麻醉设备学讲义 (2)优秀PPT.ppt

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1、麻醉设备学讲义12/9/2022温州医学院麻醉设备学教研组1第一页，本课件共有71页12/9/2022温州医学院麻醉设备学教研组2第一章第一章 物理基础知识物理基础知识第一节第一节气体定律气体定律气体的物理量气体的物理量n在在麻麻醉醉设设备备中中常常使使用用气气体体为为工工质质，因因为为麻麻醉醉剂剂要要求求有有良良好好的的挥挥发发性性，以以气气体体形形式易于被患者吸入。式易于被患者吸入。n气体具有压缩性和流动性好的特点。气体具有压缩性和流动性好的特点。n气态物质：有气体和汽体两大种类。气态物质：有气体和汽体两大种类。第二页，本课件共有71页12/9/2022温州医学院麻醉设备学教研组3气体的物

2、理量气体的物理量n质量、体积、压力、温度质量、体积、压力、温度n质量（质量（M）即一定体积气体的量，即一定体积气体的量，以毫克（以毫克（mg）、克（）、克（g）、千克）、千克（kg）、吨（）、吨（t）来表示。）来表示。n体积体积是指气体所处的容器之容积。是指气体所处的容器之容积。常以立方毫米（常以立方毫米（mm3）、立方厘米）、立方厘米（cm3）、立方米（）、立方米（m3）表示。）表示。第三页，本课件共有71页12/9/2022温州医学院麻醉设备学教研组4n压力压力（Pa）:气体分子运动时对容器壁的撞气体分子运动时对容器壁的撞击时产生的力称压力。对容器单位面积击时产生的力称压力。对容器单位面积

3、（cm2）所产生的压力叫压强。）所产生的压力叫压强。压强的单位压强的单位:毫米汞柱（毫米汞柱（mmHg）平方厘米（）平方厘米（cm2）国际通用（法定计量）帕（国际通用（法定计量）帕（Pa）、千帕）、千帕（kPa）、兆帕（）、兆帕（MPa）。）。经换算经换算1mmHg=133.3Pa=0.1333kPa第四页，本课件共有71页12/9/2022温州医学院麻醉设备学教研组5n温度温度:气体温度是气体分子热运动产生的。气体温度是气体分子热运动产生的。常用单位常用单位:摄氏（摄氏（），水结冰温度为），水结冰温度为0。n绝对温度绝对温度:“K”,物理学上使用。绝对温度以物理学上使用。绝对温度以273作为

4、零度。摄氏和绝对温度的关系作为零度。摄氏和绝对温度的关系是是T=t273。比如某气体温度为比如某气体温度为37，以绝对温度表示为，以绝对温度表示为37273=310K。第五页，本课件共有71页12/9/2022温州医学院麻醉设备学教研组61、实际气体、实际气体n由大量分子组成。由大量分子组成。n分子做无规则运动。分子做无规则运动。n分子间有作用力。分子间有作用力。n分子本身有体积。分子本身有体积。n以上特点决定了实际气体的性质很复杂。以上特点决定了实际气体的性质很复杂。一、理想气体状态方程一、理想气体状态方程第六页，本课件共有71页12/9/2022温州医学院麻醉设备学教研组72、理想气体、理

5、想气体n忽略分子的容积，当作一弹性质点。忽略分子的容积，当作一弹性质点。n忽略分子之间的作用力。忽略分子之间的作用力。n温温度度较较高高、压压力力较较低低时时，实实际际气气体体可可以以当作理想气体看待。当作理想气体看待。n水蒸汽不能当作理想气体看待。水蒸汽不能当作理想气体看待。第七页，本课件共有71页12/9/2022温州医学院麻醉设备学教研组8pV=nRTR：摩尔气体常量摩尔气体常量P：压强（压强（Pa）V：体积（体积（m）n：摩尔数（摩尔数（M/，单位单位mol）T：绝对温度（绝对温度（K）3、理想气体状态方程式理想气体状态方程式：第八页，本课件共有71页12/9/2022温州医学院麻醉设

6、备学教研组9在在STP下，下，p=101.325kPa,T=273.15Kn=1.0mol时时,Vm=22.414L=22.41410-3m3R=8.314 kPaLK-1mol-1第九页，本课件共有71页12/9/2022温州医学院麻醉设备学教研组10误差误差n温度越低、压强越高、气体密度越大时，温度越低、压强越高、气体密度越大时，方程计算结果与实验数值偏差越大。方程计算结果与实验数值偏差越大。n原因：气体分子容积不能忽略原因：气体分子容积不能忽略热运动碰撞降低，引力效应上升热运动碰撞降低，引力效应上升第十页，本课件共有71页12/9/2022温州医学院麻醉设备学教研组11二、范德瓦尔斯方程

7、二、范德瓦尔斯方程n1873年年,36岁的荷兰阿姆斯特丹大学范岁的荷兰阿姆斯特丹大学范德瓦尔斯以博士论文德瓦尔斯以博士论文“论物质液态和气论物质液态和气态的连续性态的连续性”获得荷兰莱顿大学博士获得荷兰莱顿大学博士学位，论文中考虑了实际气体分子间作学位，论文中考虑了实际气体分子间作用力和分子体积两个因素，将理想气体用力和分子体积两个因素，将理想气体物态方程加以修正，得出了近似描述实物态方程加以修正，得出了近似描述实际气体性质的物态方程即际气体性质的物态方程即范德瓦尔斯方范德瓦尔斯方程程。第十一页，本课件共有71页12/9/2022温州医学院麻醉设备学教研组12二、范德瓦尔斯方程二、范德瓦尔斯方

8、程n压强的修正：压强的修正：PPP：容器壁附近的分子只受内部引力，与容器壁附近的分子只受内部引力，与V成成反比，因而可写反比，因而可写为：Pa/Vn体积的修正：体积的修正：Vbn范德瓦范德瓦尔斯方程斯方程：对于于1mol气体气体（Pa/V）（）（Vb）RT修正量修正量a、b决定于气体的性质决定于气体的性质，由实验测定由实验测定第十二页，本课件共有71页12/9/2022温州医学院麻醉设备学教研组13二、范德瓦尔斯方程二、范德瓦尔斯方程n对于质量为对于质量为M，摩尔质量为，摩尔质量为的的真实气体真实气体状态方程状态方程应为：应为：第十三页，本课件共有71页12/9/2022温州医学院麻醉设备学教

9、研组14范德瓦耳斯方程与理想气体方程的比较范德瓦耳斯方程与理想气体方程的比较 P5表表1-1第十四页，本课件共有71页12/9/2022温州医学院麻醉设备学教研组151910年，在他年，在他73岁那年荣获了诺贝尔物岁那年荣获了诺贝尔物理学奖理学奖第十五页，本课件共有71页12/9/2022温州医学院麻醉设备学教研组16三、安德鲁斯实验三、安德鲁斯实验n理想气体的理想气体的P-V曲线为等温双曲线：曲线为等温双曲线：定量、恒温气体定量、恒温气体PV常数常数n安德鲁斯安德鲁斯(T.Andrews，1813-1885)首先对气体的等温变化进行了实验，首先对气体的等温变化进行了实验，实验结果如图所示实验

10、结果如图所示。n注：比容为密度倒数注：比容为密度倒数第十六页，本课件共有71页12/9/2022温州医学院麻醉设备学教研组1710202731.13550ABCVcPcTc第十七页，本课件共有71页12/9/2022温州医学院麻醉设备学教研组18临界恒量临界恒量n临界点临界点Cn临界温度临界温度Tcn临界压强临界压强Pcn临界比容临界比容Vc第十八页，本课件共有71页12/9/2022温州医学院麻醉设备学教研组19几种物质的实验临界温度几种物质的实验临界温度第十九页，本课件共有71页12/9/2022温州医学院麻醉设备学教研组20范德瓦尔斯等温线范德瓦尔斯等温线第二十页，本课件共有71页12/

11、9/2022温州医学院麻醉设备学教研组21范德瓦尔斯等温线范德瓦尔斯等温线n临界等温线以下所有的等温线都有一个临界等温线以下所有的等温线都有一个S形曲折部分，其中斜率为正的一段表形曲折部分，其中斜率为正的一段表示气体体积随压强增大而增大在实际示气体体积随压强增大而增大在实际上是不可能实现的过程范德瓦尔斯方上是不可能实现的过程范德瓦尔斯方程只是描述真实气体行为较好的近似方程只是描述真实气体行为较好的近似方程。程。第二十一页，本课件共有71页12/9/2022温州医学院麻醉设备学教研组22四、混合气体的压强四、混合气体的压强n在任何容器内的气体混合物中，如果各在任何容器内的气体混合物中，如果各组分

12、之间不发生化学反应，则每一种气组分之间不发生化学反应，则每一种气体都均匀地分布在整个容器内，它所产体都均匀地分布在整个容器内，它所产生的压强和它单独占有整个容器时所产生的压强和它单独占有整个容器时所产生的压强相同。生的压强相同。第二十二页，本课件共有71页12/9/2022温州医学院麻醉设备学教研组23举例：举例：0时，时，1mol氧气在氧气在22.4L体积内的体积内的压强是压强是101.3kPa。如果向容器内加入。如果向容器内加入1mol氮氮气并保持容器体积不变，则氧气的压强还是气并保持容器体积不变，则氧气的压强还是101.3kPa，但容器内的总压强增大一倍。可见，但容器内的总压强增大一倍。

13、可见，1mol氮气在这种状态下产生的压强也是氮气在这种状态下产生的压强也是101.3kPa。第二十三页，本课件共有71页12/9/2022温州医学院麻醉设备学教研组24威廉威廉亨利亨利（WiiiiamHenry，17741836，英国，英国化学家）化学家）“每一种气体对于另一种气体来说，等于是一种每一种气体对于另一种气体来说，等于是一种真空。真空。”当时这句话引起许多科学家的反对，道当时这句话引起许多科学家的反对，道尔顿却用实验证明了它的正确性。尔顿却用实验证明了它的正确性。第二十四页，本课件共有71页12/9/2022温州医学院麻醉设备学教研组25约翰约翰道尔顿道尔顿（JohnDalton，

14、17661844）的的实验得出下列结论：某一气体在气体混合物中实验得出下列结论：某一气体在气体混合物中产生的分压等于它单独占有整个容器时所产生产生的分压等于它单独占有整个容器时所产生的压力；而气体混合物的总压强等于其中各气的压力；而气体混合物的总压强等于其中各气体分压之和，这就是体分压之和，这就是气体分压定律气体分压定律。第二十五页，本课件共有71页12/9/2022温州医学院麻醉设备学教研组26座右铭：午夜方眠，黎明即起座右铭：午夜方眠，黎明即起科学原子论的提出者科学原子论的提出者约翰约翰道尔顿道尔顿第二十六页，本课件共有71页12/9/2022温州医学院麻醉设备学教研组27设在一定温度设在

15、一定温度T下，体积为下，体积为V的容器中，装有的容器中，装有组分气体为组分气体为A、B、C，它们之间互不反应。则，它们之间互不反应。则各混合气体各组分的压强就是：各混合气体各组分的压强就是：第二十七页，本课件共有71页12/9/2022温州医学院麻醉设备学教研组28由此推导出由此推导出气体分压定律气体分压定律的通式：的通式：第二十八页，本课件共有71页12/9/2022温州医学院麻醉设备学教研组29表32 空气中（干燥）各气体的分压氮气（N2）氧气（O2）氩气（A2）二氧化碳（CO2）其它惰性气体容积（%）78.0820.950.930.030.01分压(mmHg)593.40159.2270

16、.70.230.08空气中（干燥）各气体的分压空气中（干燥）各气体的分压第二十九页，本课件共有71页12/9/2022温州医学院麻醉设备学教研组30部位氮气（N2）氧气（O2）二氧化碳（CO2）水蒸汽（H2O）干燥空气79.821.150.20呼吸道75.0119.820.26.26肺泡75.6713.835.326.26动脉血76.213.35.326.26静脉血76.25.326.136.26体外、呼吸道、肺泡各气体分压（单位：体外、呼吸道、肺泡各气体分压（单位：kPa）第三十页，本课件共有71页12/9/2022温州医学院麻醉设备学教研组31五、气体的弥散五、气体的弥散n气体的流动与气体

17、分压强的大小密切相关。气体的流动与气体分压强的大小密切相关。n弥撒弥撒：气体分子从分压高处向分压低处流动。：气体分子从分压高处向分压低处流动。n密度的不均匀引起分压差。密度的不均匀引起分压差。第三十一页，本课件共有71页12/9/2022温州医学院麻醉设备学教研组32肺泡和肺毛细血管内氧和二氧化碳的浓度差有利于两种气体向相反的方向弥散。血液流经肺泡时，氧气弥散至血液，二氧化碳从血液弥散至肺泡。PO25.32kPaPO213.83kPaPO213.83kPa第三十二页，本课件共有71页12/9/2022温州医学院麻醉设备学教研组33n氧和二氧化碳在机体内不断被代谢，因氧和二氧化碳在机体内不断被代

18、谢，因而通过弥散建立动态平衡。而通过弥散建立动态平衡。n氧化亚氮和麻醉气体不能被代谢，通过氧化亚氮和麻醉气体不能被代谢，通过弥散建立静态平衡。弥散建立静态平衡。第三十三页，本课件共有71页12/9/2022温州医学院麻醉设备学教研组34六、气体在液体中的溶解六、气体在液体中的溶解n任何气体与液体直接或隔着半透膜互相接任何气体与液体直接或隔着半透膜互相接触，气体可借其分子运动，进入并均匀分触，气体可借其分子运动，进入并均匀分布在液体内；这种现象称为布在液体内；这种现象称为溶解溶解。n气体溶解在液体内是气体分子进入液体分气体溶解在液体内是气体分子进入液体分子间隙内，而并非以小气泡形式存在于液子间隙

19、内，而并非以小气泡形式存在于液体内。体内。第三十四页，本课件共有71页12/9/2022温州医学院麻醉设备学教研组35n人体中的气体在液体中溶解现象：人体中的气体在液体中溶解现象：血氧含量、血液二氧化碳分压、血血氧含量、血液二氧化碳分压、血液麻醉药浓度等。液麻醉药浓度等。第三十五页，本课件共有71页12/9/2022温州医学院麻醉设备学教研组36在一定温度和一个大气压下，一种气体溶解在一定温度和一个大气压下，一种气体溶解在在100ml某种液体内的摩尔数称为该气体在该某种液体内的摩尔数称为该气体在该液体内的液体内的溶解度溶解度，单位，单位vol%。如：如：37一个大气压下，一个大气压下，100m

20、l血中能溶解血中能溶解0.468ml氧化亚氮，因而氧化亚氮在氧化亚氮，因而氧化亚氮在37一个一个大气压时的溶解度为大气压时的溶解度为0.468vol%。第三十六页，本课件共有71页12/9/2022温州医学院麻醉设备学教研组371803年亨利从实验中总结出一条规律：年亨利从实验中总结出一条规律：“在一定温在一定温度下，气体溶解达到平衡时，气体在液体中的溶解度下，气体溶解达到平衡时，气体在液体中的溶解度和气相中该气体的分压成正比。度和气相中该气体的分压成正比。”这一规律称为这一规律称为亨利定律亨利定律。用数学式表示：。用数学式表示：C=P式中，式中，C为气体在液体中溶解度；为气体在液体中溶解度；

21、P为液面上气体为液面上气体的平衡分压；的平衡分压；为常数，是该气为常数，是该气-液体系的液体系的溶解系溶解系数数。气体溶解的规律：亨利定律气体溶解的规律：亨利定律第三十七页，本课件共有71页12/9/2022温州医学院麻醉设备学教研组38一些气体在水中的溶解度一些气体在水中的溶解度度/O2H2N2CO2HCLNH300.04890.02150.02351.7135071176200.03100.01820.01550.878442702300.02610.01700.01340.665413586350.02440.01670.01260.592第三十八页，本课件共有71页12/9/2022温

22、州医学院麻醉设备学教研组39气体溶解度特点：气体溶解度特点：1、温度升高，气体的溶解度减小。温度升高，气体的溶解度减小。2、溶解是放热过程。溶解是放热过程。3、存在化学溶解和物理溶解。存在化学溶解和物理溶解。4、分压越高，溶解愈快、愈多。、分压越高，溶解愈快、愈多。第三十九页，本课件共有71页12/9/2022温州医学院麻醉设备学教研组40气体溶解度的应用气体溶解度的应用n高压氧仓：治疗缺氧性疾病。高压氧仓：治疗缺氧性疾病。n麻醉气体的诱导和清醒速度，如：异麻醉气体的诱导和清醒速度，如：异氟醚。血液中溶解度小、建立平衡时氟醚。血液中溶解度小、建立平衡时间短、诱导迅速、清醒速度快。间短、诱导迅速

23、、清醒速度快。n麻醉剂：要求血液溶解度小，脂溶性麻醉剂：要求血液溶解度小，脂溶性高。高。第四十页，本课件共有71页12/9/2022温州医学院麻醉设备学教研组41七、分配系数七、分配系数n在一定温度下，某一物质在两相中处于动在一定温度下，某一物质在两相中处于动态平衡时，该物质在这两相中的浓度比值态平衡时，该物质在这两相中的浓度比值称为称为分配系数分配系数。n麻醉药的分配系数麻醉药的分配系数p10表表1-5n血血/气分配系数越小，诱导越快，复苏越快气分配系数越小，诱导越快，复苏越快n油油/气分配系数越大，麻醉强度越大气分配系数越大，麻醉强度越大第四十一页，本课件共有71页12/9/2022温州医

24、学院麻醉设备学教研组42常用麻醉药的分配系数（常用麻醉药的分配系数（37）麻醉药血/气油/气橡胶/气甲氧氟烷13.0950630乙醚12.16558氟烷2.4224120安氟醚1.998.574异氟醚1.49962氧化亚氮0.471.41.2七氟醚0.6353.930地氟醚0.4218.72.0第四十二页，本课件共有71页12/9/2022温州医学院麻醉设备学教研组431 1、随着温度的升高，挥发性麻醉药在、随着温度的升高，挥发性麻醉药在组织组织中的中的分配系数逐渐下降分配系数逐渐下降;分配系数愈大的挥发性麻分配系数愈大的挥发性麻醉药，温度对其分配系数变化的影响愈大。醉药，温度对其分配系数变化

25、的影响愈大。麻醉药物分配系数特点：麻醉药物分配系数特点：第四十三页，本课件共有71页12/9/2022温州医学院麻醉设备学教研组442 2、麻醉药的组织、麻醉药的组织/气分配系数按大小的排列气分配系数按大小的排列顺序与其血顺序与其血/气分配系数相同，即地氟醚七气分配系数相同，即地氟醚七氟醚安氟醚氟烷。而同一种吸入麻醉药氟醚安氟醚氟烷。而同一种吸入麻醉药在不同组织中的溶解度不一样，大致为：心在不同组织中的溶解度不一样，大致为：心肌肌肾肝脏肾肝脏肌肉脑脂肪。肌肉脑脂肪。第四十四页，本课件共有71页12/9/2022温州医学院麻醉设备学教研组45第二节第二节 物态变化物态变化n物质的三种状态：固、液

26、、气。称物质的三种状态：固、液、气。称为三相。为三相。n相变：在一定温度和压力下，物质相变：在一定温度和压力下，物质的三态可以相互转变。的三态可以相互转变。n临床麻醉常见液、气之间的相变。临床麻醉常见液、气之间的相变。第四十五页，本课件共有71页12/9/2022温州医学院麻醉设备学教研组46一、熔化和凝固一、熔化和凝固固态固态液态液态（1）熔点：晶体熔化时的温度。）熔点：晶体熔化时的温度。凝固点：每种物质从液态凝固为晶体时的温度。凝固点：每种物质从液态凝固为晶体时的温度。熔点、凝固点在数值上相等。熔点、凝固点在数值上相等。（2）熔化吸热、凝固放热）熔化吸热、凝固放热第四十六页，本课件共有71

27、页12/9/2022温州医学院麻醉设备学教研组47 二、汽化二、汽化液态液态气态气态（1）汽化方式之一）汽化方式之一蒸发蒸发*温度条件：在任何温度下都能发生温度条件：在任何温度下都能发生*影响蒸发的三要素：液体温度的高低影响蒸发的三要素：液体温度的高低液体表面积的大小液体表面积的大小液体表面上空气流动的快慢液体表面上空气流动的快慢*定义：只在液体表面进行的汽化现象叫做定义：只在液体表面进行的汽化现象叫做蒸发蒸发。第四十七页，本课件共有71页12/9/2022温州医学院麻醉设备学教研组48*液体蒸发时要从周围物体吸收热量，使单位质量的液体液体蒸发时要从周围物体吸收热量，使单位质量的液体变成同温度

28、的蒸汽所需热量称为该物质的变成同温度的蒸汽所需热量称为该物质的汽化热汽化热。单位：单位：J/mlJ/ml常用麻醉药汽化热：常用麻醉药汽化热：p10表表1-6*物理的汽化热随着汽化温度的升高而略有降低。比物理的汽化热随着汽化温度的升高而略有降低。比如如1mol1mol水，在水，在5050汽化，汽化热为汽化，汽化热为42780J42780J，而在，而在100100汽化，汽化热为汽化，汽化热为40680J40680J。*对麻醉蒸发罐设计的影响对麻醉蒸发罐设计的影响液体温度高，蒸发快；液体表面上空气流动快，液体温度高，蒸发快；液体表面上空气流动快，蒸发快；液体的表面积大，蒸发快。蒸发快；液体的表面积大

29、，蒸发快。第四十八页，本课件共有71页12/9/2022温州医学院麻醉设备学教研组49（2）汽化方式之二）汽化方式之二沸腾沸腾*沸点沸点：液体沸腾时的温度，不同液体沸点不同。：液体沸腾时的温度，不同液体沸点不同。液体沸点随气压的减小而减小液体沸点随气压的减小而减小,增大而增大。增大而增大。*液体沸腾时需要吸热，但其自身的温度不变，吸液体沸腾时需要吸热，但其自身的温度不变，吸收的热量用于液体汽化。收的热量用于液体汽化。*定义：在液体表面和内部同时进行的汽化现象定义：在液体表面和内部同时进行的汽化现象叫做叫做沸腾沸腾。第四十九页，本课件共有71页12/9/2022温州医学院麻醉设备学教研组50*密

30、闭容器中在汽、液共存的条件下，蒸发和凝结现象同密闭容器中在汽、液共存的条件下，蒸发和凝结现象同时存在，若蒸发率大于凝结率，则宏观上表现为液体的蒸时存在，若蒸发率大于凝结率，则宏观上表现为液体的蒸发；若蒸发率小于凝结率，则宏观上表现为蒸汽的凝结；发；若蒸发率小于凝结率，则宏观上表现为蒸汽的凝结；二者相等时，则处于饱和状态，此时空间蒸汽的压力称为二者相等时，则处于饱和状态，此时空间蒸汽的压力称为对应平衡温度下的对应平衡温度下的饱和蒸汽压饱和蒸汽压P PS S。（3）饱和蒸汽压）饱和蒸汽压 *物质的饱和蒸汽压随着温度的升高而增大物质的饱和蒸汽压随着温度的升高而增大。*麻醉剂的汽化特点：沸点低、汽化热

31、小、饱和蒸汽压高麻醉剂的汽化特点：沸点低、汽化热小、饱和蒸汽压高第五十页，本课件共有71页12/9/2022温州医学院麻醉设备学教研组51三、液化三、液化*定义定义:物质由气态变成液态的过程物质由气态变成液态的过程液化是汽化的相反过程液化是汽化的相反过程*液化的方法液化的方法:加压（临界温度之下）、冷却加压（临界温度之下）、冷却水蒸气水蒸气液化液化小水珠浮于空气中形成小水珠浮于空气中形成“白气白气”小水珠附于物体表面形成水滴小水珠附于物体表面形成水滴*汽化吸热、液化放热汽化吸热、液化放热第五十一页，本课件共有71页12/9/2022温州医学院麻醉设备学教研组52四、湿度和湿化器四、湿度和湿化器

32、*定义：大气的干湿程度。定义：大气的干湿程度。*绝对湿度：大气中所含水汽的质量。绝对湿度：大气中所含水汽的质量。*相对湿度：大气的实际水汽压与同相对湿度：大气的实际水汽压与同温度下饱和水汽压的百分比。温度下饱和水汽压的百分比。*肺泡气的相对湿度肺泡气的相对湿度37C时时100%（1）湿度）湿度第五十二页，本课件共有71页12/9/2022温州医学院麻醉设备学教研组53（2）湿化器）湿化器n水容器型湿化器水容器型湿化器n凝聚型湿化器凝聚型湿化器n雾化器雾化器第五十三页，本课件共有71页12/9/2022温州医学院麻醉设备学教研组54第三节第三节 流体的运动流体的运动n研究流体运动的学科：流体力学

33、研究流体运动的学科：流体力学*古希腊的阿基米德古希腊的阿基米德：浮力定律浮力定律。*1717世纪，帕斯卡阐明了静止流体中压力的概念世纪，帕斯卡阐明了静止流体中压力的概念。*17*17世纪，牛顿力学奠基。世纪，牛顿力学奠基。*法国皮托发明了测量流速的法国皮托发明了测量流速的皮托管皮托管。*瑞士的欧拉采用了连续介质的概念，把静力学中压力的概瑞士的欧拉采用了连续介质的概念，把静力学中压力的概念推广到运动流体中，建立了念推广到运动流体中，建立了欧拉方程欧拉方程。*伯努利从经典力学的能量守恒出发，得到了流体定常运动下的伯努利从经典力学的能量守恒出发，得到了流体定常运动下的流速、压力、高度之间的关系流速、

34、压力、高度之间的关系伯努利方程伯努利方程。第五十四页，本课件共有71页12/9/2022温州医学院麻醉设备学教研组55流线流线概念：概念：性质：性质：流线不相交流线不相交形状不变形状不变流管流管概念：概念：性质：液体不从旁性质：液体不从旁流入，流出流入，流出流管流管第五十五页，本课件共有71页12/9/2022温州医学院麻醉设备学教研组56一、连续性方程一、连续性方程n流体在流管中作稳定流动时，同一时间内流过流体在流管中作稳定流动时，同一时间内流过管道每一截面的流量质量相等（质量守恒）。管道每一截面的流量质量相等（质量守恒）。即：即：n式中：式中：1 1、2 2-截面截面1 1、2 2上流体的

35、密度上流体的密度kg/mkg/m3 3 A A1 1、A A2 2-截面截面1 1、2 2的截面积的截面积 m m2 2 v v1 1、v v2 2-截面截面1 1、2 2上流体运动速度上流体运动速度m/sm/s q qm m-质量流量质量流量 kg/skg/s第五十六页，本课件共有71页12/9/2022温州医学院麻醉设备学教研组57连续原理连续原理S11=S22液流连续原理液流连续原理第五十七页，本课件共有71页12/9/2022温州医学院麻醉设备学教研组58二、伯努利方程二、伯努利方程（能量守恒）（能量守恒）p：压力：压力 h：该断面中心离水平基准面的垂：该断面中心离水平基准面的垂直距离

36、直距离 v：断面上的平均速度：断面上的平均速度理想流体：不可压缩、无粘滞性理想流体：不可压缩、无粘滞性前提：理想流体，稳定流动前提：理想流体，稳定流动第五十八页，本课件共有71页12/9/2022温州医学院麻醉设备学教研组59丹尼尔丹尼尔伯努利伯努利：(DanielBernoulli17001782)瑞士物理学家、数学家、医学家。瑞士物理学家、数学家、医学家。1700年年2月月8日生于荷兰格罗宁根。数学家约翰日生于荷兰格罗宁根。数学家约翰伯伯努利的次子，努利的次子，1721年取得医学硕士学位。在年取得医学硕士学位。在25岁时岁时(1725)就应聘为圣彼得堡科学院的数学就应聘为圣彼得堡科学院的数

37、学院士。先任解剖学教授，后任动力学教授，院士。先任解剖学教授，后任动力学教授，1750年成为物理学教授。曾十次荣获法国科学年成为物理学教授。曾十次荣获法国科学院的年度奖。院的年度奖。第五十九页，本课件共有71页12/9/2022温州医学院麻醉设备学教研组60伯努利方程的应用伯努利方程的应用*空吸作用：喷雾器、雾化器空吸作用：喷雾器、雾化器第六十页，本课件共有71页12/9/2022温州医学院麻醉设备学教研组61n皮托管测液体流速：皮托管测液体流速：第六十一页，本课件共有71页12/9/2022温州医学院麻醉设备学教研组62测空气流速测空气流速小孔小孔d处流速：处流速：第六十二页，本课件共有71

38、页12/9/2022温州医学院麻醉设备学教研组63三、层流三、层流流体的分层流动，层与层无物质交换流体的分层流动，层与层无物质交换第六十三页，本课件共有71页12/9/2022温州医学院麻醉设备学教研组64n考虑内摩擦力所做的功，要考虑内摩擦力所做的功，要维持粘性流体的匀速流动，维持粘性流体的匀速流动，必须有压强差推动，或沿流必须有压强差推动，或沿流动方向有压强降落。动方向有压强降落。n泊肃叶定律：粘性流体层流泊肃叶定律：粘性流体层流的流量公式的流量公式n条件：流管粗细均匀且粘条件：流管粗细均匀且粘性流体做层流。性流体做层流。流阻：流阻：:粘滞系数粘滞系数第六十四页，本课件共有71页12/9/

39、2022温州医学院麻醉设备学教研组651、湍流湍流：流体各部分相互混杂，流线极不规则：流体各部分相互混杂，流线极不规则湍流特点：湍流特点：层间有物质交换层间有物质交换有响声有响声截面中间流速几乎相同截面中间流速几乎相同四、湍流四、湍流第六十五页，本课件共有71页12/9/2022温州医学院麻醉设备学教研组66第六十六页，本课件共有71页12/9/2022温州医学院麻醉设备学教研组672、造成湍流的因素：、造成湍流的因素：流体速度流体速度v，流体密度，流体密度，粘滞系数，粘滞系数及及管径管径r。3、雷诺数雷诺数：判别流体的流动状态。：判别流体的流动状态。第六十七页，本课件共有71页12/9/20

40、22温州医学院麻醉设备学教研组684、临界速度临界速度：流体由层流变为湍流时的：流体由层流变为湍流时的速度，相应的流量称为临界流量。速度，相应的流量称为临界流量。5、空气的临界流量、空气的临界流量P17表表2-7管径cm0.250.50.751.01.52.0流量L/min3.57.110.6142128第六十八页，本课件共有71页12/9/2022温州医学院麻醉设备学教研组69n麻醉机、呼吸机中流量通常低于临界麻醉机、呼吸机中流量通常低于临界流量，气流以层流为主。流量，气流以层流为主。n气流管路造成湍流的原因：扭曲、内气流管路造成湍流的原因：扭曲、内壁粗糙、接头成角、狭窄等。壁粗糙、接头成角

41、、狭窄等。n一般避免湍流的措施：缩短长度、增一般避免湍流的措施：缩短长度、增大内径、内壁光滑、弯度缓和等。大内径、内壁光滑、弯度缓和等。第六十九页，本课件共有71页12/9/2022温州医学院麻醉设备学教研组70五、射流的附壁效应五、射流的附壁效应1、射流：喷射成一束流动的流体。、射流：喷射成一束流动的流体。2、射流卷吸作用：当射流从喷嘴喷出时，它、射流卷吸作用：当射流从喷嘴喷出时，它就卷吸着射束周围的空气一齐喷出。就卷吸着射束周围的空气一齐喷出。3、射流的附壁效应：、射流的附壁效应：P17图图1-124、应用：射流元件、射流呼吸机、应用：射流元件、射流呼吸机第七十页，本课件共有71页12/9/2022温州医学院麻醉设备学教研组71第四节第四节 光的吸收光的吸收n光的吸收：散射或转换成其他能量。光的吸收：散射或转换成其他能量。n选择性吸收：麻醉气体（选择性吸收：麻醉气体（3.3m红外外线）二氧化碳（二氧化碳（4.3m红外外线)n朗伯定律朗伯定律：I=I0e-xI0入射光入射光强；I透透射光射光强；物物质对单色光的色光的衰减系数；衰减系数；X透透射距离。射距离。n朗伯朗伯-比比尔定律定律：I=I0e-Cx对于溶液：于溶液：=-C由溶液性由溶液性质和光和光波波长决定的常数；决定的常数；C溶液溶液浓度。度。第七十一页，本课件共有71页