Bài giảng Cơ học chất lưu – chuyển động của máu trong hệ tuần hoàn - Lê Văn Lợi

Chia sẻ: Minh Quan | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:66

Thêm vào BST

Báo xấu

19
lượt xem 7
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Cơ học chất lưu – chuyển động của máu trong hệ tuần hoàn với mục tiêu giúp các bạn trình bày được các định luật cơ bản về tĩnh học chất lưu; trình bày được nội dung, ý nghĩa của phương trình liên tục – phương trình Bernoulli và ứng dụng; Hiểu được nội dung phương trình Poiseuille , ảnh hưởng của độ nhớt đến sự chuyển động của chất lỏng thực; Giải thích được quy luật về sự chuyển động của máu trong cơ thể.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Cơ học chất lưu – chuyển động của máu trong hệ tuần hoàn - Lê Văn Lợi

CƠ HỌC CHẤT LƯU – CHUYỂN ĐỘNG CỦA MÁU TRONG HỆ TUẦN HOÀN GV: LÊ VĂN LỢI 1
MỤC TIÊU  Trình bày được các định luật cơ bản về tĩnh học chất lưu  Trình bày được nội dung , ý nghĩa của phương trình liên tục – phương trình Bernoulli và ứng dụng  Hiểu được nội dung phương trình Poiseuille , ảnh hưởng của độ nhớt đến sự chuyển động của chất lỏng thực  Giải thích được quy luật về sự chuyển động của máu trong cơ thể. 2
NỘI DUNG  CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN  TĨNH HỌC CHẤT LƯU  ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT LƯU LÝ TƯỞNG  ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT LƯU THỰC  CHUYỂN ĐỘNG CỦA MÁU TRONG HỆ TUẦN HOÀN 3
I/ CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1- Chất lưu  Là chất có thể chảy được ( bao gồm các chất lỏng và chất khí )  Chất lưu lý tưởng : Là chất lưu hòan tòan không nén được (bảo toàn thể tích) và không có lực ma sát nhớt 4
2- Khối lượng riêng và áp suất : - Khối lượng riêng ρ:(môi trường liên tục) Khối lượng riêng của chất lưu tại M là : đồng chất dm không nén được   dV   m V  kg / m  3 dV : yếu tố thể tích bao quanh điểm M dm :khối lượng của chất lưu chứa trong dV 5
- Áp suất p dFn + Áp súât chất lưu gây ra tại M là : dS mọi nơi trên S như nhau p  dFn dS p  Fn S N / m  22 dFn là áp lực do chất lưu tác dụng vuông góc lên diện tích dS đặt tại điểm M . + Lưu ý : Áp súât tại một điểm M trong chất lưu là một đại lượng vô hướng 6
Trong hệ SI : đơn vị đo áp súât là N/m2 hay còn gọi là Pascal (1 Pa = 1 N/m2) Ngòai ra : 1 mmHg = 133,32 N/m2 = 1 tor (Torricelli ) 1 atm = 1,013.105 N/m2 = 760 mmHg 1 at = 9,81.104 N/m2 = 736 mmHg
VD: Áp suất của máu trong động mạch đo được 128 tor . Tương ứng tính theo đơn vị Pa là : A. 1, 7.102 Pa. B. 17.103 Pa. C. 4 17.10 Pa. D. 129,6.10 Pa. 5
 Biết : 1 tor = 133,32 Pa (N/m2)  128 tor = 128.133,32 ~ 17.103 Pa
II/ TĨNH HỌC CHẤT LƯU 1- Áp súât thủy tĩnh (phương trình cơ bản của Tĩnh học chất lưu) Lấy một khối chất lưu lý tưởng, nằm yên, trong trọng trường đều p1 z F2 = p2S (g = const) dạng hình trụ . S Ở điều kiện cân bằng : z1 P = mg F2 = F1 + P ρ F1 = p1S m z2 ⇔ p2 = p1 + ρg (z1 – z2) p2 (h 1) 10
Chọn z1 = 0( mặt thoáng); p1= p0 = 1 atm ( áp suất khí quyển); z2 = z , z1 – z2 = - z = h > 0 p0 không khí z z1=0 Áp suất ở độ sâu h là : h Nước p = p0 + ρ g h z2=z p (h.2) áp suất thủy tĩnh áp suất áp kế (thủy lực) Do ρ, g không đổi nên áp suất thủy tỉnh p tăng theo độ sâu h . 11
Hệ quả  h1 = h2 → p1 = p2 :cùng một mặt phẳng ngang thì áp suất tương ứng bằng nhau (gọi là mặt đẳng áp ) dù bình chứa có bất kỳ hình dạng nào Tương tự mặt thoáng (h = 0 , p = p0) của một chất lưu nằm yên phải là mặt nằm ngang. Tuy nhiên , điều này chỉ đúng đối với các mặt thoáng cỡ trung bình . ρ dầu = 0,9.103 kg/m3 ρ nước = 1,0.103 kg/m3 kgkgkg/m3 12
 Một thùng Tono chứa đầy nước đóng kín rồi nối lên trên một ống dài có tiết diện nhỏ.Đến lượt đổ nước vào ống: Áp suất chênh lệch Δp= ρgh mang vào cho nước phụ thuộc chiều cao của mực nước trong ống mà không phụ thuộc tiết diện ống. h Chẳng hạn, với một ống đường kính 1 cm , chỉ cần đổ một lít nước vào ống thì cột nước đã cao 10 m , điều đó đã tạo ra một chênh lệch áp suất khoảng 105 N/m2 ( tương tự ta lặng sâu xuống 10 m nước ),có thể vỡ thùng Tô nô. Thùng tô nô PASCAL
- Áp dụng  Bình thông nhau : Chất lưu đồng nhất ,các mặt thoáng tự do đều nằm trong mặt phẳng ngang .  Xiphông (Siphon) ống chứa đầy chất lưu Đầu C của ống đặt thấp hơn mặt thoáng A của chất P0 A lỏng trong bình . B pC = p0 + ρgh h C = pA + ρgh ⇒ pc > pA : Khi mở nút ,chất lỏng chảy ra ngoài . 14
Bài toán : Một ống hình chữ U chứa hai chất lỏng cân bằng tĩnh ( nằm yên) : Khối lượng riêng nước ρn =103 kg/m3 . Đo l = 135 mm và d = 12,3 mm . Tính khối lượng riêng ρx của dầu? Giải: - Gọi pt là áp suất tại mặt tiếp xúc Dầu - Nước bên nhánh trái (dưới mặt Dầu d thoáng của dầu,một khoảng l+d) Nước l pt = p0 + ρx g (l + d) Mặt phân cách Ta có : pt pp (H 4) 15
 Gọi pp là áp suất bên nhánh phải ngang cùng mức với mặt tiếp xúc trên (dưới mặt thoáng của nước một khoảng là l) ta lại được : pp = p0 + ρng l  Vì thông nhau bằng nước (ở dưới mặt tiếp xúc Dầu – Nước) nên : pt = pp ⇔ p0 + ρx g (l + d) = p0 + ρng l l ⇔ ρx = ρn ld 135 mm = 1000kg/m 3 = 916 kg/m3 135 mm  12,3 mm 16
Lưu ý - Thường như khi ta bơm bánh xe ô tô hay đo huyết áp , ..chúng ta không cần biết áp suất thủy tỉnh (áp suất tuyệt đối ) p mà là áp suất áp kế ρgh tức hiệu số ∆p = p – p0 (Áp suất Gauge) có thể dương ,âm ( Vacuum) .
h = Δp/ρg = 3,4.103 /1,0.103 .9,81 = 0,34 m
Một bệnh nhân được tiếp một dung dịch truyền vào mạch máu ở cánh tay . Dung dịch có khối lượng riêng 1,0 . 103 kg/m3 và áp suất bên trong mạch máu bằng 3,4 . 103 N/m2 . Cho g = 9,8 m/s2 .Để chảy được vào mạch máu thì bình dịch truyền phải đặt trên cao cách tay một khoảng nhỏ nhất là : A. 0,20 m B. 0,24 m C. 0,34 m D. 0,50 m
Giải : h = Δp/ρg = 3,4.103 /1,0.103 .9,81 = 0,34 m