2. Механика на биофлуиди

Question 1

Видове напрежение

Answer 1

Нормално и тангенциално
- При липса на тангенциално, флуидът е в покой. Когато има движение, има и тангенциално напрежение (тип срязване). Течението създава вискозитет
- Под действието на външни сили възниква само нормалното напрежение, което е перпендикулярно на дадена повръхност. Това е налягане

Question 2

Изчисляване на налягане

Answer 2

1) P = F/A - сила, разделена на площ (Нютън на кв. м или Паскал); за налягане поради гравитация: P = W/A

2)Формула на Паскал за налягане на течност в произволна точка на дълбочика h:
P = P0 + pgh
p - плътност

Question 3

Принцип на Бернули

Answer 3

Налягането на въздух в тръбата намалява, когато скоростта на въздуха в тръбата се увеличи.

Question 4

Основни величини, описващи течности

Answer 4

Плътност (p), Температура (T), скорост(v, u, w), налягане (P)

Question 5

Какво е нормалното атмосферно налягане?

Answer 5

около 1000 хектопаскала - 760 mmHg (живачен стълб)

Question 6

Какво е важно за течност в покой?

Answer 6

Налягането

Question 7

Видове налягане

Answer 7

кръвно, хидростатично, респираторно, стъпално, очно, в пикочен мехур

Question 8

Сърдечно-съдовата с-ма се състои от 2 вериги:

Answer 8

1) Системна – пренася обогатена с кислород към тъкани и връща кръв бедна на кислород към сърцето
2) Респираторна верига – носи бедна на кислород кръв към белия дроб и връща такава, обогатена с кислород

Question 9

Чрез съкращение сърцето преодолява…

Answer 9

силата на съпротивление на кръвоносните съдове и вискозитета на флуида. Съпротивлението на тези съдове е по-голямо, когато са стеснени (холестерол)

Question 10

Къде в един съд/в тялото налягането е най-голямо?

Answer 10

То зависи от височината на съда; обуславя се от тежестта на течността и нараства в дълбочина поради гравитационните сили => в петите е по-голямо - отрицателно хидростатично налягане

Question 11

Как се движат мекотелите?

Answer 11

Чрез хидростатичен скелет
Движението се базира на принципа на Паскал за несвиваема течност, при който за налягане във всяка друга точка от несвиваема течност имаме:
P = (A2/A1).F1
Свиване се извършва при по-голямо А1

Question 12

Положително хидростатично налягане

Answer 12

Положителното налягане в корена, което е отговорно за изтласкването на водата, е известно като кореновото налягане (това е налягането в кореновия ксилем) - още се нарича положително хидростатично налягане.

Question 13

Венерина мухоловка

Answer 13

Венерината мухоловка използва осмотично налягане за да постави слоя лист под напрежение и да го затвори при стимулиране. Докосване на косъмче не предизвиква реакция, но докосване на 2 пъти или на 2 косъмчета, ще предизвика затварян.
! Това затваряне се опеделя от разтворителя, а не разтвора.

Question 14

Как се измерва налягане в пикочен мехур

Answer 14

с цистометрия (с катетър)

Question 15

Динамика на измененията на обема и налягането на пикочен мехур

Answer 15

налягане на струята нараства при намаляване на обема (изпразване на мехура)

Question 16

Очно налягане

Answer 16

очната ябълка съдържа водна хуморална течност. Този флуид се продуцира непрекъснато а подсушаването поддържа нормалното налягане. Блокирането на дренажа води до повишено очно налягане (глаукома), водещо до понижен приток на кръв.

Question 17

Принцип на Архимед

Answer 17

На всяко тяло, потопено в течност (напълно или частично) действа вертикална сила с посока от долу нагоре и големина, равна на теглото на обема на изместената от него течност. Тази сила се нарича сила на Архимед.

векторFa = p(вектор)gV

Question 18

Изтласкване

Answer 18

Тяло потопено във флуид изпитва обратно насочени нагоре сили поради нарастващи сили на налягането в дълбочина на течността.

Question 19

Плаваемост

Answer 19

способността на тела да се задържат на повърхността на даден флуид
Плаваемостта се дължи на Архимедовата сила : Тялото плава, когато силата на Архимед е равна на теглото му
- !!!!РЕЗУЛТАТ Еот разлика в налягането между горната и долната повърхност на тялото + площ (по-голяма площ - плаване; по-малка - потъване)

Question 20

Защо плават железни кораби

Answer 20

Железните кораби имат много голяма маса, но средната им плътност (на стоманената конструкция заедно с обема въздух, ограден от нея) е по-малка от плътността на водата, което позволява на корабите да плават с помощта на подемната сила Архимед.

Question 21

Buoyant force

Answer 21

сила на изтласкване (от центъра на тежестта нагоре)

Question 22

Неутрална плаваемост

Answer 22

Рибите са еволюирали, за да се възползват от плаваемостта, свеждайки до минимум усилията си за живот във вода. Риба с неутрална плаваемост ще има средна плътност, съответстваща на водата. Неутралната плаваемост обаче не е стабилно състояние.

Question 23

Напрежение

Answer 23

о = F/A = Р/А (сила/площ (напречно сечение))

Question 24

Деформация

Answer 24

е = x/x (за течности). Strain = amount of elongation/original length

Question 25

Коя сила определя течението

Answer 25

тангенциалната; това е деформация от тангенциален тип (срязане/ shear)

Question 26

Къде течността тече по-бързо (по една повърхност)

Answer 26

горе течността тече по-бързо (дължи се на гравитацията), а скоростта се определ от ъгъла между горе и долу Ъгловото изместване е от тип линейното изместване. Ъгълът, описва ъгловото изместване. При по-остър ъгъл имаме по-висока скорост

Question 27

Вискозитет

Answer 27

greek m Вискозитетът е мярка за съпротивлението на флуид срещу преместването на едни негови пластове спрямо други. Възприема се като „гъстота“ или съпротивление при изливане. Силата на триене между слоеве зависи от плътността на течността.

Question 28

Нютънови флуиди

Answer 28

Флуиди, които се подчиняват на закона на триене (динамичен вискозитет) на Нютън. За тези флуиди, градиентът на скорост е константа.

Question 29

Нютънови течности

Answer 29

Нютоновият флуид продължава да тече по един и същи начин, независимо от силите, които му се прилагат. Водата, например, е нютонов флуид.

Question 30

Каква течност е кръвта при хематокрит = 0

Answer 30

кръвна плазма; Нютънова течност

Question 31

Зависимост на вискозитета от температурата

Answer 31

Вискозитетът по същество НЕ зависи от налягането. При газове вискозитетът нараства с нарастване на температурата. Течението на течности зависи от температурата. Когато си болен , температурата скача, не само, за да убие патогените, но и за да намали вискозитета на кръвта и да усили скоростта, за да може повече кислород да достига по-бързо до тъканите

Question 32

Течение върху една повърхност

Answer 32

намалява по градиент, като горе тече най-бързо

Question 33

Течение между две повърхности (тръба)

Answer 33

в средата тече най-бързо, а горе и долу по-бавно (параболичен профил на скоростта)

Question 34

Уравнение на Навие-Стокс

Answer 34

стр 5

Question 35

Течение на биофлуиди

Answer 35

Биолуидите текат в тръби. Контролът на движение се определя от сфинктери и клапи (Във вените налягането е по-ниско, затова кръвта може да тече в 2 посоки, затова там се налага да има клапи, които я спират).

Question 36

Осмоза и дифузия

Answer 36

осмоза - по-ниска към по-висока конц дифузия - от по-висока към по-ниска

Question 37

Хемодинамика

Answer 37

Кръвта е псевдопластична течност. Кръвта е течност, която намалява скоростта на срязване (деформация) във времето (shear thinning). - при ниско скорости (=> висок вискозитет) червените кръвни клетки се агрегират, за да образуват руло, което значително увеличава вискозитета - при висока скорост (=> нисък вискозитет) еритроцитите извършват Брауново движение

Question 38

Роля на хематокрит

Answer 38

Нютоновото поведение се проявява при нулев хематокрит, но при по-високи фракции на червените кръвни клетки се наблюдава ясно понижение във вискозитета с ускоряване на скоростта на срязване.

Question 39

Фрактал

Answer 39

– дава голяма повръхност в малък обем; точката е 0-мерна, дължината е 1мерна, дължина и ширина е 2д, а дължина, ширина и височина е 3д; фракталите могат да бъдат, например 1,3д (нещо между 1 и 2). Дървото трябва да може да издържи на масата на листата и се справя с тази задача чрез фракталност