第四章液体的表面现象程优秀PPT.ppt

第四章液体的表面现第四章液体的表面现象程象程第一页，本课件共有19页二、要求：二、要求：1、了解表面张力及表面张力系数在医学上的、了解表面张力及表面张力系数在医学上的应用应用2、了解血管与心脏的跨壁压的计算方法、了解血管与心脏的跨壁压的计算方法3、理解毛细现象在医学上的应用、理解毛细现象在医学上的应用4、理解气体栓塞现象的定义及临床上如何防止气、理解气体栓塞现象的定义及临床上如何防止气体栓塞现象体栓塞现象三、重点：三、重点：毛细现象在医学上的应用如何防止气体栓塞现象毛细现象在医学上的应用如何防止气体栓塞现象四、难点：四、难点：血管与心脏的跨壁压的计算血管与心脏的跨壁压的计算五、学时数：五、学时数：第二页，本课件共有19页第一节第一节 表面张力和表面能表面张力和表面能1 1、表面张力、表面张力f f（1 1）定义：液体表面就像张紧的薄膜，处处存在着）定义：液体表面就像张紧的薄膜，处处存在着张力，这种张力称其为液体的表面张力张力，这种张力称其为液体的表面张力。表表面张力存在于极薄的表面层内；产生的原因面张力存在于极薄的表面层内；产生的原因是分子间引力作用的结果是分子间引力作用的结果 。（2 2）f=aLf=aL（3 3）表面张力系数）表面张力系数a a：液面作用在单位长度上的表：液面作用在单位长度上的表面张力，单位为牛顿每米面张力，单位为牛顿每米(Nm(Nm。)。（4）表面张力系数表面张力系数a a 的医学应用：常通过测定的医学应用：常通过测定人体尿液、血液的表面张力系数与其正常值人体尿液、血液的表面张力系数与其正常值这差来诊断疾病。这差来诊断疾病。2 2、表面能、表面能E：E=W=aSE=W=aS第三页，本课件共有19页第二节第二节 弯曲液面的附加压强弯曲液面的附加压强一、弯曲液面的附加压强：一、弯曲液面的附加压强：静止静止液体的表面可以呈平面或弯曲面。液体的表面可以呈平面或弯曲面。如图所示：如图所示：ABAB为液面的任一小面为液面的任一小面积，在三个力的作用下保持平衡。积，在三个力的作用下保持平衡。它们是液面外气体压强它们是液面外气体压强P P。产生的。产生的压力周围液面对压力周围液面对ABAB液面作用液面作用的表面张力的表面张力F F，液面下液体压，液面下液体压强强P P产生的压力。表面张力产生的压力。表面张力F F作用作用于于ABAB的整个周界，并垂直周界与液的整个周界，并垂直周界与液面相切，指向周界外面。面相切，指向周界外面。1 1、液面水平时：表面张力与、液面水平时：表面张力与液面平行，表面张力不会产生垂液面平行，表面张力不会产生垂直于液面的附加压力，此时直于液面的附加压力，此时P=PoP=Po第四页，本课件共有19页2 2、液面为凸面时：表面张力的合力，指向液体、液面为凸面时：表面张力的合力，指向液体 内部、从而产生指向液体内的压强内部、从而产生指向液体内的压强PsPs，使液面下，使液面下的压强大于外部压强，平衡时的压强大于外部压强，平衡时P=P0+PsP=P0+Ps。P0P0 F F P P核的大小核的大小第五页，本课件共有19页 3 3、液面为凹面时：表面张力的合力、液面为凹面时：表面张力的合力F F指向指向液体外部，从而产生指向液体外部的压液体外部，从而产生指向液体外部的压 强强PsPs，使液面下的压强小于外部压强，平衡时，使液面下的压强小于外部压强，平衡时p=p0-psp=p0-ps。上述因弯曲液面表面张力而产生的。上述因弯曲液面表面张力而产生的压强压强PsPs称为附加压强，其值等于弯曲液面的称为附加压强，其值等于弯曲液面的内外压强差内外压强差 P0 F F 核密度核密度第六页，本课件共有19页二、球形液面的附加压强：二、球形液面的附加压强：f=aL f1=fsin f2=fcos sin=r/R 表面张力的总和：表面张力的总和：F=fsin=aLsin=asinL=asin2 r=a 2 r ps=F/r2=第七页，本课件共有19页第三节第三节 血管与心脏的跨壁压血管与心脏的跨壁压一、血管的跨壁压一、血管的跨壁压PP 1 1、定义：血官是具有弹性的圆柱形管，、定义：血官是具有弹性的圆柱形管，管壁呈弯曲面，在弹性膜的张力作用下产生管壁呈弯曲面，在弹性膜的张力作用下产生附加压强附加压强。2 2、血管的内外压强：、血管的内外压强：P=P=3 3、主动脉弓的压强：、主动脉弓的压强：P=P=（+）第八页，本课件共有19页二、心脏的跨壁压二、心脏的跨壁压 图所示为心脏。可以求出心脏表面上任意图所示为心脏。可以求出心脏表面上任意一点的跨壁压。例如一点的跨壁压。例如P点，由点，由P点做法线点做法线NP，在心脏表面过在心脏表面过P点做两个互相垂直的圆弧点做两个互相垂直的圆弧APB和和CPD，设其曲率半径分别为，设其曲率半径分别为R1、R2，而且是同，而且是同“方向方向”的，因此心脏的跨壁压的，因此心脏的跨壁压 P=P=（+）第九页，本课件共有19页第四节第四节气体栓塞现象气体栓塞现象 第十页，本课件共有19页一、润湿现象一、润湿现象 1、润湿现象润湿现象：液体与固体的接触面有扩大的趋势，如液体与固体的接触面有扩大的趋势，如水与洁净的玻璃板、水银与洁净的铜板或铁板，液体将附水与洁净的玻璃板、水银与洁净的铜板或铁板，液体将附着在固体上并扩展成薄膜，这种现象称为润湿现象着在固体上并扩展成薄膜，这种现象称为润湿现象。如图如图（a a）所示）所示 2 2、不润湿现象：液、不润湿现象：液体与固体的接触面有收缩的趋势，如体与固体的接触面有收缩的趋势，如水与石蜡、水银与玻璃，液体欲收缩成球形，这种现象称为水与石蜡、水银与玻璃，液体欲收缩成球形，这种现象称为不润湿现象不润湿现象。如图（如图（b）所示）所示(a)（b）第十一页，本课件共有19页二、毛细现象二、毛细现象 1、定义：当把毛细管插入液体、定义：当把毛细管插入液体时，管子内外液面会出现高度差时，管子内外液面会出现高度差，这种现象称为毛细现象，这种现象称为毛细现象。如如图所示，如果液体润湿管壁，管图所示，如果液体润湿管壁，管内液面呈凹弯面，液体在管内上内液面呈凹弯面，液体在管内上升。如果液体不润湿管壁，管内升。如果液体不润湿管壁，管内液面呈凸弯月面，液体在管内下液面呈凸弯月面，液体在管内下降。降。2、产生原因：由表面张力和、产生原因：由表面张力和润湿润湿(或不润湿或不润湿)现象共同引起的现象共同引起的。3 3、公式：、公式：h=h=第十二页，本课件共有19页三、气体栓塞现象三、气体栓塞现象 1、定义：液体在细管中流动时，如栗管中有气泡，液体的、定义：液体在细管中流动时，如栗管中有气泡，液体的流动将受到阻碍，气泡多时可发生阻塞，这种现象称为气体流动将受到阻碍，气泡多时可发生阻塞，这种现象称为气体栓塞。栓塞。2 2、分析：、分析：气泡两端液面形成同样的凹弯月面，产生的附气泡两端液面形成同样的凹弯月面，产生的附加压强大小相等，方向相反，液柱不流动加压强大小相等，方向相反，液柱不流动。3、医学临床的应用：、医学临床的应用：催床静脉注射和输液时，要防止气泡催床静脉注射和输液时，要防止气泡进入血管，以免在微血管中发生气体栓塞。此外，潜水员进入血管，以免在微血管中发生气体栓塞。此外，潜水员从深水中上来，病人或工作人员从高压氧仓出来，都必须从深水中上来，病人或工作人员从高压氧仓出来，都必须有适当的缓冲时间，让在高压下溶于血液的过量气体缓慢有适当的缓冲时间，让在高压下溶于血液的过量气体缓慢释放出来，避免过快释放形成气泡，造成气体栓塞。释放出来，避免过快释放形成气泡，造成气体栓塞。第十三页，本课件共有19页第五节第五节肺泡的表面张力肺泡的表面张力一、表面活性物质一、表面活性物质 1 1、表面活性物质：可以降低液体表面张力系数的物质称为这种、表面活性物质：可以降低液体表面张力系数的物质称为这种液体的表面活性物质液体的表面活性物质。例如：在两个浮于水面的轻木块之间滴一些肥皂水，这时木块间液面的0c减小，表面张力减弱，而外侧液面表面张力未变，木块向两侧移开。2 2、表面非活性物：可以提高液体表面张力系数的物质称、表面非活性物：可以提高液体表面张力系数的物质称为这种液体的表面非活性物。为这种液体的表面非活性物。例如：如果上述实验用糖液滴在两轻木块间，则出现相反的现象，木块向滴入糖液的地方聚合，因为糖增加了水的表面张力。二、肺泡的表面张力二、肺泡的表面张力1 1、肺泡内壁有一种特殊细胞能分泌表面活性物质，从而使肺、肺泡内壁有一种特殊细胞能分泌表面活性物质，从而使肺泡内壁液层的表面张力系数降低为原来的泡内壁液层的表面张力系数降低为原来的1 171711515，这样肺，这样肺泡就可以在上述负压下进行正常的呼吸。某些新生儿泡就可以在上述负压下进行正常的呼吸。某些新生儿(特别是早产儿特别是早产儿)的肺泡，由于缺少表面活性物质而引起自发的呼吸困难综合征，所的肺泡，由于缺少表面活性物质而引起自发的呼吸困难综合征，所导致的死亡率比任何其它疾病都高。缺乏表面活性物质的肺泡会因导致的死亡率比任何其它疾病都高。缺乏表面活性物质的肺泡会因为表面张力而萎缩，只有用很大的压强才能使它们重新张开。正常为表面张力而萎缩，只有用很大的压强才能使它们重新张开。正常人的某些肺泡如果萎缩，一次深呼吸就能使它们重新张开。表面活人的某些肺泡如果萎缩，一次深呼吸就能使它们重新张开。表面活性物质还有一个重要的作用，即维持肺泡大小不同时工作的稳定性。性物质还有一个重要的作用，即维持肺泡大小不同时工作的稳定性。肺泡大小不等，大多数相连通。肺泡大小不等，大多数相连通。第十四页，本课件共有19页 3 3、应用：子宫内胎儿的肺泡为粘液所覆盖，附加压强使肺、应用：子宫内胎儿的肺泡为粘液所覆盖，附加压强使肺泡完全闭合。临产时，肺泡壁分泌表面活性物质，以降低表面张泡完全闭合。临产时，肺泡壁分泌表面活性物质，以降低表面张力系数，减小附加压强。但婴儿出生时仍需一次大声啼哭，以强力系数，减小附加压强。但婴儿出生时仍需一次大声啼哭，以强烈力量去克服肺泡表面粘液所产生的过大的附加压强，才能开始烈力量去克服肺泡表面粘液所产生的过大的附加压强，才能开始正常呼吸。正常呼吸。2 2、分析：、分析：照图实验，小肺泡内的压强大于大肺泡的压强，照图实验，小肺泡内的压强大于大肺泡的压强，气体将从小气泡流向大气泡，使小气泡萎缩，而大气泡膨胀。气体将从小气泡流向大气泡，使小气泡萎缩，而大气泡膨胀。实际上这种现象并没有发生，原因是表面活性物质的调节平实际上这种现象并没有发生，原因是表面活性物质的调节平衡作用。肺泡内壁上表面活性物质的量是不变的。肺泡扩张衡作用。肺泡内壁上表面活性物质的量是不变的。肺泡扩张时，表面积增大，表面活性物质的浓度相对减小，而使表面时，表面积增大，表面活性物质的浓度相对减小，而使表面张力系数和附加压强增大，对肺泡的扩大起抑制作用，使气张力系数和附加压强增大，对肺泡的扩大起抑制作用，使气泡不致过分扩大。肺泡回缩时，表面积减小，表面活性物质泡不致过分扩大。肺泡回缩时，表面积减小，表面活性物质的浓度相对增大，而使表面张力系数和附加压强减小，对肺的浓度相对增大，而使表面张力系数和附加压强减小，对肺泡的收缩起抑制作用，使气泡不致萎缩。泡的收缩起抑制作用，使气泡不致萎缩。第十五页，本课件共有19页 作作 业业一一.选择题选择题1.一半径为一半径为R肥皂泡内空气的压强为（肥皂泡内空气的压强为（）(A)Po+4/R (B)Po+2/R(C)Po-4/R (D)Po-2/R2.若某液体不润湿某固体表面时，其接触角若某液体不润湿某固体表面时，其接触角 为为()(A)锐角锐角 (B)钝角钝角(C)0(D)3.大小两个肥皂泡，用玻璃管连通着，肥皂泡将会（大小两个肥皂泡，用玻璃管连通着，肥皂泡将会（）(A)大的变小，小的变大，直至一样大。大的变小，小的变大，直至一样大。(B)大的变大，小的变小，直至消失。大的变大，小的变小，直至消失。(C)维持现有状态不发生改变。维持现有状态不发生改变。4、液体在细管流动时，有时会产生气体栓塞，其原因是：、液体在细管流动时，有时会产生气体栓塞，其原因是：（）（A）液体的粘滞系数太大，）液体的粘滞系数太大，（B）管壁吸附液体，）管壁吸附液体，（C）管子半径太小，）管子半径太小，（D）气体表面的附加压强。）气体表面的附加压强。第十六页，本课件共有19页4、液体在细管流动时，有时会产生气体栓塞，其原因是：（、液体在细管流动时，有时会产生气体栓塞，其原因是：（）（A）液体的粘滞系数太大，）液体的粘滞系数太大，（B）管壁吸附液体，）管壁吸附液体，（C）管子半径太小，）管子半径太小，（D）气体表面的附加压强。）气体表面的附加压强。5、某一种固定的液体、在温度不变、表面能增加的情况下，、某一种固定的液体、在温度不变、表面能增加的情况下，其表面张力系数和表面能（其表面张力系数和表面能（）（A）均不变）均不变 （B）均增加）均增加 （C）均减少）均减少 （D）表面张力系数不变而表面能增加）表面张力系数不变而表面能增加6、弯曲面所产生附加压强的方向是（、弯曲面所产生附加压强的方向是（）（A）指向液体内部）指向液体内部 （B）指向液体外部）指向液体外部 （C）沿液体的表面）沿液体的表面（D）指向曲率中心）指向曲率中心7、将半径为、将半径为R与与3R的同种玻璃毛细管插入水中，在两管的同种玻璃毛细管插入水中，在两管水上升的高度关系为（水上升的高度关系为（）（A）粗管是细管的）粗管是细管的3倍倍 （B）粗管是细管的）粗管是细管的1/3倍倍（C）高度一样）高度一样 （D）粗管是细管的倍）粗管是细管的倍第十七页，本课件共有19页相关知识相关知识1 1、水能浸润干净的玻璃，但不能浸润石蜡。水银能浸润干、水能浸润干净的玻璃，但不能浸润石蜡。水银能浸润干净的锌板，但不能浸润玻璃。液体能不能浸润固体，不是单净的锌板，但不能浸润玻璃。液体能不能浸润固体，不是单纯由液体或固体单方面的性质来决定，而是由它们两者的性纯由液体或固体单方面的性质来决定，而是由它们两者的性质共同决定。浸润和不浸润的现象，是由附着层的特殊情况质共同决定。浸润和不浸润的现象，是由附着层的特殊情况决定的。决定的。2 2、人体血管中出现气泡有四种可能：（、人体血管中出现气泡有四种可能：（1 1）作静脉注射时，）作静脉注射时，空气有可能随药液一起进入血管，故在注射前注射器及输液管空气有可能随药液一起进入血管，故在注射前注射器及输液管内的排气就是为了避免这种可能情况的出现；（内的排气就是为了避免这种可能情况的出现；（2 2）在颈静脉）在颈静脉受伤时，由于该处的静脉压低于大气压，空气可能自行进受伤时，由于该处的静脉压低于大气压，空气可能自行进入入 血液中；（血液中；（3 3）外科手术时空气有可能进入血管；（）外科手术时空气有可能进入血管；（4 4）由于气压的突然下降，原来溶于血液中的氮气因释放）由于气压的突然下降，原来溶于血液中的氮气因释放太快而形成气泡在血管中析出，若微血管中析出的气泡太快而形成气泡在血管中析出，若微血管中析出的气泡过多，就会阻碍血液的流动，出现气体栓塞。故处于高过多，就会阻碍血液的流动，出现气体栓塞。故处于高压环境中的人是不能过快回到低压环境中来的。压环境中的人是不能过快回到低压环境中来的。第十八页，本课件共有19页四、问答题：四、问答题：1、在医学上哪些地方要防止气体栓塞现、在医学上哪些地方要防止气体栓塞现象？象？2、医院用的棉签和绷带等，为什么要用脱、医院用的棉签和绷带等，为什么要用脱脂棉制成？脂棉制成？第十九页，本课件共有19页