Исследование зависимости вязкости растворов от концентрации с помощью вискозиметра. Измерение вязкости крови: Учебно-методическая разработка лабораторной работы по курсу "Медицинская и биологическая физика", страница 5

Гемореология изучает биофизические особенности крови как вязкой жидкости.

Вязкость – это внутреннее трение, наблюдаемое в жидкостях и газах, при котором осуществляется перенос количества движения молекулами из слоя в слой, то есть во всем объеме вещества.

II. Причины, обуславливающие вязкость (природа вязкости):

1.  Наличие межмолекулярных сил притяжения.

2.  Наличие хаотического (теплового) движения молекул.

III. Факторы определяющие вязкость вещества:

1.  Химическая природа вещества

2.  Структура вещества

3.  Наличие примесей

4.  Изменение температуры

5.  Градиент скорости соприкасающихся слоев

IV. Биологические среды обладающие вязкостью:

1.  кровь, циркулирующая в кровеносных сосудах,

2.  лимфа, заполняющая межклеточные пространства и циркулирующая в лимфатической системе,

3.  спинномозговая жидкость, заполняющая желудочки головного мозга и спинномозговой канал,

4.  “водянистая влага” заполняющая переднюю камеру глаза,

5.  стекловидное тело - студенистая масса, заполняющая заднюю камеру глаза,

6.  перилимфа и эндолимфа, заполняющая внутреннее ухо,

7.  перилимфа, заполняющая каналы вестибулярного аппарата,

8.  цитоплазма, заполняющая клетки организма,

9.  синовиальная жидкость, заполняющая полости суставов,

10.пищеварительный сок, желчь, моча, слюна, слёзы.

V. Практическое значение измерения вязкости для медицины.

1.  Количественное значение вязкости крови дает ценные сведения для диагностики и лечения заболеваний в гематологии, особенно при заболеваниях крови и органов кроветворения.

2.  По коэффициенту вязкости в гигиене питания судят о качестве некоторых продуктов, например, сахара, сиропа, соков.

3.  Знание вязкости необходимо в медицине для установления механизмов многих явлений, таких как обмена веществ и энергии, диффузии веществ сквозь мембраны клеток, подвижности ионов в биологических системах.

4.  Измеряют вязкость кровезаменителей и кровезамещающих жидкостей.

5.  Центрифугирование разнообразных смесей широко применяется в биологии и медицине. Движение частиц в смесях, вращающихся в центрифуге, подчиняется законам движения тел в вязкой жидкости: в случае сферических частиц – закону Стокса.

6.  Акустические колебания вызывают во внутреннем ухе человека колебания вязкой неньютоновской жидкости – эндолимфы, заполняющей улитку. В свою очередь колебания эндолимфы вызывают колебания клеток органа Корти, которые трансформируют механические колебания в электрические импульсы, поступающие в мозг человека. Процесс колебаний эндолимфы и клеток органа Корти приближенно подчиняется законам движения вязкой жидкости.

7.  Действие вестибулярного аппарата связано с перемещением вязкой студенистой жидкости (перелимфы), заполняющей каналы данного аппарата. Перемещение перелимфы вызывает деформацию нервных клеток, которые сигнализируют о характере движения головы человека..


VI. КОЛИЧЕСТВЕННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДВИЖЕНИЯ ВЯЗКОЙ                ЖИДКОСТИ (обоснование методов измерения вязкости).

1.  ФОРМУЛА НЬЮТОНА  выражает силу внутреннего трения, возникающую между двумя слоями жидкости при их перемещении относительно друг друга, пропорциональную площади соприкосновения

слоев S и градиенту скорости

                                                                                                                                                                      

  где  h - коэффициент вязкости

S  - площадь соприкасающихся слоев жидкости

grad  =  - градиент скорости (скорость сдвига), показывающий изменение течения скорости жидкости от слоя к слою, измеряемый отношением разности скоростей  течения двух близких слоев к кратчайшему расстоянию между ними Dх.

  - разность скоростей двух слоев

Dх -   расстояние между этими слоями

В случае, если градиент скорости величина переменная, формулу Ньютона записывают через производную: