Единицы системы СИ (международная система) были введены в 1960 г. Существует 7 основных единиц и ряд их производных.
Основные единицы
Длина (в метрах)
Масса (в килограммах)
Время (в секундах)
Электричество (в амперах)
Температура (в Кельвинах)
Количество (в молях)
Свет (в канделах)
Производные единицы
Сила = масса х ускорение
= кг • м/с = ньютон Давление = сила/площадь
= Н/м =паскаль Энергия = джоуль = 1Н на 1 м Напряжение = ватт = 1 Дж/с Частота = герц = цикл/с
Газовые законы
Они распространяются на идеальные газы.
Температура Т; абсолютная температура —К; объем — V; давление — Р.
Закон Бойля (Т постоянная) V оо 1/Р
Закон Шарля (Р постоянное) V оо Т
Закон Гей-Люсака (V постоянный) Р оо Т
Комбинированный (р) Vi)/Ti = (P2V2)/T2 закон
Закон Генри Концентрация растворенного газа равна парциальному давлению этого газа, умноженному на коэффициент растворимости. Существует температурная зависимость: чем выше температура, тем меньше растворимость газа.
Коэффициент растворимости Освальда
Он определяет объем газа, который растворяется в заданном объеме жидкости при имеющейся температуре, т.е. независимо от стандартной температуры и давления. Из-за низкой растворимости газообразных анестетиков быстро увеличивается их напряжение в альвеолах, а затем и в крови и ликворе, что приводит к быстрой индукции и восстановлению после анестезии
Коэффициент распределения
Давление насыщенного пара
Он указывает на распределение вещества на две фазы, уравновешивающие друг друга (например, газ и кровь). Это давление, при котором количество молекул, переходящих из жидкой фазы в пар, равно количеству молекул, претерпевающих обратное изменение состояния. Оно зависит только от физических свойств жидкости и ее температуры.
Закон Дальтона
Общее давление напряжения в смеси газов представляет суммированное парциальное давление каждого газа данной смеси.
Закон Авогадро
Равные объемы различных газов при постоянных температуре и давлении содержат равное количество молекул. Один моль вещества содержит количество частиц, равное количеству атомов, содержащихся в 12 г углерода, т.е. 6, 02 х 10 в 23-й степени — это число Авогадро. Один моль газа при стандартной температуре и давлении занимает объем 22, 4 л.
Закон Грэма
Скорость диффузии газа через мембрану обратно пропорциональна квадратному корню его молекулярной массы.
Закон Фика
Согласно этому закону, скорость диффузии равна А х D х (Р, – Рг)/Т, где А — площадь, Т — толщина мембраны, D — константа диффузии. Далее: растворимость в мембране квадратный корень молекулярной массы
Закон Гагена—Пуазейля
Он действует для состояний с ламинарным потоком, где поток оо [Trr^Pi - P2)]/8nl, где r — радиус трубы, р) – рз — давление между точками 1 и 2, п — вязкость газа, 1 — длина трубы.
Удвоение радиуса, таким образом, увеличивает поток в 16 раз. Вязкость — это сопротивление жидкости или газа потоку (точка равновесия).
Число Рейнольдса
Число Рейнольдса равно Vpd/n, где V — линейная скорость, р — плотность газа, d — диаметр трубы.
Если число Рейнольдса превышает 2000, то вероятна турбулентность потока.
Плотность — это масса вещества на единицу объема (кг/см3). Плотность, как и объем, зависит от температуры.
Естественные показательные функции
Скорость изменения — V со V
Например, скорость потока жидкости из крупного резервуара через узкий просвет пропорциональна объему находящейся в нем жидкости.
Временная константа (т) — это время, к которому процесс должен завершиться; она продолжает изменяться с начальной скоростью. Спустя 1 т остается 37 % истинного значения, через 2т — 13, 5 %, через Зт — 5 %.
Ротаметры
Ротаметрами называют трубки, длина которых превышает их диаметр. Изнутри трубка ротаметра имеет форму конуса, самое узкое место которого находится внизу. При низком газотоке отверстие вокруг поплавка, через которое проходит газ, имеет форму щели, а при высоком потоке газа оно приближается к диаметру трубки. Поток газа по трубке чаще всего бывает ламинарным (зависит от вязкости), тогда как при выходе через отверстие трубки он все больше становится турбулентным (зависит от плотности).
Эффект Бернулли
При прохождении через суженный участок скорость газотока возрастает (повышенная кинетическая энергия), а давление падает (сниженная потенциальная энергия). Эффект падения давления может использоваться для подачи второго газа. Соотношение на входе (поступающий/проходящий газ) в хорошо разработанных системах (например, кислородные маски Вентури) практически не зависит от скорости тока проходящего газа.
Эффект Коанда
Вещество, проходя через трубку, притягивается к ее стенкам. Этот эффект может быть использован для управления током жидкости.
Поверхностное натяжение
Сцепление (когезия) — это притяжение одноименных молекул друг к другу. Адгезией называют притяжение разноименных молекул. В жидкостях поверхностное натяжение обусловлено когезией.
Закон Лапласа
Согласно этому закону, поверхностное натяжение стенки сферы равно PR/2, где Р — давление внутри сферы, a R — ее радиус.
