67
турбулентті болуына және ағыстың дыбыс шығаруына алып келеді. Бұл
құбылыс медицинада кең түрде қолданылады. Мысалы, өкпеге суық тиген
жайдайда оның бронхыларының көлденең қимасы тарылып, соның салдарынан
ауа ағысы турбулентті түрге ауысады, яғни өкпені фонендоскоп арқыл
тыңдағанда турбулентті ағысқа тән шу естіледі, тура осындай жағдай жүрек
қақпағы (клапындары) толық жабылмаған жағдайда байқалады, яғни жүрек
қақпағы толық жабылмаған болса, онда пайда болған саңылау арқылы қан аға
бастайды және бұл ағыс турбулентті сипатта болады, бұл өз кезегінде шудың
пайда болуына алып келеді.
Осындай әдіспен (аскультатция арқылы) ішкі аурулар пәнінде өкпе
пневмониясы, кардиологияда қолқа қақпақтарының ақаулары анықталады.
Турбулентті ағыстың медицинада қолданылуына байланысты тағы да бір
мысалды қарастырайық. Қан қысымын манжет арқылы өлшеуді алғаш рет
итальяндық дәрігер Рива Роччи 1896 жылы ұсынған болатын. Бұл әдісті 1905
жылы орыс дәрігері Н.С.Коротков одан ары дамытты. Бұл әдіс
аскультатциялауға (медицинада дыбысты тыңдау әдісін осылай атайды), яғни
пульстік толқын шығаратын дыбысты тыңдауға негізделген. Адамның қан
қысымын өлшеу үшін білекті орай резинкадан жасалынған манжетті кигізеді.
Оған тамырдағы қан ағысы тоқтап, пульс жоғалғанға дейін ауа айдайды (көбіне
220-250 мм.сын.бағ.дейін). Онан соң манжетте орнатылған вентильді жайлап
ашып, ауаны шығара бастаймыз, сәлден соң артериядағы қан тамыр бойымен
аға бастайды, ағыс турбуленті болғандықтан фонендоскопта шу естіледі, оны
Коротков тоны деп атайды, осы мезеттегі манометрдің көрсетуі қанның
систолды қысым деп аталады. Манжеттегі ауа қысымын одан ары төмендетіп,
артериядағы қан ағысын қалыпты жағдайға алып келеміз, бұл кезде қан ағысы
турбулентіден ламинарлы ағысқа айналады, нәтижесінде фонендоскопта
Коротко тоны (шуы) жоғалады, бұл кездегі манометр көрсетуі қанның
диастолды қысымы деп саналады.
Осындай педагогикалық әдістер арқылы студенттерде физикалық
құбылыстың медицинда, оның ішінде диагностикада маңызды орын
алатындығына, яғни осы физикалық құбылыстардың негізінде түрлі
диагностикалық әдістердің орындалатындығын, көптеген медициналық
құралдардың жұмыс істеу принциптері осындай физикалық құбылыстар
негізінде жүзеге астындыған көрсетеміз, осындай педагогикалық іс-
әрекеттердің арқасында студенттердің физика пәніндегі тақырыптарды саналы
түрде, терең оқып үйренуіне ықпал етеміз.
Сұйық ағысының ламинарлыдан ағыстан турбулентті ағысқа ауысуына
сәйкес келетін жылдамдық шамасын кризистік v
кр
жылдамдық деп атайды және
оның сан мәнін Рейнольдс саны арқылы анықталады, бұл шама ағыстың түрін
сипаттайды және өлшем бірліксіз болып келеді. Рейнольдс саны деп Re= Dv/
өрнегімен анықталынатын шаманы атайды, мұндағы v- сұық ағысының
жылдамдығы, және - сұйықтың тығыздығы мен тұтқырлығы, D- ағыстың
берілген жағдайдағы кедергісін сипататйтын шама (мысалы, осы жағдайда
түтік диаметрі). Шын мәнінде ағыстың ламинарлыдан турбулентке өтетуін
68
сипаттайтын Рейнольдс санын эксперимент арқылы анықтайды. Мысалы, іші
жылтыр, цилиндр түтік ішінде аққан су үшін бұл шама Re=2300 тең.
Сұйықтың ағу жылдамдығы көлемдік және сызықтық деген шамалармен
сипатталады. Көлемдік жылдамдық Q деп, бірлік уақыт ішінде түтік арқылы
ағып өткен сұйықтың V көлемін атайды: Q = V/t, бұл шама мл/с, л/мин және т.б.
өлшенеді. Сызықтық жылдамдық v деп, сұйықтың бірлік уақыт ішінде ағып
өткен жолының ұзындығын атайды: v =L/t. Көлемдік және сызықтық
жылдамдықтар мына түрде өз ара тәуелді: Q = v S, мұндағы S- аққан сұйықтың
көлденең қимасы.
Түтік арқылы ағып жатқан біртұтас сұйық үшін мына ереже орындалады:
түтіктің кез келген көлденең қимасы арқылы бірлік уақыт ішінде бірдей
көлемде сұйық ағып өтеді: Q =vS = const, бұл өрнекті сұйық ағысының
үздіксіздік теңдеуі деп атайды. Мұнан v
1
S
1
= v
2
S
2
немесе S
1
/S
2
= v
2/
v
1
тең:
аққан сұйықтың көлденең қимасы үлкен болған сайын, оның жылдамдығы
төмен болады. S
2
> S
1
> S
3
мұнан v
3
> v
1
> v
2
(3 сурет).
Жалпы қанның тамыр бойымен ағуының басты себебі жүрек жұмысының
әсерінен қан тамырында пайда болатын қысымның атмосфералық қысымнан
артық болуынан деп саналады.
Сурет 3– Сұйықтың көлденең қимасымен жылдамдығының тәуелділігі
Олай болса радиусы R, ұзындығы L болатын түтіктің басы мен соңындағы
қысым p
1
және p
2
болса, онда осы түтік арқылы 1 секунда ағып өтетін сұйық
көлемі мына өрнекпен анықталынады:
Q = (p
1
–p
2
)R
4
/8L.
Бұл өрнек Пуазейль формуласы деп аталады. Өрнектегі
4
8
R
l
X
шама гидравликалық кедергі деп аталады, сонда Пуазейля формуласы мына
түрге келеді:
Q= (p
1
–p
2
)R
4
/8L= R
4
р/8L = р/Х.
Гидравликалық кедергі электр тізбегі үшін Ом заңына ұқсас, тізбектей
және параллель қосылған электр тізбегінің толық кедергісі мен осылайша
қосылған түтіктер жүйесінің гидравликалық кедергісі бірдей өрнектермен
есептелінеді: тізбектей қосылған жүйе үшін:
болса,параллель
қосылған жүйе үшін
.
S
3
S
1
S
2
V
1
V
2
V
3
Достарыңызбен бөлісу: |