаисследуемойжидкости принять l=1, то относительныйкоэффициентвязкости численноравняется длинестолба водыв капилляре.Зная значение, можноопределитькоэффициентвязкости исследуемойжидкости:

О/>
пределить коэффициент вязкости крови. Для этого: а) положите вискозиметр на стол (горизонтально); б) в капилляры вискозиметра набирается до отметки “нуль” в один – вода, а в другой – заменитель крови. Для того чтобы набрать жидкость в капилляр вискозиметра нужно: открыть кран (создать разряжение с помощью груши или ртом), осторожно всасывать дистиллированную воду. Для этого набираемая жидкость к капилляру подносится в изогнутой стеклянной трубке; в) затем с помощью другой изогнутой трубки в капилляр 2 набрать исследуемую жидкость до «нуля»; г) открыть кран 4 и энергично, но осторожно создать разряжение в обоих капиллярах, когда исследуемая жидкость дойдет до метки «один», прекратить втягивание. За это же время вода пройдет больший путь. Посмотреть до какой метки дошла вода и записать относительный коэффициент вязкости, который равен:

Т/>
аккак в опытеберем l=1, относительная вязкость исследуемойжидкости численноравна пути, пройденномуводой.

Результатыизмеренийзанести в таблицу:

/>№

п/п.

О/>/>кончательныйрезультатзаписать ввиде:

/>
4.Изучитьметод Стокса

Придвижении тела в вязкой средевозникаетсопротивление.

Происхождениеэтого сопротивлениядвояко. Принебольших скоростях, когда за теломнет вихрей, сила сопротивленияобусловленавязкостьюжидкости. Между слоями возникает сила трения. Согласно законуСтокса силасопротивленияравна: F= 6rv,

где r-радиус шарика,

V-скорость егодвижения,

-коэффициентвязкости.

В/>тороймеханизм силсопротивления связан с образованием вихрей. Частьработы, совершаемойпри движениитела в жидкости, идет на образованиевихрей, энергиякоторых переходитв тепло. МетодСтокса позволяетопределить.Придвижении вжидкости натело действуюттри силы:

Вес шарика,

гдеp — плотностьшарика.

/> 2.Выталкивающаясила ,

г/>де плотностьжидкости,

/> — ускорениесвободногопадения.

3.Сила сопротивленияF =6rv.

Перваяи вторая силы(вес и выталкивающая)постоянны повеличине, третьяпропорциональнаскорости. Придвижении шарикав жидкостинаступаетмомент, когдавсе три силыуравниваются, и шарик начинаетдвигатьсяравномерно(!).

У/>словиеравномерногодвижения шарика:

С/>
делавпреобразования, вычисляемпо следующейформуле:

С/>
/>коростьдвоения шариканаходится:

гдеl-путь равномерногошарика,

t-время движения.

МетодСтокса используетсяв медицине: пореакции оседанияэритроцитов(РОЭ) в плазмекрови судято вязкостиплазмы: чемвязкость плазмыбольше, темвеличина столбаосевших заопределенноевремя эритроцитовменьше. Дляопределения коэффициентаберут высокийцилиндр с исследуемойжидкостью, на цилиндре имеетсякольцеваязаметка вверху.

Этазаметка соответствуеттой высоте, гдесилы действующиена шарик уравновешиваютдруг друга.Кроме того нарасстоянииlот верхнейметки имеетсятакая же меткавнизу (для удобстваотсчета концападения шарика).Бросаем шарикв цилиндр, отмечаемпо секундомерувремяtп/>рохождения им путиl, откуда определяемскорость падения.Диаметр шарикаопределяем при помощимикрометра.

Определить коэффициент вязкости глицерина методом

Стокса.Для этого измеритьмикрометромдиаметр шарикаи опустить егов жидкость, приэтом измеритьвремя паденияшарика междуметками нацилиндресекундомером.Зная расстояниемежду меткамии время прохожденияшариком вычислитьскорость паденияшарика:

Результаты измеренийзанести в таблицу2., вычислитькоэффициентвязкости жидкости (глицерина)по формуле:

Т/>
аблица2.

/>/>/>/>/>№

п/п

(м)

(с)

(м)

Ско-

рость

v(м/с)

Опытповторить5раз.

6.Провести обработкурезультатовизмерений.

Для самоконтроля усвоения материала решить следующую задачу: определить скорость оседания эритроцитов в плазме крови (в мм/сек) исходя из предположения, что они имеют форму шариков диаметром 7мкм и не склеиваются между собой.

Задания по УИР по теме:

Написание рефератов на тему:

а) Какие патологическиенарушения приводят кизменениювязкостикрови?

б) Природавязкости ньютоновскихжидкостей.

в) Методыизмерениявязкости крови.

Тесты для контроля исходного уровня освоения темы.

Тест 1. Физический смысл коэффициента вязкости жидкости?

а) силатрения, отнесеннаяк единице площадислоя;

б)межмолекулярноевзаимодействие;

в) передачаимпульса движениясоседнему слою;

г) деформациямолекул;

д) градиентскорости.