Μηχανική Των Ρευστών Στο Ανθρώπινο Σώμα

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J.R. Cameron .

, .

30/1/2015

- , .

2 , : () () () . , , .. . , m.

30/1/2015

, , .

m-2. . : = gh : = g h, , g h . , , mmHg. P (

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( ) P ( , .. ). : = = , , .

3

kPa mm Hg

A () 13-18

100-140

()

8-120,4-0,9

4

,

( )),

.

,

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.

, .

() , , (Korotkoff) . , . () , ().

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( 1 ) ( ) (~ 120 mmHg) (~ 80 mmHg).

5

.

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( )

. (

) ) .

.

30/1/2015

.

( ) ( ) .

6

, , .

,

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106 Pa (10 atm)!

, , . . Boyle: , , (PV=)

30/1/2015

(PV=). , , .

7 () . . , , , . .

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17 kPa (120 mmHg) , 1,7 m , .

( )

.

. ,

.

, ,

30/1/2015

, .

8 ()

10 m, , .

30/1/2015

1,2 m .

(, 2) . . , .

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, . 80 kPa ( 4 atm) 30 m.

9 , . Henry . ,

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. .

, . . . .

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, .

10

. . . ().

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(). .

, .

,

30/1/2015

, .

11

(CO) , , . . 2% . 15

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15, . .

: .

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: = nRT : = nRT n = N / V V R = k = 8,31 J/mol K o Avogadro = 6,02 1023

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k Boltzmann = 1,381 10-23 J/

Pascal

H

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, , .

13

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.

Laplace Laplace , .. ( ), () ( ) ) . . Laplace, , : ;

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; = / r r . = 2/ r , ()

= / r1 + / r2

14

:

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(i) () ()

.

. Reynolds Re ( ) vc, , . ()

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() (). Re = 2rv/ Re < 2000 () . Re 3000 , .

15

ii. ( ) ( )

iii. ( )

iv

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iv. ( ).

, , . S dV dt dV dt. ( )

= dV/dt = S dl/dt dl . dl/dt (v) . :

= S v ( , ) :

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= = S1v1 = S2v2

( 1 2 ). .

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Bernoulli

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Bernoulli : 1 + 1/2 v12 + gh1 = 2 + 1/2 v22 + gh2

1 2 () v g h (.. )

1 2 3

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Bernoulli ( ) : , .

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Bernoulli

B lliBernoulli ( , , )

( ) ()

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.

20

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, V

, , , .

R R = /, = V/t

,

30/1/2015

.

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Poiseuille

Bernoulli , .

.

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.

:F = /y v

F ( x) ( ) , v, y ()

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(x y , x ,

).

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Poiseuille

= F/A, : = dv/dy, dv/dy dv/dy, dv/dy

.

(

).

s/m2 kg s/m s

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s/m2, kgs/m -s.

, .

Poiseuille

Poiseuille : = [r4/8l](P1 - P2)

r l 1 2

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Ohm , , R = 8l/r4

23

O O

1,78 10-3 P-s 00C, 1,00 x10-3 P-s 200C 10 P-s, 20 C, - .

1,5 10-3 -s 370C, 4,0 10-3 -s.

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( ), .

1-140 mmHg

0,05 50 cm .

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. 5 L ()

.

24

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mmHg

6L ( ).

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25

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: ,

. . , .

30/1/2015

. - .

26

.

. r3

( ), r ( ).

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(i)

(ii) .

, , .

(kP)

15 200-300 mL . 400 mL , .

15

30

0 100 200 300 400 500 600

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, .

(ml)

27

( ). , , . , , . , .

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. . , , (by-pass) .

:() (i) () ( ) ( ) (ii) (iii) ( ) ()

30/1/2015

() , () , - , .

28

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() ()

29

: () , , ( ) () ,

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, . CO2 . , .

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30

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: , , , ( (mm

Hg)

( 2 C2), (), .

, ,

120

80

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, , , .

25

10

31

5 L :

1 L 3,5 L ,

0 1 L 0 4 L

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0,1 L 0,4 L .

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- , . , (5 45% , 45% ), (0,30%) (0,15%). . 7,5 m 2 m

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2 m. , .

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7 m, . 90%

( 10% : , , , , , , , 2, CO2) .

( 45%)

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.

= 0,0012 -s, = 0,004 0,005 P-s.

. , , , .

( ) 45% .

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5 106 mm3 3 .

34

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( ) , , : 8000 , mm3 . , . . ( ) .

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( 1-4 m), (3105 mm3 ) . 3 , 5 .

35

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( ),

( ) (.. 100 ml 10 mg C,

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, ),

, .

:

( 93% ) (~7% )

~60% ~40%

37

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, ()

. . Coulter, ( )

Hg

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, . .

Hg

38

()

.

.

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. ,

.

,

.

,

30/1/2015

, , .

39

()

, (.. ) ( (.. ). . , , , Korotkoff, .

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40

...

() ( . s x 103)() ( ),

()

( s x 10 )

15

10

5

0

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( > 60% ) (%)

0 25 50 75 100

...

() ( r > 1 mm .

:

, .

()

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,

()

41

...

, ,

, , . - -

30/1/2015

,

.

...

() . - . . . , , . , .() ,

30/1/2015

. ( < 370C) .

42

, ,

30/1/2015

, .

. . , . , . , , Korotkoff . Korotkoff .

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. , , () . , , () , .

43

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. , .. , . . . , 100 H

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, 100 mmHg, 200 mmHg 60 mmHg ( = gh, , g h ).

44

.

, .

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.

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. : () , , () () , () ( ) () ( ).

( )

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( ) ( ) . . . .

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(mmHg) (kPa) (cm) (N/m) 100 13 1,2 156,0 90 12 0 5 60 0 90 12 0,5 60,0 30 4 6 10-4 0,024 15 2 2 10-2 0,40

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( )).

, , ( 1 Hz).

120 mmHg 80 mmHg.

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g 1/3 2/3 : = (120+280)/3 mmHg 94 mmHg .

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. , ( - ) . - , ,

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, . , .

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50

. 80 mmHg. 40 cm , 30 mmHg, 0,8 m, , . , g, () . , , ( ) ,

2,6 m(200 mm

Hg)

(60 mm Hg)

1,3 m(100 mm Hg)

1,73 m

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. ( ), .

3 g

()

()

l 1 2, 1 = 2 = . 1 2, , . , . :() ,

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() ( ).

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Poiseuille:

= [r4/8L] (P1-P2), 8L/r4 = R . ( ) 1 = 2 = . :

V = CP C ( ).

(V0) , : V = V0 + CP

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0 . , ( ), ( ).

52

120

Hg)

.

, ,

80

25

10

(mm

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.

.

, , 3% (120 mmHg) (80 H ) (80 mmHg). Laplace : = / r

( , r , ) 160 m-1 2410-3 m-1 (60 m-1 4010-2 m-1 )

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(60 m 40 10 m ). : 53 kP 13-16 kP .

53

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1,25 cm 10 cm , ( 200) 0,2 cm 75 cm 1 4 H

(V)

= 1,4 mmHg. ( 5 x 105) 30 m 0,6 cm= 6 mm, = 91 mmHg, , , (1010) 3,5 m 2 mm, = 8,2 mmHg. (

()Pc

VB

1

(V)

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) ( ), () , , .

()

VA 2

1 2

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. , , , , , , , . , , 1800.

() 1,25 cm, 2 cm, 100 cm/s, 5 mmHg, () 100

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( ) mmHg. ( ) .

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. - , ( ) ( ). . . , . Poiseuille 36 mmHg 15 mmHg

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36 mmHg 15 mmHg . (moles ) 25 mmHg .

56

(36-25 = 11 mmHg) (25-15 = 10 mmHg) . , -- . , , , . , , . ,

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, , 25 mmHg . (11-10= 1 mmHg) , , .

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( ) , .

, 5 6 m, 7,5 m.

,

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, , .

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. ( ) . , ( ) . ,

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, . , 5 L , 20 L 35 L .

, 100 mmHg

( 2 > 60 mmHg ). (

) . pH CO2.

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2 50 mL O2 150 mL O2 L , ( ).

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( 5 L) ( 5 L ) ( ) ). . 3 cm2 30 cm (s). , , 4000 cm2 ( 3,5 m - - 1010) 0,02 cm s.

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(2) 18 cm2 : 5 cm s. 2 CO2 .

30 cm/s 900-4000 cm2

5 cm/s

3 cm2

/

18 cm2

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0,2-1,0 mm/s3 cm2 18 cm2

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