Гидродинамическая величина Электрическая величина

давление р электрический потенциал

объёмная скорость Q Электрический ток I

Гидравлическое сопротивление X Омическое активное сопротивление R

Гидравлическая ёмкость Электрическая ёмкость С

Инерционная индуктивность Электромагнитная индуктивность L

В основе электрических моделей лежит глубокая аналогия между механическими и электрическими явлениями.

Так простейшей электрической моделью системы кровообращения является следующая электрическая цепь:

D

E C R

Здесь источник E переменного напряжения – аналог сердца, диод D – сердечного клапана, пропускающего кровь только в одном направлении, конденсатор ёмкости C – сглаживает колебания силы тока – аналог аорты и крупных артерий, резистор R – аналог периферической сосудистой системы.

В свою очередь, только периферическую артериальную систему достаточно адекватно можно описать в рамках резистивной модели. Действительно, эластичность стенок микрососудов мала, и их ёмкостными свойствами можно пренебречь. В результате система сосудов заменяется системой параллельно и последовательно соединённых резисторов, общее сопротивление которых определяется по известным правилам. Кровоток в такой системе может быть реально описан на основе аналогии уравнения Пуазейля: и закона Ома для участка цепи: .

Работа сердца: ударный объём = 60 мл; общий объём 3,6 л; А_прж = 0,2 А_лж; V_аорте=0,5 м/с, плотность крови 1,05г/см³, время систолы 0,3 с, давление систолическое = 100 мм рт ст.

Работа сердца за сутки: 86,4 КДж.

Мощность сердца за цикл:

Коэффициент поверхностного натяжения – величина, численно равная работе по созданию единицы площади свободной поверхности жидкости при постоянной температуре.

. Измеряется в Дж/м², Н/м. F – сила пов. нат., l – длина контура.

Зависит от: температуры (с увеличением температуры коэффициент уменьшается)

молекулярного строения жидкости (кпн р-ров меньше, чем р-рителей).

Смачивание: F_ТГ > F_ТЖ, молекула движется вверх, образуется вогнутый мениск, капля растекается по поверхности, cosФ > 0, Ф < 90⁰.

Несмачивание: F_ТГ < F_ТЖ, молекула движется вниз, образуется выпуклый мениск, на твёрдой поверхности собирается в каплю, cosФ < 0, Ф > 90⁰.

Под искривлённой поверхностью – добавочное давление – давление Лапласа:

,где R- радиус трубки,r – радиус мениска. В капиллярах:

Капиллярность – движение жидкости в капилляре под действием давления Лапласа.

Методы измерения кпн:

1. Метод Ребиндера – основан на измерении давления Лапласа.

Установка: аспиратор, пробирка с жидкостью, капиллярная трубка, стеклянная трубка, манометр.

Расчётная формула: , .

2. Метод отрыва капли – основан на измерении сил пов. нат., действующих на жидкость при её истечении из капилляра.

Установка: капельница (стеклянная трубка с узким нижним концом и краном, жидкость заливается) или сталагмометр (капиллярная трубка с шарообразным расширением, жидкость засасывается).

Расчётная формула:

Методы измерения вязкости:

1. Метод стокса (падающего шарика) – основан на измерении движения твёрдого тела в вязкой жидкости.

Установка: колба с жидкостью, шарик

Сила трения, возникающая при движении твёрдого тела в вязкой жидкости – сила Стокса: ; сила тяжести: ; сила Архимеда: .

Расчётная формула:

1. Метод капиллярной вискозиметрии – основан на формуле Пуазейля.
1. вискозиметр Оствальда

Расчётная формула:

1. вискозиметр Гесса

Расчётная формула: