- •Лабораторная работа № 3 исследование вязкости биологических жидкостей
- •Краткая теория.
- •Исследование зависимости коэффициента вязкости жидкости от концентрации при помощи капиллярного вискозиметра.
- •Капиллярный вискозиметр и работа с ним.
- •7. Относительная погрешность при определении коэффициента внутреннего трения может быть вычислена по формуле:
- •Определение коэффициента внутреннего трения жидкости по методу падающего шарика (Стокса).
- •Краткая теория
- •Выполнение работы
- •Запись результатов измерений при определении коэффициента внутреннего трения по методу Стокса.
- •Приложение 1 Табличные данные плотности
- •Литература
- •Тестовые задания
Лабораторная работа № 3 исследование вязкости биологических жидкостей
Цель занятия: Разобрать основные понятия гемодинамики и реологии крови, методы исследования вязкости, используемые в медико-биологических исследованиях.
Краткая теория.
Вязкостью жидкости или внутренним трением называется результат воздействия молекул жидкости друг на друга и выражающийся в том, что один слой жидкости, приведенный в движение, сообщает скорость близлежащим слоям.
При ламинарном движении жидкости между двумя параллельными соприкасающимися слоями жидкости, которые двигаются с разными скоростями, возникает сила внутреннего трения F.
Сила F действия одного слоя площадью S на другой с равной ему площадью S прямо пропорционально площади взаимодействующих слоев, градиенту скорости и коэффициенту вязкости. (Закон Ньютона.)
S
Г
υ2 υ1 Z
Следовательно, коэффициентом вязкости называется величина, численно равная силе взаимодействия двух движущихся слоев с площадью равной 1 и градиентом скорости равным 1.
(1)
Единица измерения коэффициента вязкости в системе СИ -(Па*С), а в системе СГС -. Единица внутреннего трения в системе СГС называется пуаз (П) 1 Па*С=10П. На практике часто употребляется единица в сто раз меньшая - сантипуаз.
Приложение 1
Значения коэффициента вязкости воды в пуазах при различных температурах:
t °C |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
η пз |
0,0131 |
0,0127 |
0,0124 |
0,0120 |
0,0117 |
0,0114 |
0,0111 |
0,010 |
t °C |
18 |
19 |
20 |
21 |
22 |
23 |
24 |
25 |
η пз |
0,0106 |
0,0103 |
0,01005 |
0,0098 |
0,0096 |
0,0094 |
0,0091 |
0,0089 |
Исследование зависимости коэффициента вязкости жидкости от концентрации при помощи капиллярного вискозиметра.
В основе этого метода лежит формула Пуазейля, имеющая вид
(2)
где V-объем жидкости, протекающей по узкой трубке за время t, r - радиус трубки, l - длина трубки, Δp - разность давлений на концах трубки, t-время протекания жидкости, η - коэффициент вязкости жидкости.
Для определения коэффициента вязкости какой-либо жидкости с помощью формулы Пуазейля обычно делают два измерения. Измеряют время протекания какого-то объема исследуемой жидкости и время протекания такого же объема эталонной жидкости, коэффициент вязкости которой хорошо известен, например, воды.
В этом случае уравнение (2) для эталонной жидкости (воды) имеет вид:
(3)
для исследуемой жидкости
(4)
Приравняв равные части уравнений (3) и (4) и, сократив π, r4 и 8 l, получим формулу:
(5)