Капиллярные явления в медицине сообщение

Обновлено: 14.05.2024

Капиллярность (от лат. capillaris — волосяной), капиллярный эффект — физическое явление, заключающееся в способности жидкостей изменять уровень в трубках, узких каналах произвольной формы, пористых телах. Поднятие жидкости происходит в случаях смачивания каналов жидкостями, например воды в стеклянных трубках, песке, грунте и т. п. Понижение жидкости происходит в трубках и каналах, не смачиваемых жидкостью, например ртуть в стеклянной трубке.

Содержание

Введение_________________________________________________________2
1. Капиллярные явления______________________________________________3
2. Роль капиллярных процессов при вытеснении нефти водой из пористых
сред _____________________________________________________________7
3. Использование теории капиллярных явлений для установления
зависимости нефтеотдачи от различных факторов______________________10
4. Зависимость нефтеотдачи от скорости вытеснения нефти водой__________12
5. Структурные модели пористых материалов
5.1 Структура пористых сред__________________________________14
5.2 Макро- и микронеоднородности пористых сред_______________17
5.3 Капиллярные модели пористых сред ________________________20
5.4 Решеточные капилляры пористых сред_______________________22

Работа содержит 1 файл

капиллярные явления.doc

Введение______________________ ______________________________ _____2

  1. Капиллярные явления_______________________ _______________________3
  2. Роль капиллярных процессов при вытеснении нефти водой из пористых

сред ______________________________ ______________________________ _7

  1. Использование теории капиллярных явлений для установления

зависимости нефтеотдачи от различных факторов______________________ 10

  1. Зависимость нефтеотдачи от скорости вытеснения нефти водой__________12
  2. Структурные модели пористых материалов
    1. Структура пористых сред__________________________ ________14
    2. Макро- и микронеоднородности пористых сред_______________17
    3. Капиллярные модели пористых сред ________________________20
    4. Решеточные капилляры пористых сред_______________________22

    Список литературы_____________ ______________________________ ______28

    Капиллярность (от лат. capilla ris — волосяной), капиллярный эффект — физическое явление, заключающееся в способности жидкостей изменять уровень в трубках, узких каналах произвольной формы, пористых телах. Поднятие жидкости происходит в случаях смачивания каналов жидкостями, например воды в стеклянных трубках, песке, грунте и т. п. Понижение жидкости происходит в трубках и каналах, не смачиваемых жидкостью, например ртуть в стеклянной трубке.

    Благодаря капиллярности возможны жизнедеятельность животных и растений, различные химические процессы, бытовые явления (например, подъём керосина по фитилю в керосиновой лампе, вытирание рук полотенцем). Капиллярность почвы определяется скоростью, с которой вода поднимается в почве и зависит от размера промежутков между почвенными частицами.

    Капиллярами называются тонкие трубки, а также самые тонкие сосуды в организме человека и других животных

    Капиллярный эффект используется в неразрушающем контроле (капиллярный контроль или контроль проникающими веществами) для выявления дефектов, имеющих выход на поверхность контролируемого изделия. Позволяет выявлять трещины с раскрытием от 1 мкм, которые не видны невооруженным глазом.

    Капиллярные явления - поверхностные явления на границе жидкости с др. средой, связанные с искривлением ее поверхности. Искривление поверхности жидкости на границе с газовой фазой происходит в результате действия поверхностного натяжения жидкости, которое стремится сократить поверхность раздела и придать ограниченному объему жидкости форму шара. Поскольку шар обладает минимальной поверхностью при данном объеме, такая форма отвечает минимуму поверхностной энергии жидкости, т.е. ее устойчивому равновесному состоянию. В случае достаточно больших масс жидкости действие поверхн остного натяжения компенсируется силой тяжести, поэтому маловязкая жидкость быстро принимает форму сосуда, в который она налита, а ее своб. поверхность представляется практически плоской.
    В отсутствие силы тяжести или в случае очень малых масс жидкость всегда принимает сферическую форму (капля), кривизна поверхности которой определяет мн. свойства вещества. Поэтому капиллярные явления ярко выражены и играют существенную роль в условиях невесомости, при дроблении жидкости в газовой среде (или распылении газа в жидкости) и образовании систем, состоящих из многих капель или пузырьков (эмульсий, аэрозолей, пен), при зарождении новой фазы капель жидкости при конде нсации паров. пузырьков пара при вскипании, зародышей кристаллизации. При контакте жидкости с конденсированными телами (другой жидкостью или твердым телом) искривление поверхности раздела происходит в результате действия межфазного натяжения.

    В случае смачивания, например, при соприкосновении жидкости с твердой стенкой сосуда, силы притяжения, действующие между молекулами твердого тела и жидкости, заставляют ее подниматься по стенке сосуда, вследствие чего примыкающий к стенке участок поверхности жидкости принимает вогнутую форму. В узких каналах, например, цилиндрических капиллярах, образуется вогнутый мениск - полностью искривленная поверхность жидкости (рис. 1).

    Рис. 1. Капиллярное поднятие на высоту h жидкости, смачивающей стенки капилляра радиуса r; q - краевой угол смачивания.

    Капиллярное давление. Так как силы поверхностного (межфазного) натяжения направлены по касательной к поверхности жидкости, искривление последней ведет к появлению составляющей, направленной внутрь объема жидкости. В результате возникает капиллярное давление, величина которого Dp связана со средним радиусом кривизны поверхности r0 уравнением Лапласа:

    где p1 и p2 - давления в жидкости 1 и соседней фазе 2 (газе или жидкости), s12 - поверхностное (межфазное) натяжение.

    Если поверхность жидкости вогнута (r0 0) знак Dp изменяется на обратный. Отрицательное капиллярное давление, возникающее в случае смачивания жидкостью стенок капилляра, приводит к тому, что жидкость будет всасываться в капилляр до тех пор, пока вес столба жидкости высотой h не уравновесит перепад давления Dp. В состоянии равновесия высота капиллярного поднятия определяется формулой Жюрена:

    где r1 и r2 - плотности жидкости 1 и среды 2, g - ускорение силы тяжести, r - радиус капилляра, q - краевой угол смачивания. Для несмачивающих стенки капилляра жидкостей cos q 1/2 . Она имеет размерность длины и характеризует линейный размер Z [ а, при котором становятся существенными капиллярные явления Так, для воды при 20 °С а = 0,38 см. При слабой гравитации (g : 0) значение а возрастает. На участке контакта частиц капиллярная конденсация приводит к стягиванию частиц под действием пониженного давления Dp (3)

    где - молярный объем жидкости, R - газовая постоянная. Понижение или повышение давления пара зависит от знака кривизны поверхности: над выпуклыми поверхностями (r0 > 0) p > ps; над вогнутыми (r0 (4)

    где l - длина участка впитавшейся жидкости, h - ее вязкость, Dp - перепад давления на участке l, равный капиллярному давлению мениска: Dp = — 2s12cos q/r. Если краевой угол q не зависит от скорости v, можно рассчитать количество впитавшейся жидкости за время t из соотношения:

    Если q есть функция v, то l и v связаны более сложными зависимостями.

    Уравнения (4) и (5) используют для расчетов скорости пропитки при обработке древесины антисептиками, крашении тканей, нанесении катализаторов на пористые носители, выщелачивании и диффузионном извлечении ценных компонентов горных пород и др. Для ускорения пропитки часто используют ПАВ, улучшающие смачивание за счет уменьшения краевого угла q. Один из вариантов капиллярной пропитки - вытеснение из пористой среды однойжидкости другой, не смешивающейся с первой и лучше смачивающей поверхность пор. На этом основаны, например, методы извлечения остаточной нефти из пластов водными растворами ПАВ, методы ртутной порометрии. Капиллярное впитывание в поры растворов и вытеснение из пор несмешивающихся жидкостей, сопровождающиеся адсорбцией и диффузией компонентов, рассматриваются физико-химической гидродинамикой.

    Помимо описанных равновесных состояний жидкости и ее движения в порах и капиллярах, к капиллярные явления относят также равновесные состояния очень малых объемов жидкости, в частности тонких слоев и пленок. Эти капиллярные явления часто называют капиллярные явления II рода. Для них характерны, например, зависимостьповерхностного натяжения жидкости от радиуса капель и линейное натяжение. Капиллярные явления впервые исследованы Леонардо да Винчи (1561), Б. Паскалем (17 в.) и Дж. Жюреном (18 в.) в опытах с капиллярными трубками. Теория капиллярных явлений развита в работах П. Лапласа (1806), Т. Юнга (1804), А. Ю. Давыдова (1851), Дж. У. Гиббса (1876), И. С. Громеки (1879, 1886). Начало развития теории капиллярных явлений II рода положено трудами Б. В. Дерягина и Л. М. Щербакова.

    2.Роль капиллярных процессов при вытеснении нефти водой из пористых сред

    Поровое пространство нефтесодержащих пород представляет собой огромное скопление капиллярных каналов, в которых движутся несмешивающиеся жидкости, образующие мениски на разделах фаз. Поэтому капиллярные силы влияют на процессы вытеснения нефти.

    Как мы уже видели, позади водо-нефтяного контакта мениски создают многочисленные эффекты Жамена и препятствуют вытеснению нефти. Если среда гидрофильна, в области водонефтяного контакта давление, развиваемое менисками, способствует возникновению процессов капиллярного пропитывания и перераспределения жидкостей. Это связано с неоднородностью пор по размерам.

    Капиллярное давление, развиваемое в каналах небольшого сечения, больше, чем в крупных порах. В результате этого на водонефтяном контакте возникают процессы противоточной капиллярной пропитки — вода по мелким порам проникает в нефтяную часть пласта,

    по крупным порам нефть вытесняется в водоносную часть. Интенсивность этого процесса зависит от свойств пластовой системы, а также от соотношения внешних и капиллярных сил. Когда внешние силы велики (т. е. когда перепад давления в пласте, под действием которого нефть вытесняется водой, достаточно высокий), фронт может передвигаться настолько быстро, что вследствие гистерезисных явлений в гидрофильном в статических условиях пласте, наступающие углы смачивания становятся близкими или больше 90°. При этом процессы капиллярного впитывания на фронте вытеснения затухают или исчезают совсем. Однако в большинстве случаев (при закачке поверхностных пресных вод в пласт) эти процессы на фронте вытеснения нефти водой проявляются в той или иной степени, так как

    реальные скорости продвижения водо-нефтяного контакта редко превышают 1—2 м в сутки.

    Кроме упомянутых форм проявления, капиллярные силы влияют на процессы диспергирования и коалесценции нефти и воды в пористой среде, на строение тонких слоев воды (подкладок) между твердым телом и углеводородной жидкостью и т. д. Следует отметить, что интенсивность проявления упомянутых капиллярных процессов

    зависит в той или иной степени от величины капиллярного давления, развиваемого менисками на границах раздела. И поэтому необходимо прежде всего установить, какие воды лучше вытесняют нефть из пласта: развивающие высокое капиллярное давление на границе с нефтью в пористой среде или слабое. Иначе говоря, необходимо

    решить, какие воды следует выбирать для заводнения залежей: интенсивно впитывающиеся в нефтяную часть залежи под действием капиллярных сил или слабо проникающие в пласт. Целесообразность такой постановки вопроса вытекает также из уже упоминавшегося предположения, что различную нефтеотдачу одной и той же пористой среды при вытеснении нефти водами различного состава получают вследствие неодинакового характера течения и интенсивности капиллярных процессов в зонах водо-нефтяного контакта и вымывания

    нефти водой. Действительно, изменяя качества нагнетаемых в залежь вод, мы воздействуем на величину их поверхностного натяжения на границе с нефтью, смачивающие характеристики, а также вязкостные свойства. Это означает, что как бы ни менялись упомянутые свойства воды, мы воздействуем при этом прежде всего на комплексный параметр — капиллярные свойства пластовой системы (на величину и знак капиллярных давлений рк = 2а cos 0/r, развиваемых менисками в пористой среде, на направление течения процессов капиллярной пропитки и интенсивность капиллярного перераспределения жидкостей в пористой среде под действием капиллярных сил).

    Рассмотрим далее представления различных исследователей о механизме проявления и роли капиллярных процессов при вытеснении нефти водой из пористых сред. В гидрофобных пластах, где мениски в каналах противодействуют вытеснению нефти водой, капиллярные силы вредны, так как нефтеотдача пластов под их влиянием уменьшается. Поэтому лучший

    результат можно получить, если нефть вытесняется водой с низкими значениями межфазного натяжения при повышенных градиентах давлений. Значительно труднее определить роль капиллярных сил и механизм их проявления в гидрофильных породах (опыты по капиллярному пропитыванию водой естественных кернов, заполненных нефтью,

    показывают, что большинство природных коллекторов нефти в той или иной степени избирательно лучше смачивается водой). Различные исследователи пришли к выводу, что роль капиллярных процессов на водо-нефтяном контакте в зависимости от геометрии потока и строения пород проявляется по-разному. Из результатов опытов многих исследователей, проводивших эксперименты с гидрофильными средами, следует, что капиллярныесилы в определенных условиях могут благоприятствовать вытеснению нефти водой из пластов. В лабораторных условиях, например, определили, что если ≪пласт≫ сложен однородными пропластками различной проницаемости, то капиллярные процессы пропитывания способствуют увеличению нефтеотдачи пластов в безводный период. Фронт воды быстрее продвигается по более проницаемому пласту 2. При этом вода под действием капиллярных сил и вертикального градиента давлений проникает в малопроницаемый пласт, вытесняя часть нефти из него, что способствует увеличению нефтеотдачи пласта по крайней мере в безводный период. Многочисленные лабораторные и промысловые наблюдения подтверждают возможность использования эффекта впитывания воды в нефтенасыщенные блоки для существенного увеличения извлекаемых запасов нефти из трещиновато-пористых коллекторов. Внешниегидродинамические силы в трещиновато-пористой среде с небольшой проницаемостью нефтенасыщенных блоков способствуют быстрому прорыву вод по трещинам в эксплуатационные скважины. Применение в этом случае вод с высокой способностью впитывания в нефтенасыщенную породу блоков в сочетании с медленной скоростью продвижения вод способствует увеличению нефтеотдачи трещиноватого коллектора под действием капиллярных сил. По результатам лабораторных исследований впитывающаяся в породу вода способна вытеснять до 50% нефти из блоков естественного известняка диаметром 6—7 см за 25—30 дней. С увеличением объема образцов темп и эффективность извлечения нефти значительно уменьшаются.

    Явление поднятия или опускания уровня жидкости в узких трубках в связи с действием дополнительного давленияназываетсякапиллярностью.Капиллярными свойствами обладает всякое пористое тело (фильтровальная бумага, сухой мел, разрыхленная почва). Пористые тела легко пропитываются смачивающими жидкостями и удерживают их. Для несмачивающих жидкостей, эти тела являются непроницаемыми.

    Капиллярные явления имеют большое значение для жизни растений, т.к способствуют поднятию воды и питательных растворов из почвы вдоль ствола растений.

    Пузырек газа, попавший в смачивающую жидкость, протекающую по узкой трубке, ограничен с обеих сторон менисками, под которыми образуется добавочное давление. Если жидкость неподвижна мениски имеют одинаковые радиусы добавочные движения под ними уравновешиваются. Если на жидкость действует внешнее давление р, то мениски деформируются и радиусы их изменятся. Добавочные давления под менисками уже не будут уравновешиваться и создадут разность давлений ,противодействующею давлению р и затрудняющую движение жидкости. Если пузырьков много то может произойти полная закупорка трубки.

    Такие явления могут происходить в кровеносной системе человека. Попавшие в кровь пузырьки воздуха могут закупорить мелкий сосуд и нарушить кровоснабжение какого-либо органа. Это явление называется газовой эмболией, приводящее к серьезным функциональным расстройствам или даже к летальному исходу. Пузырьки воздуха не должны попадать в вены при внутривенных вливаниях.

    Газовые пузырьки в крови могут появиться у водолазов при быстром подъеме с большой глубины на поверхность . у летчиков и космонавтов при разгерметизировании кабины или скафандра на большой высоте. Это обусловлено переходом газов крови из растворенного состояния в свободное – газообразное в результате понижения окружающего атмосферного давления.

    Ударный объем крови - выброс крови сердцем за каждое сердечное сокращение.

    - ударный объем крови, мл; - изменение электрического сопротивления тела человека во время систолы, Ом; - масса тела человека, граммы.

    - сопротивление участка ткани; - его объем; - коэффициент пропорциональности, зависящий от свойства ткани, от эластичности кровеносных сосудов.

    Датчики в качестве устройства съема информации используется тогда, когда необходимо снять мед-биол инф-ю неэлектрического характера.

    Датчик – устр-во, преобразующее измеряемую физическую величину в электрический сигнал. Электрический сигнал используется потому, что электронные устройства позволяют сравнительно несложно усиливать их, передавать на расстояние и регистрировать.

    По классификации подразделяются на:

    Генераторные – это датчики, которые сами, под воздействием измеряемой физической величины, генерируют электросигнал.

    1)Пьезоэлектрические (пьезодатчики) – основаны на пьезоэлектрическом эффекте.

    2)Термодатчики (термоэлектрические) – термо-ЭДС (термоэлектричество).

    3)Индукционные – основаны на действии ЭМ индукции.

    4)Фотоэлектрические – действие основано на явлении внутреннего фотоэффекта.

    Параметрические – это датчики, в которых под воздействием измеряемой физической величины изменяется какой-либо параметр.

    1)Емкостные. Измеряемый параметр – емкость, .

    2)Индуктивные. Измеряемый параметр – индуктивность, V.

    3)Реостатные. Измеряемый параметр – омическое сопротивление, .

    Характеристики датчиков:

    1)Функция преобразования – функциональная зависимость выходной величины у от входной х.

    2)Чувствительность датчика показывает, в какой мере выходная величина реагирует на изменение входной, .

    4)Время реакции (τ) – миним время, необходимое для установления уровня зависимости . Т. к. физические процессы в датчиках не происходят мгновенно, это приводит к запаздыванию выходной величины по сравнению с изменением входной. Это приводит к зависимости чувствительности датчика от скорости изменения входной величины или от частоты при изменении х по гармоническому закону.

    При работе с датчиками следует учитывать возможные специфические погрешности. Причинами погрешностей могут быть:

    1)температурная зависимость функции преобразования.

    2)запаздывание у от х даже при медленном изменении входной величины (х), происходящее в результате необратимых процессов в датчике.

    3)непостоянство функции преобразования во времени.

    4)обратное воздействие датчика на биологическую систему, приводящее к изменению показаний.

    На границе раздела жидкости с твердым телом возникают явления смачивания или несмачивания, обусловленные взаимодействием молекул жидкости с молекулами твердого тела:

    1. Если силы притяжения между молекулами жидкости и твердого тела больше сил притяжения между молекулами жидкости . то жидкость будет растекаться по поверхности твердого тела(рис.1, а). Это явление называют смачиванием.
    2. Если сила притяжения между молекулами жидкости и твердого тела меньше сил притяжения между молекулами жидкости , то жидкость не будет растекаться по поверхности твердого тела, а будет собираться в каплю, стремясь уменьшить свою свободную поверхность (рис.1, б). Такое явление называют несмачиванием.

    Явления смачивания (а) и несмачивания (б) жидкостью поверхности твердого тела

    Рис.1 Явления смачивания (а) и несмачивания (б) жидкостью поверхности твердого тела ( — краевой угол)

    Так как явления смачивания и несмачивания определяются относительными свойствами веществ жидкости и твердого тела, одна и та же жидкость может быть смачивающей для одного твердого тела и несмачивающей для другого. Например, вода смачивает стекло и не смачивает парафин.

    Количественной мерой смачивания является краевой угол угол, образуемый поверхностью твердого тела и касательной, проведенной к поверхности жидкости в точке соприкосновения (жидкость находится внутри угла).

    0\le \theta \le <90></p> <p>При смачивании ^\circ
    и чем меньше угол тем сильнее смачивание. Если краевой угол равен нулю, смачивание называют полным или идеальным. К случаю идеального смачивания можно приближенно отнести растекание спирта по чистой поверхности стекла. В этом случае жидкость растекается по поверхности твердого тела до тех пор, пока не покроет всю поверхность.

    При несмачивании ^\circ\le \theta \le ^\circ" width="122" height="17" />
    и чем угол , тем сильнее несмачивание. При значении краевого угла ^\circ" width="70" height="15" />
    наблюдается полное несмачивание. В этом случае жидкость не прилипает к поверхности твердого тела и легко скатывается с нее. Подобное явление можно наблюдать, когда мы пытаемся вымыть жирную поверхность холодной водой. Моющие свойства мыла и синтетических порошков объясняются тем, что мыльный раствор имеет меньшее поверхностное натяжение, чем вода. Большое поверхностное натяжение воды мешает ей проникать в мелкие поры и промежутки между волокнами ткани.

    Явления смачивания и несмачивания играют важную роль в жизни человека. При таких производственных процессах, как склеивание, покраска, пайка очень важно обеспечить смачивание поверхностей. В то время, как обеспечение несмачивания очень важно при создании гидроизоляции, синтезе непромокаемых материалов. В медицине явления смачивания важны для обеспечения движения крови по капиллярам, дыхания и других биологических процессов.

    Явления смачивания и несмачивания ярко проявляются в узких трубках – капиллярах.

    Капиллярные явления

    Капиллярные явления – это подъем или опускание жидкости в капиллярах по сравнению с уровнем жидкости в широких трубках.

    Смачивающая жидкость поднимается по капилляру. Жидкость, не смачивающая стенки сосуда, опускается в капилляре.

    Высота h поднятия жидкости по капилляру определяется соотношением:

    \[h=\frac<2\sigma></p> <p>\]

    где коэффициент поверхностного натяжения жидкости; плотность жидкости; радиус капилляра, ускорение свободного падения.

    Глубина , на которую опускается жидкость в капилляре, вычисляется по той же формуле.

    Под вогнутым мениском смачивающей жидкости давление меньше, чем под плоской поверхностью. Поэтому жидкость в капилляре поднимается до тех пор. пока гидростатическое давление поднятой в капилляре жидкости на уровне плоской поверхности не скомпенсирует разность давлений. Под выпуклым мениском несмачивающей жидкости давление больше, чем под плоской поверхностью, это приводит к опусканию жидкости в капилляре.

    Капиллярные явления мы можем наблюдать и в природе, и в быту. Например, почва имеет рыхлое строение и между ее отдельными частицами находятся промежутки, представляющие собой капилляры. При поливе по капиллярам вода поднимается к корневой системе растений, снабжая их влагой. Также находящаяся в почве вода, поднимаясь по капиллярам. испаряется. Чтобы уменьшить эффективность испарения, тем самым сократив потери влаги, почву разрыхляют, разрушая капилляры. В быту капиллярные явления используются при промокании влажной поверхности бумажным полотенцем или салфеткой.

    Примеры решения задач

    Задание В капиллярной трубке радиусом 0,5 мм жидкость поднялась на 11 мм. Найти плотность данной жидкости, если ее коэффициент поверхностного натяжения 22\ <mN>/
    .
    Решение Высота поднятия жидкости по капилляру определяется формулой:

    \[h=\frac<2\sigma></p> <p>\]

    откуда плотность жидкости:

    \[\rho =\frac<2\sigma></p> <p>\]

    Переведем единицы в систему СИ: радиус трубки ^m" width="203" height="20" />
    ; высота поднятия жидкости ^\ m" width="219" height="20" />
    ; коэффициент поверхностного натяжения жидкости /=2,2\cdot ^/" width="266" height="21" />
    .

    g=9,8\ <m></p> <p>Ускорение свободного падения /
    .

    \[\rho =\frac<2\cdot 2,2\cdot </p> <p>^>^\cdot 9,8\cdot 5\cdot ^>=816\ /\]

    Задание Найти массу воды, поднявшейся по капиллярной трубке диаметром 0,5 мм.
    Решение Высота поднятия жидкости по капилляру определяется формулой:

    \[h=\frac<2\sigma></p> <p>\ \]

    \[\rho =\frac<m></p> <p>\ \]

    <\pi d^2></p> <p>Объем столба жидкости, поднявшейся по капилляру, считаем как объем цилиндра с высотой и площадью основания /
    :

    \[V=\frac<\pi d^2h></p> <p>\ \]

    подставив соотношение для объема столба жидкости в формулу для плотности жидкости, получим:

    \[\rho =\frac<4m></p> <p><\pi d^2h>\ \]

    r=<d></p> <p>С учетом последнего соотношения, а также того, что радиус капилляра /
    , высота поднятия жидкости по капилляру:

    \[h=\frac<2\sigma></p> <p><\pi d^2h>\cdot g\cdot \frac>=\frac<\pi dh\sigma>\ \]

    \[mgh=\frac<\pi dh\sigma></p> <p>\]

    Из последнего соотношения находим массу жидкости:

    \[m=\frac<\pi d\sigma></p> <p>\ \]

    d=0,5\ mm=5\cdot <10></p> <p>Переведем единицы в систему СИ: диаметр трубки ^\ m
    .

    g=9,8\ <m></p> <p>Ускорение свободного падения /
    .

    \sigma =7,3\cdot <10></p> <p>Коэффициент поверхностного натяжения воды ^\ /
    .

    \[m=\frac<\pi \cdot 5\cdot </p> <p>^\cdot 7,3\cdot ^>=1,2\cdot ^\ kg\]

    Задание В двух капиллярных трубках разного диаметра, опущенных в воду, установилась разность уровней 2,6 см. При опускании этих же трубок в спирт разность уровней оказалась 1 см. Зная коэффициент поверхностного натяжения воды, найти коэффициент поверхностного натяжения спирта.
    Решение Высота поднятия жидкости в капилляре определяется формулой:

    \[h=\frac<2\sigma></p> <p>\ \]

    Разность уровней в трубках при опускании их в воду:

    \[\triangle h_aq=h_1-h_2=\frac<2<\sigma></p> <p>_aq>_g>\left(\frac-\frac\right)\]

    Аналогично при опускании трубок в спирт разность уровней составит:

    \[\triangle h_</p> <p>=h_1-h_2=\frac_>_g>\left(\frac-\frac\right)\]

    Разделив первое уравнение на второе, получим:

    \[\frac<\triangle h_</p> <p>>>=\frac__><__>\]

    откуда коэффициент поверхностного натяжения спирта:

    \[<\sigma></p> <p>_=\frac__><_>\cdot \frac<\triangle h_><\triangle h_>\]

    Плотность воды _=1000\ /" width="152" height="22" />
    плотность спирта _=789\ /" width="147" height="21" />
    коэффициент поверхностного натяжения воды _=7,3\cdot ^\ /" width="177" height="22" />
    .

    \[<\sigma></p> <p>_=\frac^\cdot 789>\cdot \frac=2,2\cdot ^\ /\]



    Капилляры состоят из эндотелиальных клеток, которые образуют барьер между кровью и внеклеточной жидкостью. Капиллярные сосудики изменчивы, их диаметр может меняться в 2-3 раза: от 5-6 мкм до 20-30 мкм. Капилляры способны увеличиваться в количестве или уменьшаться там, где это необходимо организму.

    Европейский исследователь Хюшар еще в 1908 г. назвал капилляры бесчисленными периферическими сердцами. Он обнаружил, что капилляры способны ритмично сокращаться. А русский врач А.С. Залманов призывал рассматривать каждый капилляр как микросердце с двумя половинами – артериальной и венозной, каждая из которых имеет свой клапан (так он называл сужения на обоих концах капиллярного сосуда).

    Капилляры регулируют давление. При их расширении происходит снижение артериального давления, а при сужении, наоборот – повышение. Все физиологические процессы, протекающие в организме, связаны именно с изменением просвета капиллярных сосудов. Сужение и расширение капилляров играет роль во всех патологиях: травмы, воспаления, аллергии, инфекции, токсические процессы, а также трофических нарушения.


    Общая площадь поперечных сечений капилляров человека — 50 м², это в 25 раз больше поверхности тела человека


    В теле человека насчитывается 100 – 160 млрд капилляров, примерно в 22 раза больше, чем население Земли


    Суммарная длина капилляров среднестатистического взрослого человека составляет 80 000 км, что равнорас стоянию от центра Сатурна до его колец


    Общая длина капилляров превышает длину экватора Земли в 2 раза


    Современная физиология уделяет капиллярам очень мало внимания, хотя именно в этой части сердечно-сосудистой системы идут важнейшие процессы циркуляции крови и обмена веществ. Вся сложная система кровообращения, включающая сердце, сосуды, а также механизмы нервной и эндокринной регуляции, создана для того, чтобы доставить в капилляры кровь, необходимую для жизни клеток и тканей.



    В осенне-зимний период в капиллярах появляются спазмы и застои крови, что является первой причиной возникновения болезней в это время.



    Спазм или застой в капиллярах приводит к онемению, одеревенению пальцев, симптому "мертвого пальца" и отморожению.


    У женщин накануне менструации увеличивается количество открытых капилляров, это активирует обмен веществ и повышает температуру тела.


    Варикозное расширение вен нижних конечностей, или варикозная болезнь часто начинаются в венозных петлях капилляров.

    Многочисленные исследования доказали, что нарушения связанные с капиллярами являются основной причиной патологических и физиологических изменений ведущих к развитию многих заболеваний. Практически любой недуг связан с замедлением или остановкой кровообращения в капиллярных сосудах в каком-либо месте организма.

    При развитии язвы желудка или двенадцатиперстной кишки спазмы капилляров также играют первостепенную роль. Капилляры снабжают кровью слизистые и подслизистые оболочки, и их спазмы приводят к недостатку кислорода в клетках и образованию множества микронекрозов (микроомертвений) в желудке. Если очаги микронекрозов рассеяны, то ставится диагноз гастрит.


    Читайте также: