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

радиентом скорости называется величина, показывающая изменение скорости движения слоев на единицу расстояния Z между ними, измеренному по направлению скоростей. Если S=1 и =1, то F=ŋ.

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)