Закон Стокса. Формула Пуазейля. Кинематическая вязкость. Зависимость вязкости от температуры. Гидравлическое сопротивление.

Методы получения и регистрации ультразвука (пъезоэффект, магнитострикция). Кавитация. Действия ультразвука (механическое, тепловое, химическое).

В основе работы магнитострикционных излучателей УЗ лежит прямой магнитострикционный эффект. У приёмников – обратный. Частоты до 50кГц.
В основе работы пьезоэлектрических излучателей УЗ лежит обратный пьезоэлектрический эффект. У приёмников – прямой. Частоты до 50МГц

Кавитация — процесс парообразования и последующей конденсации пузырьков воздуха в потоке жидкости, сопровождающийся шумом и гидравлическими ударами, образование в жидкости полостей, заполненных паром самой жидкости, в которой возникает.

Действия ультразвука:
Механическое действие.
Обусловлено высокочастотными колебаниями, которые передаются тканям, контактирующим с излучателем ультразвука. В результате происходит микровибрация, т.е. микромассаж на клеточном и субклеточном уровне.

Тепловое действие
Обусловлен в основном классическим поглощением - необратимым превращением звуковой энергии в тепловую, нарастающим с увеличением вязкости среды и частоты УЗ колебаний.

Химические действие.
Определяется также механическим резонансом, под влиянием которого ускоряется движение молекул, усиливается их распад на ионы, изменяется изоэлектрическое состояние, образуются новые электрические поля, появляются свободные радикалы и различные продукты сонолиза биологических растворителей.

 

Аудиометрия, фонокардиография, аускультация, перкуссия.

Аудиометрия – метод измерения остроты слуха при помощи аудиометра.

Фонокардиография – графическая регистрация тонов и шумов сердца при помощи фонокардиографа.

Аускультация – выслушивание звуков, возникающих в организме человека, при помощи стетоскопа (фонендоскопа).

Перкуссия – исследования внутренних органов посредством простукивания по поверхности тела и анализа возникающих при этом звуков.

 

Вязкость. Уравнение Ньютона. Динамическая вязкость. Ламинарное и турбулентное течения. Число Рейнольдса и его смысл. Ньютоновские и неньютоновские жидкости (примеры).

Вязкость – свойство текучих тел оказывать сопротивление перемещению одной их части относительно другой. Вязкость жидкости возникает вследствие взаимного притяжения и теплового движения молекул при течении реальных жидкостей.

Уравнение Ньютона:
F_тр=η*(dv/dx)*S

Динамическая вязкость численно определяется межмолекулярными силами, зависящими от среднего расстояния между молекулами

Виды течения:

а) Ламинарное течение (слоистое) – такое течение, при котором слои жидкости текут, не перемешиваясь, скользя друг относительно друга.

б) Турбулентное течение (вихревое) – такое течение, при котором в жидкости образуются завихрения, так как скорости частиц непрерывно меняются. Слои жидкости перемешиваются друг с другом.

Ньютоновские жидкости подчиняются уравнению Ньютона. Для них вязкость не зависит от градиента скорости. (вода, спирт, низкомолекулярные органические жидкости, плазма крови)

Неньютоновские жидкости не подчиняются уравнению Ньютона. Для них вязкость зависит от градиента скорости. (суспензии, эмульсии, цельная кровь)

Число Рейнольдса:

· характеризует характер течения жидкости по трубе (сосуду).

· Число Рейндольдса – безразмерное число.

· R_e критическое приблизительно равно 2300.

· Если R_e> ReK – значит течение турбулентно.

 

Закон Стокса. Формула Пуазейля. Кинематическая вязкость. Зависимость вязкости от температуры. Гидравлическое сопротивление.

Закон Стокса:
Если частицы падают в вязкой жидкости под действием собственного веса, то установившаяся скорость достигается, когда эта сила трения совместно с силой Архимеда точно уравновешиваются силой гравитации.

Формула Пуазейля описывает ламинарное движение жидкостей по трубам:
Q=(πR⁴(P₁-P₂))/(8ηl)

Кинематическая вязкость – это динамическая вязкость, поделённая на плотность среды.

Вязкость уменьшается с увеличением температуры среды.

Гидравлическое сопротивление - безвозвратные потери удельной энергии на участках гидравлических систем, обусловленные наличием вязкого трения.

8. Деформация (упругая и пластическая). Виды деформации (сжатие-растяжение, сдвиг, изгиб, кручение). Закон Гука. Модель Юнга, модуль сдвига. Предел упругости и предел прочности.

Деформация – изменение взаимного расположения частиц тела, которое приводит к изменению его формы и размеров.

Упругая деформация - после прекращения механического воздействия форма и размеры тела восстанавливаются.

Пластическая деформация - она частично сохраняется после прекращения механического воздействия.

Виды деформации:
Растяжение (сжатие) – вид деформации, возникающей, когда к стержню с закреплённым торцом прикладывается сила F, направленная вдоль его оси.

Сдвиг – вид деформации, возникающий тогда, когда на тело действует касательная сила F, приложенная параллельно закреплённому основанию.

Изгиб – вид деформации, характеризующийся искривлением оси или срединной поверхности деформируемого объекта под действием внешних сил.

Кручение – вид деформации, характеризующийся взаимным поворотом поперечных сечений стержня под влиянием пар сил, действующих в плоскости этих сечений.

Закон Гука для растяжения(сжатия):
Нормальное напряжение, возникающее в образце при упругом растяжении(сжатии), прямо пропорционально относительной деформации:

Закон Гука для сдвига:
Касательное напряжение, возникающее в образце при упругом сдвиге, прямо пропорционально относительной деформации:

Модуль Юнга - коэффициент пропорциональности E.

Модуль сдвига — физическая величина, характеризующая способность материала сопротивляться сдвиговой деформации.

Предел упругости – напряжение, ниже которого между нормальным напряжением и относительной деформацией сохраняется прямо пропорциональная зависимость

Предел прочности – напряжение, при котором начинается разрушение образца.

 

9. Осмос. Закон Фика для растворов и мембран. Коэффициент диффузии, проницаемость, коэффициент распределения. Уравнение Нернста-Планка.

Осмос — процесс односторонней диффузии через полупроницаемую мембрану молекул растворителя в сторону большей концентрации растворённого вещества из объёма с меньшей концентрацией растворенного вещества.

Уравнение Фика для однородных сред:
J=-D*(dc/dx)

Уравнение Фика для мембран:
J=P(c_i-c_o

Коэффициент диффузии — количественная характеристика скорости диффузии, равная количеству вещества, проходящего в единицу времени через участок единичной площади при градиенте концентрации, равном 1.

Проницаемость - способность перегородки или мембраны пропускать растворенные вещества.

Коэффициент распределения – величина, равная отношению равновесных концентраций вещества в граничащих средах.

Уравнение Нернста-Планка описывает процесс пассивного транспорта ионов в поле электрохимического потенциала.

,