Tải bản đầy đủ

CƠ HỌC CHẤT LƯU ĐH Y DƯỢC TP HCM

GV: LÊ VĂN LỢI

1


MỤC TIÊU







Trình bày được các định luật cơ bản về tĩnh học chất
lưu
Trình bày được nội dung , ý nghĩa của phương trình
liên tục – phương trình Bernoulli và ứng dụng
Hiểu được nội dung phương trình Poiseuille , ảnh
hưởng của độ nhớt đến sự chuyển động của chất
lỏng thực
Giải thích được quy luật về sự chuyển động của máu

trong cơ thể.
2


NỘI DUNG



CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN
TĨNH HỌC CHẤT LƯU
ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT LƯU LÝ TƯỞNG



ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT LƯU THỰC






CHUYỂN ĐỘNG CỦA MÁU TRONG HỆ TUẦN HOÀN

3


I/ CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN
1- Chất lưu




Là chất có thể chảy được ( bao gồm các chất lỏng và chất khí )
Chất lưu lý tưởng :
Là chất lưu hòan tòan không nén được (bảo toàn thể tích) và không có lực ma sát nhớt

4


2- Khối lượng riêng và áp suất :

- Khối lượng riêng ρ:(môi trường liên tục)
Khối lượng riêng của chất lưu tại điểm M là :

dm
ρ =
dV

đồng chất
không nén được

ρ =

m
V

( kg / m )
3

dV : yếu tố thể tích bao quanh điểm M
dm :khối lượng của chất lưu chứa trong dV

5


 Trọng lượng không khí trong một phòng khách
hình hộp chữ nhật có kích thước 3,5 m và 4,2 m,
chiều cao 2,4 m là bao nhiêu ?. Biết khối lượng
riêng không khí ở áp suất 1 atm là ρ = 1,21
kg/m3 . Lấy g = 9,8 m/s2 .
 A. 42,6 N
 B. 230 N
 C. 347 N
 D. 418 N


- Áp suất p
+ Áp súât chất lưu gây ra tại M là :

p =

dFn
dS

mọi nơi trên S
như nhau

dFn

dS

p =

Fn
S

(N/m )
2

dFn là áp lực do chất lưu tác dụng vuông góc lên diện tích
dS đặt tại điểm M .
+ Lưu ý : Áp súât tại một điểm M trong chất lưu là một đại
lượng vô hướng

7


Trong hệ SI : đơn vị đo áp súât là N/m2 hay còn gọi là
Pascal (1 Pa = 1 N/m2)
Ngòai ra :
1 mmHg = 133,32 N/m2 = 1 tor (Torricelli )
1 atm
= 1,013.105 N/m2 = 760 mmHg
1 at
= 9,81.104 N/m2 = 736 mmHg








VD: Áp suất của máu trong động mạch đo được 128 tor . Tương ứng tính theo đơn vị Pa là :
A.
B.
C.
D.

   1, 7.102    Pa.     
 129,6.105    Pa.
17.10 4    Pa.
17.103    Pa.    


II/ TĨNH HỌC CHẤT LƯU
1- Áp súât thủy tĩnh (phương trình cơ bản của Tĩnh học
chất lưu)
Lấy một khối chất lưu lý tưởng, nằm yên, trong trọng
trường đều
(g = const) dạng hình trụ .

p1

F2 = p2S

Ở điều kiện cân bằng :
F2

=



p2

S

F1 + P

p2S = p1S + mg
p2S

z

= p1S + ρ S (z1 – z2) g

z1
P = mg

ρ
m

F1 = p1S

z2

= p1 + ρg (z1 – z2)

p2
(h 1)

10


Chọn z1 = 0( mặt thoáng);
p1= p0 = 1 atm ( áp suất khí quyển);
z2 = z , z 1 – z 2 = - z = h > 0

p0

không khí

z
z1=0

Áp suất ở độ sâu h là :

p = p0 + ρ g h

h

Nước

p
(h.2)

áp suất thủy tĩnh

áp suất áp kế (thủy lực)

z2=z

Do ρ, g không đổi nên áp suất thủy
tỉnh p tăng theo độ sâu h .

11


Hệ quả



h1 = h2 → p1 = p2 :cùng một mặt phẳng ngang thì áp suất tương ứng bằng nhau gọi
là mặt đẳng áp ( dù bình chứa có bất kỳ hình dạng nào)

Tương tự mặt thoáng (h = 0 , p = p0) của một chất lưu nằm yên phải là mặt nằm ngang.
Tuy nhiên , điều này chỉ đúng đối với các mặt thoáng cỡ trung bình .

ρ dầu = 0,9.103 kg/m3

ρ nước = 1,0.103 kg/m3

kgkgkg/m3

12




Một thùng Tono chứa đầy nước đóng kín rồi nối lên trên một
ống dài có tiết diện nhỏ.Đến lượt đổ nước vào ống: Áp suất
chênh lệch Δp= ρgh phụ thuộc chiều cao của mực nước
trong ống mà không phụ thuộc tiết diện ống.

Chẳng hạn, với một ống đường kính 1 cm , chỉ cần đổ một lít
nước vào ống thì cột nước đã cao 10 m (tương tự ta lặng sâu
xuống 10 m nước ), điều đó đã tạo ra một chênh lệch áp suất
5
2
Δp ≈ 10 N/m có thể vỡ thùng Tô nô.

h

Thùng tô nô PASCAL


Áp dụng


Bình thông nhau :
Chất lỏng đồng nhất ,các mặt thoáng tự do
đều nằm trong mặt phẳng ngang .

14


Xiphông (Siphon)
Là một ống uốn cong đặt
một đầu ở một mức nhất định
trong một bình chứa chất lỏng
và đầu khác ở ngoài bình chứa
dưới mức này, do đó áp suất
khí quyển buộc chất lỏng chảy
qua ống và ra khỏi bình chứa .
Đầu C của ống đặt thấp
hơn mặt thoáng A của chất lỏng
trong bình .
pC = pB + ρgh
= pA + ρgh
⇒ pc > pA : Khi mở nút ,chất
lỏng chảy ra ngoài .

ống chứa đầy chất lưu

P0

A
B
h

C



Bài toán :
Một ống hình chữ U chứa hai chất lỏng cân bằng tĩnh
( nằm yên) : Khối lượng riêng nước ρn =103 kg/m3 .
Đo l = 135 mm và d = 12,3 mm . Tính khối lượng riêng ρx
của dầu?
Giải:
- Gọi pt là áp suất tại mặt tiếp xúc
Dầu - Nước bên nhánh trái (dưới mặt
Dầu
d
Nước
thoáng của dầu,một khoảng l+d)
l
Ta có :

pt = p0 + ρx g (l + d)

Mặt phân cách

pt

pp
(H 4)

17




Gọi pp là áp suất bên nhánh phải ngang cùng mức với mặt tiếp xúc trên (dưới mặt thoáng
của nước một khoảng là l) ta lại được :
pp = p0 + ρng l



Vì thông nhau bằng nước (ở dưới mặt tiếp xúc Dầu – Nước) nên :
pt = pp

⇔ p0 + ρx g (l + d) = p0 + ρng l
⇔ ρx = ρn

= 1000kg/m

3

= 916 kg/m

3

l
l+d
135 mm
135 mm + 12,3 mm

18


Lưu ý
- Thường như khi ta bơm bánh
xe ô tô hay đo huyết áp , ..chúng
ta không cần biết áp suất thủy
tỉnh (áp suất tuyệt đối ) p mà là
áp suất áp kế (Áp suất Gauge)
ρgh tức hiệu số ∆p = p – p0 có
thể dương ,âm ( Vacuum) .


Đồng hồ đo áp suất bình khí Oxy


Một bệnh nhân được tiếp một dung dịch truyền
vào mạch máu ở cánh tay . Dung dịch có khối
lượng riêng 1,0 . 103 kg/m3 và áp suất bên
trong mạch máu bằng 3,4 . 103 N/m2 . Cho g =
9,8 m/s2 .Để chảy được vào mạch máu thì
bình dịch truyền phải đặt trên cao cách tay một
khoảng nhỏ nhất là :
A. 0,20 m
B. 0,24 m
C. 0,34 m
D. 0,50 m


2/ Định luật Pascal :
- Phát biểu:
Một độ biến thiên áp suất tác dụng vào một chất lưu bị giam kín, được truyền không
thuyên giảm cho mọi phần của chất lưu và cho thành bình .

Thật vậy:
Từ

p2 = p1 + ρg (z1 – z2)

Vì ρg (z1 – z2) = const →

∆p2

= ∆ p1

VD: thao tác Heimlich ( bệnh nhân bị hóc), …

22





Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×