13. Определение вязкости жидкости методом стокса(суть метода, расчетная формула для определения вязкости крови с помощью данного метода)

Метод падающего шарика основан на законе Стокса. Стокс устано­вил, что на небольшое тело шаровидной формы, перемещающееся в жидкости, действует сила трения, прямо про­порциональная радиусу этого тела, его скорости и коэффициенту вязкости жидкости.

Fтр = 6πηrυ

Если бросить в жидкость металлический шарик диаметром 0,2—0,3 мм, то он будет двигаться в жидкости равномерно. На движу­щийся шарик будут действовать три силы

1. Сила тяжести Р = mg, направленная верти­кально вниз.

2. Выталкивающая сила FB, направленная вертикально вверх.

3. Сила трения FTp, направленная также верти­кально вверх.

По первому закону Ньютона тело двига­ется равномерно, если равнодействующая всех сил, действующих на него, равна 0.

Р = Fтр + Fв, откуда Fтр = Р - Fв

По закону Стокса Fтр = 6πηrυ,

P = mg; m = p_TV; P=p_TV_Tg =4/3 πr³p_Tg

По закону Архимеда Fвыт = p_жV_Tg = 4/3 πr³р_жg

6πηrυ=4/3 πr³g (p_Т – p_Ж) η=2/9 (gr²(p_Т - p_Ж)/υ)

Радиус шарика можно измерить с помощью микроскопа с окулярным микрометром, скорость движения шарика можно определить по формуле V = s /t, измерив линейкой s, а секундо­мером - t. Плотность вещества шарика и исследуемой жидко­сти найдём из специальных таблиц при заданной температуре. По приведенной формуле можно вычислить коэффициент вяз­кости. Метод требует большого количества жидкости, жид­кость должна быть прозрачной. Метод довольно точен, используется в санитарии

14. Определение вязкости жидкости вискозиметром Гесса(устройство и принцип действия; расчетная формула для определения вязкости крови с помощью данного метода)

В медицинской практике для определения коэффициента вяз­кости крови, спиномозговой жидкости и других биологических жидкостей пользуются методом капиллярного вискозиметра, ос­нованный на законе Гагена-Пуазейля. Они установили, что объём жидкости, протекающей через попереч­ное сечение капилляра (R<1мм ) в единицу времени прямо пропорционален R⁴, dP/dl и обратно пропорционален η, коэффициент пропорци­ональности в системе СИ равен π/8.

Q=(πR⁴dP)/(8ηdl)

где dP/dl — градиент давления, dP — разность давлений в начале и в конце капилляра, dl — длина капилляра. При пропускании жидкостей через капилляры с одинаковым радиусом при одинаковом градиенте давления, получим:

V₁/t = πR⁴/8η₁dl объём 1 жидкости

V₂/t = πR⁴/8η₂dl объем 2 жидкости

Найдём относительную вязкость, поделив 1 выражение на 2.

η₂/η₁ = V₁/V₂ - формула Гагена-Пуазейля.

Вискозиметр состоит из двух пипеток - капилля­ров, укреплённых на общей подставке. Один капилляр имеет кран. Сначала втягивая воздух заполняют капилляр (б) стандарт­ной жидкостью, как правило водой, до нулевого деления, закры­ва­ют кран и затем заполняют капилляр (а) исследуемой жидкостью до нулевого деления. Открыв кран, втягивают обе жидкости одно­временно так, чтобы исследуемая жидкость дошла до деления.

Тогда число делений трубки (б) укажет относи­тельную вякость. Зная η₁, определим η₂ по формуле:

η₂ = η₁V₁

Преимущество и недостатки этого метода:

1. Позволяет измерять вязкость небольшого количества .жид­кости;

2. Быстрота измерения (особенно для крови — быстро свёр­тывается);

3. Измерение вязкости непрозрачных жидкостей.

Недостаток — малая точность ввиду отсутствия стандарта.