Как работает сосуд опыта

Сообщающиеся сосуды – это сосуды, соединенные между собой ниже уровня жидкости в каждом из сосудов. Таким образом жидкость может перемещаться из одного сосуда в другой.

Перед тем как понять принцип действия сообщающихся сосудов и варианты их использования необходимо определиться в понятиях, а точнее разобраться с основным уравнением гидростатики.

Итак, сообщающиеся сосуды имеют одно общее дно и закон о сообщающихся сосудах гласит:

Какую бы форму не имели такие сосуды, на поверхности однородных жидкостей в состоянии покоя на одном уровне действует одинаковое давление.

Для иллюстрации этого закона и возможностей его применения начнем с рассмотрения основного уравнения гидростатики.

Основное уравнение гидростатики

P = P1 + ρgh

где P1 – это среднее давление на верхний торец призмы,

P – давление на нижний торец,

g – ускорение свободного падения,

h – глубина погружения призмы под свободной поверхностью жидкости.

ρgh – сила тяжести (вес призмы).

Звучит уравнение так:

Давление на поверхность жидкости, произведенное внешними силами, передается в жидкости одинаково во всех направлениях.

Из написанного выше уравнения следует, что если давление, например в верхней точке изменится на какую-то величину ΔР, то на такую же величину изменится давление в любой другой точке жидкости

Доказательство закона сообщающихся сосудов

Возвращаемся к разговору про сообщающиеся сосуды.

Предположим, что имеются два сообщающихся сосуда А и В, заполненные различными жидкостями с плотностями ρ1 и ρ2. Будем считать, что в общем случае сосуды закрыты и давления на свободных поверхностях жидкости в них соответственно равны P1 и P2.

Пусть поверхностью раздела жидкостей будет поверхность ab в сосуде А и слой жидкости в этом сосуде равен h1. Определим в заданных условиях уровень воды в сообщающихся сосудах – начнем с сосуда В.

Гидростатическое давление в плоскости ab, в соответствии с уравнение гидростатики

P = P1 + ρgh1

если определять его, исходя из известного давления P1 на поверхность жидкости в сосуде А.

Это давление можно определить следующим образом

P = P2 + ρgh2

где h2 – искомая глубина нагружения поверхности ab под уровнем жидкости в сосуде В. Отсюда выводим условие для определения величины h2

P1 + ρ1gh1 = P2 + ρ2gh2

В частном случае, когда сосуды открыты (двление на свободной поверхности равно атмосферному), а следовательно P1 = P2 = Pатм , имеем

ρ1h1 = ρ2h2

или

ρ1 / ρ2 = h2 / h1

т.е. закон сообщающихся сосудов состоит в следующем.

В сообщающихся сосудах при одинаковом давлении на свободных поверхностях высоты жидкостей, отсчитываемые от поверхности раздела, обратно пропорциональны плотностям жидкостей.

Свойства сообщающихся сосудов

Если уровень в сосудах одинаковый, то жидкость одинаково давит на стенки обоих сосудов. А можно ли изменить уровень жидкости в одном из сосудов.

Можно. С помощью перегородки. Перегородка, установленная между сосудами перекроет сообщение. Далее доливая жидкость в один из сосудов мы создаем так называемый подпор – давление столба жидкости.

Если затем убрать перегородку, то жидкость начнет перетекать в тот сосуд где её уровень ниже до тех пор пока высота жидкости в обоих сосудах не станет одинаковой.

В быту этот принцип используется например в водонапорной башне. Наполняя водой высокую башню в ней создают подпор. Затем открывают вентили, расположенные на нижнем этаже и вода устремляется по трубопроводам в каждый подключенный к водоснабжению дом.

Приборы основанные на законе сообщающихся сосудов

На принципе сообщающихся сосудов основано устройство очень простого прибора для определения плотности жидкости. Этот прибор представляет собой два сообщающихся сосуда – две вертикальные стеклянные трубки А и В, соединенные между собой изогнутым коленом С. Одна из вертикальных трубок заполняется исследуемой жидкостью, а другая жидкостью известной плотности ρ1 (например водой), причем в таких количествах, чтобы уровни жидкости в среднем колене находились на одной и той же отметке прибора 0.

Затем измеряют высоты стояния жидкостей в трубках над этой отметкой h1 и h2. И имея ввиду, что эти высоты обратно пропорциональны плотностям легко находят плотность исследуемой жидкости.

В случае, когда оба сосуде заполнены одной и той же жидкостью – высоты, на которые поднимется жидкость в сообщающихся сосудах, будут одинаковы. На этом принципе основано устройство так называемого водометного стекла А. Его применяют для определения уровня жидкости в закрытых сосудах, например резервуарах, паровых котлах и т.д.

Принцип сообщающихся сосудов заложен в основе ряда других приборов, предназначенных для измерения давления.

Применение сообщающихся сосудов

Простейшим прибором жидкостного типа является пьезометр, измеряющий давление в жидкости высотой столба той же жидкости.

Пьезометр представляет собой стеклянную трубку небольшого диаметра (обычно не более 5 мм), открытую с одного конца и вторым концом присоединяемую к сосуду, в котором измеряется давление.

Высота поднятия жидкости в пьезометрической трубке – так называемая пьезометрическая высота – характеризует избыточное давление в сосуде и может служить мерой для определения его величины.

Пьезометр – очень чувствительный и точный прибор, но он удобен только для измерения небольших давлений. При больших давлениях трубка пьезометра получается очень длинной, что усложняет измерения.

В этом случае используют жидкостные манометры, в которых давление уравновешивается не жидкостью, которой может быть вода в сообщающихся сосудах, а жидкостью большей плотности. Обычно такой жидкостью выступает ртуть.

Так как плотность ртути в 13,6 раз больше плотности воды и при измерении одних и тех же давлений трубка ртутного манометра оказывается значительно короче пьезометрической трубки и сам прибор получается компактнее.

Читайте также: Сетка в сосуд при тромбе

В случае если необходимо измерить не давление в сосуде, а разность давлений в двух сосудах или, например, в двух точках жидкости в одном и том же сосуде применяют дифференциальные манометры.

Сообщающиеся сосуды находят применение в водяных и ртутных приборах жидкостного типа, но ограничиваются областью сравнительно небольших давлений – в основном они применяются в лабораториях, где ценятся благодаря своей простоте и высокой точности.

Когда необходимо измерить большое давление применяются приборы основанные на механических принципах. Наиболее распространенный из них – пружинный манометр. Под действием давления пружина манометра частично распрямляется и посредством зубчатого механизма приводит в движение стрелку, по отклонению которой на циферблате показана величина давления.

Видео по теме

Ещё одним устройством использующим принцип сообщающихся сосудов хорошо знакомым автолюбителем является гидравлический пресс(домкрат). Конструктивно он состоит из двух цилиндров: одного большого, другого маленького. При воздействии на поршень малого цилиндра на большой передается усилие во столько раз большего давления во сколько площадь большого поршня больше площади малого.

Вместе со статьей “Закон сообщающихся сосудов и его применение.” читают:

Источник

1.1. Отбор почвы.

Почва для вегетационного опыта может быть взята с контрольных делянок полевого опыта или его запольных участков, при этом экспериментатор должен хорошо знать тип, подтип, гранулометрический состав, агрохимические показатели почвы.

На поле почву берут лопатами с пахотного слоя, а на целинных участках – с дернового горизонта.

С опытных делянок почву берут из разных мест небольшими порциями так, чтобы не нарушить строение пахотного слоя делянки и не образовать ям и западин.

Недопустимо брать почву с делянок, на которые удобрения были внесены недавно. Брать ее можно по истечении двух месяцев после внесения и если удобрения хорошо перемешаны в пахотном слое.

1.2. Упаковка почвы.

Почву помещают в чистые бумажные, полиэтиленовые или матерчатые мешки. В мешки кладут этикетки с обозначением номера делянки и агрохимических показателей.

1.3.Транспортировка почвы.

Перевозят почву к вегетационному домику навалом в тракторной тележке или в кузове автомобиля, подложив под нее полиэтиленовую пленку, бумагу или брезентовый полог. Сверху почву укрывают таким же материалом. . Привезенную в мешках почву можно не вываливать, а оставить ее в них до дальнейших операций.

1.4. Хранение почвы.

Хранить почву длительное время нежелательно, так как в ней могут происходить аммонификационные, нитрификационные и другие процессы и она будет значительно отличаться по агрохимическим показателям от почвы, взятой в поле. К тому же при длительном хранении почва может сильно высохнуть, и ее придется увлажнить при подготовке и набивке в сосуды.

Почва с оптимальной влажностью не должна пылить и мазаться, а должна хорошо распадаться в руках на мелкие комочки. Переувлажненную почву следует подсушить на открытом воздухе, в весеннее время для этого достаточно всего несколько часов.

1.5. Подготовка почвы к набивке сосудов.

Почва перед набивкой в сосуды должна быть тщательно перемешана и просеяна через сито с отверстиями 3-5 мм(грохот).

Просеянную почву еще раз перемешивают, отбирают среднюю пробу в трехкратном повторении – в заранее просушенные и взвешенные бкжсы на влажность, в цилиндры для определения полной влагоемкости, а также в коробку или пакет для агрохимического анализа. Влажность и влагоемкость должны быть определены не ранее чем за 1 сут до закладки опыта. Эти показатели необходимы для определения абсолютно сухой массы почвы и установления поливной массы сосудов.

Просеянную почву можно оставить в ларях, ящиках, кучах, но обязательно прикрытой бумагой и пленкой.

При достаточном количестве рабочей силы подготовку почвы и набивку 80-100 сосудов можно провести за один рабочий день.

1 Подготовка сосудов

Для постановки вегетационных опытов с почвенной культурой можно использовать сосуды Митчерлиха и Вагнера.

Сосуды Митчерлиха изготавливают из жести. Их можно покрывать эмалью или красить краской. Сосуд Митчерлиха состоит из двух частей: собственно сосуда и поддона. Сосуды могут быть различных высоты и диаметра: 15 х 20 см, 15 х 30, 20 х 20 см. В такие сосуды вмещается 5-7 кг почвы. В днище сосуда имеется отверстие (прорезь) для стока просочившейся воды. Просачивание воды возможно при обильных осадках, когда сосуды находятся на открытой площадке. Воду, попавшую в поддон, нельзя выливать – она должна идти на полив повторно.

В сосудах Митчерлиха можно проводить опыты с зерновыми культурами, гречихой, горохом, льном, столовыми корнеплодами.

Перед набивкой сосуды тщательно моют водопроводной водой, а при постановке опытов с микроэлементами – дистиллированной. Для каждого опыта сосуды подбирают одинаковой массы, высоты и диаметра. По диаметру и высоте они могут различаться не более чем на 0,5 см, а по массе – не более чем на50 г. Разные по массе сосуды подгоняют к одной массе (тарируют) с помощью чистого битого стекла, гравия или песка. Для этого на дно сосуда над прорезью или отверстием кладут кусочек марли так, чтобы битое стекло или другой материал не проваливались через него. После установления нужной массы на стекло кладут второй кусочек марли и все прикрывают небольшим конусообразным колпачком.

В сосудах Вагнера битое стекло может служить в качестве дренажа и покрывать около 2/3 дна сосуда под углом примерно 30°. При диаметре 30-40 см потребуется около 500 г стекла. Стекло, как и в сосудах Митчерлиха, покрывают марлей. Так как сосуды

Вагнера более высокие, вмещают значительно больше почвы, то для подачи воды в нижний слой почвы вставляют стеклянные трубочки диаметром 1,5-2,0 см. Их ставят на расстоянии 2-3 см оттенки сосуда на вершину стеклянной горки, по высоте они должны быть выше краев сосуда на 2-4 см.

2 Набивка сосудов

При набивке сосудов почву взвешивают на чашечных или площадочных весах, навески переносят в таз, вносят удобрения и тщательно перемешивают руками.

Количество почвы, вносимой в сосуд, устанавливают пробной набивкой. Почву из таза переносят в сосуд в три-четыре приема горстями, каждый раз уплотняя ее согнутыми пальцами. Уплотненная в сосуде почва не должна высыпаться при опрокидывании сосуда. Недостаточно уплотненная почва оседает в летнее время, при поливе размывается, а в жаркие дни растрескивается.

При правильно выбранной навеске почвы и после набивки поверхность ее в сосуде должна находиться на 2-3 см ниже края сосуда.

Если же пробная набивка показала, что взятая масса почвы не помещается или оказалась недостаточной, проводят перенабивку, уменьшая или увеличивая плотность почвы в сосуде. Если после неоднократной перенабивки почва в сосуде не занимает нужного положения, то приходится уменьшать или увеличивать навеску.

Чтобы плотность почвы во всех сосудах была одинаковой, набивать ее должен один человек, недопустимо, чтобы одна часть сосудов уплотнялась сильнее, а другая – слабее.

Если сосуды были одинаковые по массе и размерам, то при равномерном уплотнении почва должна находиться во всех сосудах на одинаковом расстоянии от их краев.

Набивать сосуды следует начиная с контрольных вариантов, т. е. с тех, в которые не вносят удобрения. Если варианты отличаются видами, формами, дозами удобрений, то, приступая к набивке новой серии сосудов, следует тщательно очищать тазик и мыть руки. Перемешивание почвы с удобрениями надо проводить в течение 3-5 мин; чем тяжелее почва по гранулометрическому составу, тем длительнее перемешивание.

Источник

Сердце и сосуды образуют кровеносную систему организма. Основная цель работы этой системы – снабжение всех тканей кислородом. Повреждения крупных сосудов опасны для здоровья, а иногда и для жизни. Эпизодические травмы мелких сосудов не столь угрожающие, однако хроническая ломкость может приводить к серьезным заболеваниям в будущем. Мы поясним, почему капилляры, а точнее стенки капилляров, становятся слабыми или проницаемыми и разберем, какими способами их можно укрепить.

Какие сосуды есть в теле человека

Система кровообращения состоит из сердца и нескольких типов сосудов. Они отличаются строением и присущими функциями, а повреждения несут неодинаковые последствия.

Тип сосудов	Стенки	Функции
Артерии	трехслойные; мышечные; эластичные; плотные.	Перенос крови от сердца к органам.
Вены	трехслойные; мышечные и безмышечные; способны растягиваться.	Возврат крови от органов к сердцу.
Капилляры	однослойные; узкие.	Соединение вен и артерий с органами для обмена питательными веществами.

Вены и артерии повредить непросто. Для этого нужно сильное механическое воздействие, приводящее к наружному или внутреннему кровотечению. Травмы капилляров мы не всегда замечаем, поскольку они вызывают лишь подкожное кровоизлияние. Проявляется это через гематомы (проще говоря – синяки).

Как понять, что у человека слабые сосуды

В данном случае мы будем говорить не об эффективности или недостаточности кровообращения. Хотя, когда органы не получают кислорода, тоже говорят о слабости системы. Мы остановимся на ломкости капилляров – склонности к повреждению их стенок.

Синяки и подкожные кровоподтеки периодически появляются у всех. Но у отдельных людей это происходит слишком часто. Им необязательно ударяться – достаточно прикосновения с приложением небольшой силы. Это не индивидуальная особенность организма, а патологическое состояние, с которым нужно бороться.

Для диагностики проводят простой тест. На среднюю часть плеча накладывают жгут или манжету для создания давления (как при заборе крови на анализ). Если через 5-10 минут появились мелкая геморрагическая сыпь – на это необходимо обратить внимание и постараться улучшить состояние сосудистых стенок. При выполнении этого теста важно не оставлять жгут надолго во избежание нарушения кровообращения.

Почему сосуды становятся ломкими

Причины такого явления можно разделить на две группы. Первая – это наследственные или аутоиммунные заболевания, в результате которых появляются кровоизлияния и гематомы. При их диагностировании требуется лечение. Вторая группа – неблагоприятные условия, ослабляющие организм в целом. Для восстановления прочности и эластичности элементов системы кровообращения в этом случае может быть достаточно народных средств.

Болезни, из-за которых сосуды становятся слабыми

Непосредственно к ломкости капилляров приводит болезнь Шенлейн-Геноха (другие названия – геморрагический васкулит, пурпура). Кровоподтеки локализуются чаще на ногах, иногда поднимаются на живот и спину, а также руки. Заболевание является аутоиммунным и связано с чрезмерным накоплением иммунных комплексов IgA.

Укреплять сосудистые стенки необходимо и пациентам с нарушениями свертываемости крови. Например, дети, больные гемофилией, постоянно ходят в синяках. С возрастом последствия усугубляются, поскольку страдают все элементы системы кровообращения. Присутствует риск угрожающих жизни кровотечений и кровоизлияний в головной мозг.

Также ослабляют сосуды перенесенные вирусные заболевания. Появление геморрагической сыпи через неделю после гриппа – распространенное явление. В некоторых случаях оно становится реакцией не на сам вирус, а на препараты для борьбы с ним.

Сердечно-сосудистые заболевания: причины или последствия?

В большинстве случаев правильнее говорить о взаимной зависимости. Хотя большая часть сердечно-сосудистых заболеваний связана с патологиями артерий, от некоторых страдают и капилляры. Снижение тонуса сосудистой стенки или сужение просвета капилляров, препятствует нормальному кровообращению и снабжению головного мозга питательными веществами и кислородом.

Среди болезней следует отметить:

гипертонию;
цереброваскулярные патологии;
системную склеродермию;
системную красную волчанку.

Есть и случаи, когда нарушение эластичности и проницаемости стенки капилляров приводит к развитию сердечно-сосудистых заболеваний, включая гипертонию и инсульт. В частности, такое наблюдается в клинической картине сахарного диабета. Под токсическим действием избытка глюкозы, активируются механизмы вызывающие повреждение стенки сосудов, увеличение ее проницаемости. Поэтому у диабетиков очень высокий риск кровоизлияний в головной мозг и инфарктов миокарда

Факторы, ослабляющие сосуды

Кровеносная система напрямую связана со всеми органами человеческого тела. Она помогает питаться каждой клеточке и в то же время отводить отходы жизнедеятельности. Поэтому общее состояние здоровья тоже способно повлиять на степень ломкости.

Ослабить сосуды могут:

недостаток витаминов;
затяжные стрессы;
вредные привычки;
физическое истощение;
колебания гормонального фона;
отравления.

Улучшить ситуацию и укреплять стенки своими силами в таких случаях проще. Здоровый образ жизни, витамины, народные средства способствуют решению проблемы, причем не локально, а комплексно. Но предварительно стоит пройти обследование и убедиться, что за нарушением прочности оболочек не скрывается серьезное заболевание.

Какими способами можно укрепить сосуды

Флебологи утверждают, что укреплять их нужно систематически, а не время от времени. Не стоит дожидаться, пока на ногах начнут проступать варикозные звездочки или появятся первые признаки нарушения кровообращения.

Кровеносный сосуд не отдыхает ни минуты, поэтому дополнительная поддержка никогда не мешает. Лучше не экспериментировать и сначала проконсультироваться с врачом. Он уточнит, подходит ли вам то или иное средство.

Как укрепить сосуды с помощью диеты

Главный враг сердечно-сосудистой системы – холестерин. Это вещество провоцирует уплотнение стенок сосудов. Так что в умеренной концентрации оно даже полезно.

Есть комплекс продуктов, обладающих капилляропротекторным эффектом. Сюда входят:

овощи и фрукты, богатые витамином C;
бобовые;
гречка;
зелень (особенно щавель);
рыба;
молоко;
морепродукты.

Очень полезны отвары различных ягод, особенно шиповника и черноплодной рябины.

Здоровая еда – не значит безвкусная. Оливковое масло, кайенский перец и куркума способны и улучшить кровообращение, и придать блюду колорит.

Рацион стоит скорректировать, если в нем присутствуют вредные продукты. Укрепить сосуды не получится, если постоянное есть фаст-фуд, пить кофе, употреблять алкоголь, курить. Они дают прямо противоположный эффект.

Витамины, помогающие укрепить капилляры

Существует много полезных веществ, благотворно влияющих на здоровье кровеносной системы. Лучше всего сосудистый эпителий укрепляют витамины групп:

A (содержится в моркови, говяжьей печени, рыбе, брокколи, сыре, абрикосах, дыне);
B (можно найти в молоке, почках, яйцах, сельди, зерновых);
C (им богаты цитрусовые, зелень, шиповник, облепиха, капуста, томаты);
K (потребляется из чернослива, огурцов, оливкового масла, спаржи, кайенского перца).

Улучшить состояние сосудов в целом помогают также витамины E и PP. Их действие направлено преимущественно на нормализацию липидного обмена. Если из продуктов питания получить нужное количество полезных веществ не удается, их можно добрать из препаратов.

Как здоровый образ жизни помогает укрепить сосуды

Отказ от вредных привычек и ведение здорового образа жизни позволяют укрепить не только капиллярные стенки, но и сердечно-сосудистую систему в целом. Кроме отказа от курения, алкоголя и жирной пищи, врачи рекомендуют:

давать телу умеренные нагрузки (особенно ногам во избежание варикоза);
воздерживаться от подъема непосильных тяжестей;
не перегревать организм (под солнечными лучами, в бане);
носить удобную обувь;
избегать давящей одежды (особенно с резинками).

На состояние сосудов благотворно влияет и массаж. При этом речь идет об обычном ручном воздействии. Оно улучшает общее состояние, стимулирует кровообращение, однако при тромбофлебите противопоказано. Лимфодренажный и вибромассаж, напротив, вредны для сосудистого эпителия.

Еще один полезный компонент здорового образа жизни – контрастный душ. Он тренирует всю кровеносную систему (не только капилляры, но также вены и артерии).

Как улучшить состояние сосудов народными средствами

Народные средства могут стать мерой профилактики ломкости и оказывать укрепляющее воздействие. Распространенными являются отвары и настойки:

из плодов шиповника, трав пустырника, сушеницы и лабазника;
из головок чеснока и лимона;
из барбариса (можно брать и ветви, и корни);
из цветков гречихи;
из шиповника и боярышника;
из клюквы и чеснока.

Вариантов их приготовления существует много (они преимущественно отличаются пропорциями). Главное – ингредиенты.

Если нет желания готовить настой, достаточно натуральных чаев. Зеленый, анисовый или любой другой листовой помогает не только укрепить, но и почистить сосуды. Полезны и компрессы капустного листа. Его нужно прикладывать локально – на места, где капилляры уже повреждены.

Медикаментозное укрепление сосудов головного мозга

Когда описанные методы перепробованы, но желаемого эффекта нет, пора обращаться к врачу. Он подберет подходящее лекарство. Самолечением заниматься нельзя, ведь нужно точно понимать, из-за чего возникла проблема и каким действием должен обладать препарат, чтобы ее решить.

Капилляропротекторное действие оказывают:

троксерутин и другие производные рутина;
пирикарбат;
эсцин;
трибенозид

С их помощью можно укрепить сосуды, ускорить метаболизм в их клетках, повысить проницаемость стенок. Однако, они имеют ряд противопоказаний и перед их приемом необходимо проконсультироваться с врачом. В целом в результате их приема улучшается кровообращение. А вот ноотропы в этом случае бесполезны. Хотя они улучшают мозговое кровообращение, сосудистый эпителий укрепить они не способны.

Мы назвали пять методов, позволяющих укрепить капиллярные стенки при отсутствии серьезных заболеваний. Пользоваться ими под силу всем. Поэтому поддерживать здоровье сердечно-сосудистой системы не так сложно, как кажется.

Источник