Физические законы, важные для анестезиолога К.М. Лебединский, СПб МАПО

Материя Вещество Поле Состояния вещества: Твердое Жидкое Газ Плазма Электрическое Электрическое Магнитное Магнитное Гравитационное Гравитационное Торсионное Торсионное Биологическое Биологическое Информационное Информационное

«Первичные» физические величины Масса М кг Масса М кг Длина L м Длина L м Время t с Время t с

Производные физические величины Скорость v Lt -1 м/с Скорость v Lt -1 м/с Ускорение a Lt -2 м/с 2 Ускорение a Lt -2 м/с 2 Сила F MLt -2 Н = кг м/с 2 Сила F MLt -2 Н = кг м/с 2 Давление P ML -1 t -2 Па = Н/м 2 Давление P ML -1 t -2 Па = Н/м 2

Единицы давления Па = Н/м 2 Па = Н/м 2 см Н 2 О 100 Па = 0,1 кПа = 1 гПа см Н 2 О 100 Па = 0,1 кПа = 1 гПа ат, атм, ата, ати - ? ат, атм, ата, ати - ? ата 10 м Н 2 О Па = бар ата 10 м Н 2 О Па = бар мбар = 100 Па 1 см Н 2 О мбар = 100 Па 1 см Н 2 О ати = ата - 1 ати = ата - 1 мм Hg = torr = 133,3 Па мм Hg = torr = 133,3 Па

Газовые законы Закон Boyle-Mariott ( ): Условие: T=const PV = const или P 1 /P 2 = V 2 /V 1

Газовые законы Закон Charles (1787): Условие: V=const P/T = const или P 1 /Р 2 = T 1 /Т 2

Газовые законы Закон Gay-Lussac (1809): Условие: P=const V/T = const или V 1 /V 2 = T 1 /Т 2

Закон Boyle-Mariott: при T=const PV = const Закон Charles: при V=const P/Т = const Закон Gay-Lussac: при P=const V/T = const Отсюда - уравнение состояния идеального газа: PV/T = const или PV = mRT

Критическая температура: Газ можно перевести в жидкое состояние путем сжатия только при температуре ниже критической (точка перегиба изотермы на диаграмме объем-давление). Критической температуре соответствуют критическое давление, выше которого жидкость и газ сосуществуют в равновесии, и критический объем. Значения t крит, С: Гелий -268 Углекислый газ 31 Кислород -118 Закись азота 36 Азот -147 Ксенон 17

Сжатые газы

Сжиженные газы

ИСТОЧНИКИ КИСЛОРОДА Баллоны с редукторами Баллоны с редукторами Центральные станции с криогенными емкостями Центральные станции с криогенными емкостями «Концентраторы» и станции на их основе (Zeolite) «Концентраторы» и станции на их основе (Zeolite) Требование O 2 -flush: 4 ати на входе в аппарат! Требование O 2 -flush: 4 ати на входе в аппарат!

Парциальное (частичное) давление - давление, которое оказывал бы каждый газ в отдельности в том случае, если бы он целиком занимал весь объем, предоставленный смеси газов. Отражая количество молекул газа в объеме и их кинетическую энергию, зависит от доли газа (%) в смеси и от давления смеси как целого: PX = %X P смеси Закон Dalton (1801): давление смеси газов равно сумме парциальных давлений компонентов

Закон Avogadro (1811, «молекулярная гипотеза»): 1 моль ( молекул) любого газа при одинаковых t и Р занимает одинаковый объем – 22,4 л Молярная масса (г/моль) численно равна ОММ (у.е.): Гелий 4 Углекислый газ 44 Кислород 32 Закись азота 44 Азот 28 Ксенон 131

Цветовая кодировка газов !

Предохранительные клапаны и редукторы From: Bowie E, Huffman LM: The anesthesia machine: essentials for understanding, Madison, Wis, 1985, Ohmeda, a Division of BOC Health Care P = F/S F = PS Почему редуктор замерзает?

Измерение давлений

Измерение потоков

Измерение объемов V = Q(t)dt

Закон Hagen-Poiseuille (1840) и число Reynolds (1883) R крит 2000

Теплоемкость и теплопроводность кДж/кг К Вт/м К кДж/кг К Вт/м К Азот 1,04 0,024 Кислород 0,91 0,024 Воздух 1,01 0,024 Углекислый газ 0,88 0,023 Гелий 5,02 0,140

ВОПРОСЫ ?