Один сосуд за другим

Один сосуд за другим thumbnail

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.

Читайте также:  Кровеносный сосуд при атеросклерозе

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.

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

Статьи

Основное общее образование

Линия УМК А.В. Перышкина. Физика (7-9)

Физика

Все мы ежедневно пользуемся сообщающимися сосудами – это чайник, лейка, в общем, это любая система ёмкостей, в которых жидкость, к примеру, вода, может свободно перетекать из одной ёмкости в другую. В чайнике, например, такими ёмкостями являются корпус и носик или корпус чайника и специальная ёмкость для определения уровня воды в нём. Что особенного в сообщающихся сосудах? Каким свойством или свойствами они обладают? Чем заслуживают наше внимание?

26 апреля 2019

Закон сообщающихся сосудов

Сосуды соединенные между собой, жидкость в которых может свободно перетекать, имеющие общее дно, называются сообщающимися. В соответствии с законом Паскаля, жидкость передаёт оказываемое на неё давление во всех направлениях одинаково. В открытых сосудах, атмосферное давление над каждым из них одинаково, значит, и давление жидкости на стенки сосудов будет одинаковым на любом уровне. Так как давление жидкости прямо пропорционально её плотности и глубине, в случае одинаковой жидкости в сообщающихся сосудах на одинаковой глубине будет одинаковое давление, что и объясняет выравнивание уровней жидкости в них. В случае разных жидкостей, чтобы на одинаковой глубине было одинаковое давление, жидкость с меньшей плотностью должна иметь больший уровень в сравнении с жидкостью большей плотности. Т.е.

ρ1 / ρ2 = h2 / h1

Физика. 7 класс. Учебник

Учебник соответствует Федеральному государственному образовательному стандарту основного общего образования. Большое количество красочных иллюстраций, разнообразные вопросы и задания, а также дополнительные сведения и любопытные факты способствуют эффективному усвоению учебного материала.

Купить

Свойство сообщающихся сосудов

Возьмем несколько различных по размеру и форме открытых сосудов, проделаем в каждом из них отверстие и соединим отверстия в сосудах трубками, чтобы жидкость, которую мы будем наливать в один из них, могла свободно перетекать из одного сосуда в другой. Для большего эффекта, пожмем трубки, которые их соединяют и наполним один из сообщающихся сосудов водой. Теперь откроем трубки и увидим, что когда жидкость перестанет перетекать, то, вне зависимости от формы и размера сосудов, уровни жидкости в каждом будут совершенно одинаковыми. Или проведём иной опыт – возьмём пластиковую бутыль и срежем донышко, а крышку плотно прикрутим, проделаем в ней небольшое отверстие и вставим в него небольшой шланг, место соединения шланга и крышки бутыли сделаем герметичным с помощью пластилина. Теперь закрепим бутыль вверх дном, а шланг расположим параллельно бутыли открытым концом чуть выше её срезанного дна. Заполним бутыль жидкостью, например, подкрашенной водой. И вновь мы увидим, что вне зависимости от высоты сообщающихся сосудов, уровень воды в бутыли будет точно таким же, как и уровень воды в шланге. В этом и заключается первое и основное свойство сообщающихся сосудов: в открытых сообщающихся сосудах уровни одинаковой жидкости будут одинаковыми. Это замечательное свойство нашло широкое применение в практике, но об этом поговорим чуть позже. А теперь возьмём U-образную стеклянную трубку. Это тоже сообщающиеся сосуды, их, в данном случае, называют коленами трубки. В правое колено нальём воду и она, конечно же, перетечёт в левое колено так, что уровни воды в обоих коленах будут одинаковыми – мы уже знаем, что так и должно быть, хоть пока что и не знаем, почему. А теперь в левое колено, очень аккуратно, чтобы жидкости не смешивались, нальём керосин или подкрашенный спирт. И мы увидим, что теперь верхние уровни каждой жидкости в коленах будут отличаться. Уровень спирта или керосина будет выше уровня воды. Заглянем заодно в таблицу плотности жидкостей и увидим, что плотность керосина или спирта меньше плотности воды, а уровень, наоборот, выше. Из этого эксперимента можно сделать вывод – если в открытых сообщающихся сосудах налиты две разные жидкости, то уровень будет выше у той, чья плотность меньше. Иными словами, плотности жидкостей и их уровни будут обратно пропорциональными. Настала пора объяснить, почему так получается.

Читайте также:  Хель препарат для сосудов

Читайте также:

Проекты на уроках физики: плюсы и минусы

Что такое радуга?

Почему море соленое?

Почему небо голубого цвета?

Применение на практике

Благодаря своим свойствам, сообщающиеся сосуды нашли широкое применение в различных технических и бытовых устройствах. Перечислим некоторые из них:

  • измерители плотности,
  • жидкостные манометры,
  • определители уровня жидкости (водомерное стекло, к примеру),
  • домкраты,
  • гидравлические прессы,
  • шлюзы,
  • фонтаны,
  • водопроводные башни и т.д.

Свойство сообщающихся сосудов реализуется не только в физике. Такая известная поговорка «Если где-то прибыло, значит где-то убыло» фактически напрямую связана со свойством сообщающихся сосудов и означает, что в окружающем нас мире всё взаимосвязано, а значит – стремится к равновесию. Когда человек смещает это равновесие в одну сторону, это немедленно сказывается в чём-то другом. Над этим стоит задуматься, не так ли?

Материал по физике на тему «Сообщающиеся сосуды» для 7 класса.

Методические советы учителям

  • При изучении этой темы обязательно необходима демонстрация. Описанные в статье эксперименты обязательно нужно показать детям в живом исполнении.
  • Желательно продемонстрировать принцип действия фонтана (это также довольно не сложно сделать своими руками).
  • Обратите внимание учащихся на формулу для двух жидкостей – это обратная пропорция. На нескольких примерах поясните смысл обратной пропорциональности.
  • Рассмотрите ситуацию с тремя жидкостями (решите соответствующую задачу).
  • А вот действие шлюзов лучше всего продемонстрировать с помощью видео.

#ADVERTISING_INSERT#

Источник

Геморрагический инсульт

Историческое название этого состояния – апоплексический удар. Так называл геморрагический инсульт римский хирург Гален, обозначая главные внешние признаки заболевания – внезапную потерю сознания, после которой человек изменялся навсегда. Сегодня медики точно знают, что происходит разрыв сосуда в полости черепа, изливается кровь, после чего до 70% больных погибает. Однако развитие технологий нейровизуализации, а также возможности нейрохирургии ведут к тому, что количество смертей от инсульта снижается, а в некоторых случаях возможна достаточная для хорошей жизни реабилитация.

Почему рвутся сосуды?

Главная причина – артериальная гипертензия, особенно при отсутствии лечения или при перерывах в приеме гипотензивных лекарств. Сосуды физически не могут выдержать того давления, которое оказывается кровью на их стенки. Прорывается сосуд в месте истончения или повреждения, это бывает при наличии атеросклеротической бляшки, врожденных аневризмах, травмах головы, использовании некоторых лекарств, препятствующих свертыванию крови, при опухолях и энцефалитах. Другая важная причина разрыва – артериовенозные мальформации, когда мелкие артериальные и венозные сосуды не заканчиваются капиллярами, а сплетаются в один большой клубок. Такую врожденную патологию можно обнаружить при профилактическом обследовании. Если человек о ней знает, то ведет себя более осторожно, избегает ненужных рисков.

Природа максимально защитила головной мозг от повреждений, снабдив его массой протекторных и дублирующих систем. В молодом возрасте они срабатывают, а во второй половине жизни уже не всегда. Поэтому желательно, чтобы люди, находящиеся в группе риска, проходили ежегодное обследование у невролога.

В ЦЭЛТ вы можете получить консультацию специалиста-невролога.

  • Первичная консультация – 3 200
  • Повторная консультация – 2 000

Записаться на прием

Высок риск развития геморрагического инсульта у таких людей:

  • гипертоники, им необходимо принимать медикаменты ежедневно;
  • люди с избыточным весом – организм выращивает примерно 1 километр сосудов на 1 кг лишнего веса;
  • люди с повышенным уровнем холестерина, а именно липопротеидов низкой плотности, которые образуют атеросклеротические бляшки на сосудистой стенке;
  • люди, употребляющие в пищу недостаточное количество белка, не имеющие «строительного материала» для полноценной репарации тканей;
  • находящиеся в хроническом стрессе, часто переносящие физическое или эмоциональное перенапряжение;
  • злоупотребляющие алкоголем и курящие;
  • страдающие сахарным диабетом или болезнями сердца;
  • страдающие хроническими инфекциями, разрушающими сосудистую стенку – красной волчанкой, васкулитами;
  • люди, постоянно принимающие лекарства для снижения вязкости крови;
  • имеющие прямых родственников, погибших от кровоизлияния в мозг.

Как протекает геморрагический инсульт?

Основные симптомы геморрагического инсульта такие:

Читайте также:  Что лучше для укрепления сосудов
Контралатеральная гемиплегияПроводящие нервные пути перекрещиваются, поэтому параличи располагаются на противоположной очагу кровоизлияния стороне. При инсульте в правом полушарии перестают двигаться левые рука и нога, в левом – правые.
Контралатеральная гемианестезияВ парализованных конечностях исчезает чувствительность на противоположной от разрыва стороне.
АфазияПотеря речи бывает при поражении доминантного (главенствующего) полушария. У правшей – правого, у левшей – левого.
Пространственная гемиагнозия при поражении недоминатного полушарияЕсли у правши поражено левое полушарие, а у левши – правое, то человек ведет себя так, словно половины реального пространства для него не существует. Человек не осознает, что у него есть две половины тела, что пищу можно есть со всей тарелки, а не с половины. Половина всего, что расположено вокруг человека, не воспринимается им.
Асимметрия лицаОдна половина лица не получает иннервации и не может сокращаться. Сглаживается одна носогубная складка, улыбка получается односторонней, язык отклоняется в одну сторону, изо рта вытекает вода и пища.

С момента появления этих симптомов есть только 3 часа на то, чтобы максимально помочь человеку. Через 3 (иногда 6) часов произойдут необратимые изменения, тогда ничего поправить уже будет нельзя.

Наши врачи

Новикова Лариса Вагановна

Врач-невропатолог, кандидат медицинских наук, врач высшей категории

Стаж 39 лет

Записаться на прием

Типы инсультов

Тип и виды инсультов

В зависимости от того, в какую часть головного мозга произошло кровоизлияние, выделяют 4 типа инсульта:

  1. Внутримозговой или паренхиматозный, когда излившаяся кровь пропитывает участок мозга. В свою очередь, они также имеют свое деление на:
    • полушарные, когда страдают участок полушарий;
    • субкортикальные, расположенные под корковым (серым) веществом головного мозга;
    • кровоизлияние в мозжечок, где находятся центры равновесия;
    • кровоизлияние в ствол мозга, где расположены дыхательный центр и зона, которая отвечает за работу сердца и поддержание в сосудах давления, необходимого для обеспечения жизнедеятельности.
  2. Субарахноидальный (кровоизлияние в пространство между мозговыми оболочками).
  3. Вентрикулярный (кровоизлияние в желудочек мозга).
  4. Смешанный: вентрикулярно-паренхиматозный, субарахноидально-паренхиматозный, паренхиматозно-вентрикулярно-субарахноидальный и так далее.

Выживаемость зависит не только от места разрыва сосуда, но и от того, какое количество крови излилось. Малыми кровоизлияниями считаются такие, при которых излилось от 1 до 20 мл, средними – от 20 до 50 мл, большими – более 50 мл. Чем больше количество излившейся крови, тем тяжелее последствия. Инсульт практически всегда сопровождается нарушением сердечной деятельности, дыхания и глотания, глазодвигательными нарушениями, изменением величины зрачков.

Дополнительные исследования

МРТ головного мозга

Первоначальный диагноз устанавливается после осмотра невролога, но всегда требуется инструментальная диагностика для уточнения границ поражения. Самый информативный метод – компьютерная томография, позволяющая хорошо исследовать мозговое вещество. С этой же целью используется МРТ, если на это есть время.

Отличные результаты дает ангиография, это исследование сосудов с контрастом. Она выявляет мальформации, диссекции (расслоение) и другую сосудистую патологию. Важно то, что это исследование можно провести у здоровых из группы риска. Это лучшая профилактика инсульта, если исследование дополнить лечением.

С диагностической и лечебной целью применяется люмбальная пункция.

Особенности лечения

Геморрагический инсульт

Лечение геморрагического инсульта сегодня находится больше в компетенции нейрохирургов, чем неврологов. Кровь уже излилась, и возможности медикаментозной помощи ограничены. Спасти жизнь и сохранить приемлемый уровень здоровья может удаление внутримозговой гематомы. Оперативное удаление тем успешнее, чем раньше оно проведено. Оптимально пациента нужно прооперировать в первые или в крайнем случае на вторые сутки после случившегося.

Основное вмешательство – аспирация (отсасывание) гематомы и клипирование аневризмы. Оно возможно только тогда, когда артерия находится в доступном месте. При аневризме в глубине мозгового вещества помочь нельзя. В типичном случае кровь аспирируется, а на основание аневризмы накладывается клипса, и аневризма выключается из кровотока.

Мальформации по возможности иссекаются. Это сложнейшие операции, требующие не только мастерства специалиста, но и первоклассного оснащения.

Как помочь жертве инсульта?

Геморрагический инсульт

Восстановление во многом зависит от того, как поведут себя окружающие пациента люди. Прежде всего нужно вызывать «скорую помощь», а до ее приезда постараться не перемещать человека. Под плечи и голову нужно подложить валик или подушку, осторожно повернуть человека на правый бок, подставить тазик или пакет на случай рвоты. Желательно измерить артериальное давление. Таблетки «от давления» до приезда «скорой» давать нельзя: есть вероятность резкого снижения артериального давления. Только специально обученный медицинский персонал знает правила, по которым нужно снижать артериальное давление при его повышении выше 150/100 мм рт.ст. При угнетении дыхания нужно начинать реанимацию – непрямой массаж сердца, дыхание «рот в рот».

Лучшая профилактика – своевременное лечение гипертонии, атеросклероза, выявление мальформаций и аневризм до того, как они разорвутся.

Наши неврологи принимают ежедневно, и каждому пациенту клиники по силам узнать свой риск в отношении развития геморрагического инсульта. Приходите к врачу, пока есть время.

Источник