1) Какого размера должен быть кончик трубки капельницы, чтобы перелить 250 мл крови за 1,5 часа, если необходимо поддерживать частоту переливания в 40 капель в минуту?
2) Какое дополнительное давление возникает в кровеносном сосуде из-за деформации пузырька воздуха с радиусами кривизны 0,1 мм и 0,5 мм в результате течения крови?
Проверенный ответ:
Объяснение: Чтобы ответить на первый вопрос, нам потребуется использовать формулу для расчета объемного расхода жидкости. Объемный расход (Q) равен произведению скорости (v) движения жидкости и площади поперечного сечения (A) трубки. Таким образом, Q = Av. Если нам известны объем (V) и время (t), то объемный расход можно выразить как V/t. Для пересчета в капли, нам также понадобится знать количество капель в миллилитре (капля/мл). Таким образом, мы можем определить площадь поперечного сечения трубки (как размер кончика трубки) из следующего соотношения: A = (V/t) / (капля/мл x 60 секунд). Решая это уравнение, мы можем найти нужный размер кончика трубки.
Для второго вопроса нам потребуется использовать формулу Юнга-Лапласа для избыточного давления (P) в сферическом пузырьке, которая связывает избыточное давление с коэффициентом поверхностного натяжения (σ) и радиусами кривизны пузырька (r1 и r2). Формула имеет вид P = 2σ / r, где r — средний радиус кривизны пузырька, рассчитываемый по формуле (r1 + r2) / 2. Подставляя значения радиусов кривизны, мы можем рассчитать избыточное давление в кровеносном сосуде.
Пример использования:
1) Решим первую задачу:
V = 250 мл, t = 1,5 часа = 90 минут, и пусть капля/мл = 20. Подставляя эти значения, получим:
A = (250 мл / 90 мин) / (20 капель/мл x 60 сек) ≈ 0,139 мм²
2) Решим вторую задачу:
r1 = 0,1 мм, r2 = 0,5 мм. Подставляя значения в формулу Юнга-Лапласа, получим:
r = (0,1 мм + 0,5 мм) / 2 = 0,3 мм
P = 2σ / r = 2 * σ / 0,3 мм
Совет: Для лучшего понимания данных тем, рекомендуется изучить основные понятия в гидростатике и динамике жидкостей, а также узнать основные формулы и единицы измерения, используемые в этих разделах физики.
Упражнение: Предположим, что объем жидкости, который вы хотите перелить, составляет 500 мл, а время переливания — 30 минут. Рассчитайте необходимый размер кончика трубки капельницы при условии, что частота переливания должна быть 50 капель в минуту.