Физика в анестезиологии

Единицы измерения

Единицы системы СИ (международная система) были введены в 1960 г. Существует 7 основных единиц и ряд их производных.

Основные единицы

Длина   (в метрах)

Масса  (в килограммах)

Время  (в секундах)

Электричество  (в амперах)

Температура     (в Кельвинах)

Количество        (в молях)

Свет      (в канделах)

Производные единицы

Сила       = масса х ускорение

= кг • м/с = ньютон Давление         = сила/площадь

= Н/м =паскаль Энергия  = джоуль = 1Н на 1 м Напряжение               = ватт = 1 Дж/с Частота    = герц = цикл/с

Газовые законы

Они распространяются на идеальные газы.

Тем­пература Т; абсолютная температура —К; объем — V; давление — Р.

Закон Бойля (Т постоянная) V оо 1/Р

Закон Шарля (Р постоянное) V оо Т

Закон Гей-Люсака (V постоянный) Р оо Т

Комбинированный (р) Vi)/Ti = (P2V2)/T2 закон

Закон Генри Концентрация растворенного газа равна парци­альному давлению этого газа, умноженному на коэффициент растворимости. Существует темпе­ратурная зависимость: чем выше температура, тем меньше растворимость газа.

Коэффициент растворимости Освальда

Он определяет объем газа, который растворяет­ся в заданном объеме жидкости при имеющейся температуре, т.е. независимо от стандартной температуры и давления. Из-за низкой раство­римости газообразных анестетиков быстро уве­личивается их напряжение в альвеолах, а затем и в крови и ликворе, что приводит к быстрой ин­дукции и восстановлению после анестезии.

Коэффициент распределения

Давление насыщенного пара

Он указывает на распределение вещества на две фазы, уравновешивающие друг друга (напри­мер, газ и кровь). Это давление, при котором количество моле­кул, переходящих из жидкой фазы в пар, рав­но количеству молекул, претерпевающих об­ратное изменение состояния. Оно зависит толь­ко от физических свойств жидкости и ее темпе­ратуры.

Закон Дальтона

Общее давление напряжения в смеси газов пред­ставляет суммированное парциальное давление каждого газа данной смеси.

Закон Авогадро

Равные объемы различных газов при постоян­ных температуре и давлении содержат равное количество молекул. Один моль вещества содер­жит количество частиц, равное количеству ато­мов, содержащихся в 12 г углерода, т.е. 6, 02 х 10 в 23-й степени — это число Авогадро. Один моль газа при стандартной температуре и давле­нии занимает объем 22, 4 л.

Закон Грэма

Скорость диффузии газа через мембрану обрат­но пропорциональна квадратному корню его мо­лекулярной массы.

Закон Фика

Согласно этому закону, скорость диффузии равна А х D х (Р, – Рг)/Т, где А — площадь, Т — толщина мембраны, D — константа диффузии. Далее: растворимость в мембране квадратный корень молекулярной массы

Закон Гагена—Пуазейля

Он действует для состояний с ламинарным пото­ком, где поток оо [Trr^Pi – P2)]/8nl, где r — ра­диус трубы, р) – рз — давление между точками 1 и 2, п — вязкость газа, 1 — длина трубы.

Удвоение радиуса, таким образом, увеличи­вает поток в 16 раз. Вязкость — это сопротивле­ние жидкости или газа потоку (точка равнове­сия).

Число Рейнольдса

Число Рейнольдса равно Vpd/n, где V — линей­ная скорость, р — плотность газа, d — диаметр трубы.

Если число Рейнольдса превышает 2000, то вероятна турбулентность потока.

Плотность — это масса вещества на единицу объема (кг/см3). Плотность, как и объем, зави­сит от температуры.

Естественные показательные функции

Скорость изменения — V со V

Например, скорость потока жидкости из круп­ного резервуара через узкий просвет пропорцио­нальна объему находящейся в нем жидкости.

Временная константа (т) — это время, к ко­торому процесс должен завершиться; она про­должает изменяться с начальной скоростью. Спустя 1 т остается 37 % истинного значения, через 2т — 13, 5 %, через Зт — 5 %.

Ротаметры

Ротаметрами называют трубки, длина которых превышает их диаметр. Изнутри трубка ротамет­ра имеет форму конуса, самое узкое место кото­рого находится внизу. При низком газотоке от­верстие вокруг поплавка, через которое прохо­дит газ, имеет форму щели, а при высоком пото­ке газа оно приближается к диаметру трубки. Поток газа по трубке чаще всего бывает лами­нарным (зависит от вязкости), тогда как при вы­ходе через отверстие трубки он все больше ста­новится турбулентным (зависит от плотности).

Эффект Бернулли

При прохождении через суженный участок ско­рость газотока возрастает (повышенная кинети­ческая энергия), а давление падает (сниженная потенциальная энергия). Эффект падения давле­ния может использоваться для подачи второго газа.  Соотношение  на  входе  (поступаю­щий/проходящий газ) в хорошо разработанных системах (например, кислородные маски Вентури) практически не зависит от скорости тока проходящего газа.

Эффект Коанда

Вещество, проходя через трубку, притягивается к ее стенкам. Этот эффект может быть использо­ван для управления током жидкости.

Поверхностное натяжение

Сцепление (когезия) — это притяжение одно­именных молекул друг к другу. Адгезией на­зывают притяжение разноименных молекул. В жидкостях поверхностное натяжение обуслов­лено когезией.

Закон Лапласа

Согласно этому закону, поверхностное натяже­ние стенки сферы равно PR/2, где Р — давле­ние внутри сферы, a R — ее радиус.

Ключевые вопросы:

    Оставьте отзыв


    Ссылка на эту страницу:
    http://anesteziologiya.com/keys/fizika-v-anesteziologii/

    Ссылка на эту страницу для форумов:
    [URL="http://anesteziologiya.com/keys/fizika-v-anesteziologii/"]Физика в анестезиологии[/URL]

    Ссылка на эту страницу в формате HTML:
    <a href="http://anesteziologiya.com/keys/fizika-v-anesteziologii/">Физика в анестезиологии</a>