какую форму имеет мениск в капилляре
Мениск (физика)
Мениск (физика)
Мени́ск (от греч. μενικος — полумесяц) — искривлённая свободная поверхность жидкости в месте её соприкосновения с поверхностью твёрдого тела. Образуется у стенок сосудов, в каналах-порах губчатых тел, пропитанных жидкостью, и т.д.
В тонкой трубке (капилляре) мениск имеет сферическую форму, в достаточно узком зазоре между плоскими пластинами — цилиндрическую. Кривизна мениска определяется соотношением сил межмолекулярного взаимодействия на границе трёх фаз — твёрдого тела, жидкости и газа.
Жидкость, смачивающая данную поверхность, образует вогнутый мениск, несмачивающая — выпуклый. В первом случае взаимное притяжение молекул жидкости (когезия) слабее их притяжения молекулами поверхности твёрдого тела (адгезии). Во втором, наоборот, силы когезии преобладают над силами адгезии. Давление паров над вогнутым мениском ниже, а над выпуклым выше, чем над плоской поверхностью жидкости. Этим объясняются, например, явление капиллярной конденсации, капиллярное всасывание жидкости в пористые и волокнистые материалы, поднятие или опускание жидкости по тонким трубкам.
Полезное
Смотреть что такое «Мениск (физика)» в других словарях:
Капилляр (физика) — Капиллярный эффект Капиллярность (от лат. capillaris волосяной), капиллярный эффект физическое явление, заключающееся в способности жидкостей изменять уровень в трубках, узких каналах произвольной формы, пористых телах. Поднятие жидкости… … Википедия
Жидкая среда — Механика сплошных сред Сплошная среда Классическая механика Закон сохранения массы · Закон сохранения импульса … Википедия
Жидкое состояние — Механика сплошных сред Сплошная среда Классическая механика Закон сохранения массы · Закон сохранения импульса … Википедия
Жидкости — Механика сплошных сред Сплошная среда Классическая механика Закон сохранения массы · Закон сохранения импульса … Википедия
Капиллярный эффект — Капиллярность (от лат. capillaris волосяной), капиллярный эффект физическое явление, заключающееся в способности жидкостей изменять уровень в трубках, узких каналах произвольной формы, пористых телах. Поднятие жидкости происходит в случаях… … Википедия
Линза — У этого термина существуют и другие значения, см. Линза (значения). Двояковыпуклая линза Линза (нем. Linse, от лат. … Википедия
ЖИДКОСТЕЙ ТЕОРИЯ — Каждый из нас без труда припомнит немало веществ, которые он считает жидкостями. Однако дать точное определение этого состояния вещества не так то просто, поскольку жидкости обладают такими физическими свойствами, что в одних отношениях они… … Энциклопедия Кольера
Кеплер, Иоганн — В Википедии есть статьи о других людях с такой фамилией, см. Кеплер. Иоганн Кеплер Johannes Kepler … Википедия
Иоганн Кеплер — Johannes Kepler Дата рождения: 27 декабря 1571 Место рождения: Вайль дер Штадт Дата смерти: 15 ноября 1630 Место смерти … Википедия
Кеплер И. — Иоганн Кеплер Johannes Kepler Дата рождения: 27 декабря 1571 Место рождения: Вайль дер Штадт Дата смерти: 15 ноября 1630 Место смерти … Википедия
Учебники
Журнал «Квант»
Общие
Капиллярные явления
Искривление поверхности жидкости у краев сосуда особенно отчетливо видно в узких трубках, где искривляется вся свободная поверхность жидкости. В трубках с узким сечением эта поверхность представляет собой часть сферы, ее называют мениском. У смачивающей жидкости образуется вогнутый мениск (рис. 1, а), а у несмачивающей — выпуклый (рис. 1, б). Так как площадь поверхности мениска больше, чем площадь поперечного сечения трубки, то под действием молекулярных сил искривленная поверхность жидкости стремится выпрямиться.
Силы поверхностного натяжения создают дополнительное (лапласово) давление под искривленной поверхностью жидкости.
Для расчета избыточного давления предположим, что поверхность жидкости имеет форму сферы радиуса R (рис. 2. а), от которой мысленно отсечен шаровой сегмент, опирающийся на окружность радиуса r = R sin α.
На каждый бесконечно малый элемент длины Δl этого контура действует касательная к поверхности сферы сила поверхностного натяжения, модуль которой \(
\Delta F = \alpha \Delta l\). Разложим вектор \(
\Delta \vec F\) на две составляющие силы \(
\Delta \vec F_2\). Из рисунка 2, а видим, что геометрическая сумма сил \(
\Delta \vec F_2\) для двух выделенных диаметрально противоположных элементов Δl равна нулю. Поэтому сила поверхностного натяжения направлена перпендикулярно плоскости сечения внутрь жидкости (рис. 2, в) и модуль ее равен
F = \sum \Delta F_1 = \sum \Delta F \sin \alpha = \sum \alpha \Delta l \frac rR = \frac<\alpha r>
Избыточное давление, создаваемое этой силой\[
p = \frac FS\], где S = πr 2 — площадь основания сферического сегмента. Поэтому
Если поверхность жидкости вогнутая, то сила поверхностного натяжения направлена из жидкости (рис. 2, б) и давление под вогнутой поверхностью жидкости меньше, чем под плоской, на ту же величину \(
p = \alpha \left( \frac<1>
где R1 и R2 — радиусы кривизны двух любых взаимно перпендикулярных нормальных сечений поверхности жидкости. Радиус кривизны положителен, если центр кривизны соответствующего сечения находится внутри жидкости, и отрицателен, если центр кривизны находится вне жидкости. Для цилиндрической поверхности (R1 = l; R2 = ∞) избыточное давление \(
Если поместить узкую трубку (капилляр) одним концом в жидкость, налитую в широкий сосуд, то вследствие наличия силы лапласова давления жидкость в капилляре поднимается (если жидкость смачивающая) или опускается (если жидкость несмачивающая) (рис. 3, а, б), так как под плоской поверхностью жидкости в широком сосуде избыточного давления нет.
Явления изменения высоты уровня жидкости в капиллярах по сравнению с уровнем жидкости в широких сосудах называются капиллярными явлениями.
Жидкость в капилляре поднимается или опускается на такую высоту h, при которой сила гидростатического давления столба жидкости уравновешивается силой избыточного давления, т.е.
h = \frac<2 \alpha><\rho gR>\). Если смачивание не полное θ ≠ 0 (θ ≠ 180°), то, как показывают расчеты, \(
Капиллярные явления весьма распространены. Поднятие воды в почве, система кровеносных сосудов в легких, корневая система у растений, фитиль и промокательная бумага — капиллярные системы.
Литература
Аксенович Л. А. Физика в средней школе: Теория. Задания. Тесты: Учеб. пособие для учреждений, обеспечивающих получение общ. сред, образования / Л. А. Аксенович, Н.Н.Ракина, К. С. Фарино; Под ред. К. С. Фарино. — Мн.: Адукацыя i выхаванне, 2004. — C. 182-184.
Савельев И.В. Курс общей физики, том I
Загрузить всю книгу 
Титульный лист
Главная редакция физико-математической литературы
Механика, колебания и волны,
КУРС ОБЩЕЙ ФИЗИКИ, ТОМ I
Главная цель книги — познакомить студентов прежде всего с основными идеями и методами физики. Особое внимание обращено на разъяснение смысли физических законов и на сознательное применение их. Несмотря на сравнительно небольшой объем, книга представляет собой серьезное руководство, обеспечивающее подготовку, достаточную для успешного усвоения в дальнейшем теоретической физики и других физических дисциплин.
Предисловие к четвертому изданию
При подготовке к настоящему изданию книга была значительно переработана. Написаны заново (полностью или частично) параграфы 7, 17, 18, 22, 27, 33, 36, 37, 40, 43, 68, 88. Существенные добавления или изменения сделаны в параграфах 2, 11, 81, 89, 104, 113.
Ранее, при подготовке ко второму и третьему изданиям были написаны заново параграфы 14, 73, 75. Существенные изменения или добавления были внесены в параграфы 109, 114, 133, 143.
Таким образом, по сравнению с первым изданием облик первого тома заметно изменился. Эти изменения отражают методический опыт, накопленный автором последние десять лет преподавания обшей физики в Московском инженерно-физическом институте.
Ноябрь 1969 г. И. Савельев
Из предисловия к четвертому изданию
Предлагаемая вниманию читателей книга представляет собой первый том учебного пособия по курсу общей физики для втузов. Автор в течение ряда лет преподавал общую физику в Московском инженерно-физическом институте. Естественно поэтому, что пособие он писал имея в виду прежде всего студентов инженерно-физических специальностей втузов.
При написании книги автор стремился познакомить учащихся с основными идеями и методами физической науки, научить их физически мыслить. Поэтому книга не является по своему характеру энциклопедичной, содержание в основном посвящено тому, чтобы разъяснить смысл физических законов и научить сознательно применять их. Не осведомленности читателя по максимально широкому кругу вопросов, а глубоких знаний фундаментальным основам физической пауки — вот что стремился добиться автор.
Лечение мениска
Удивительное свойство подарила природа человеческому организму. Благодаря высоким амортизационным свойствам мениска людям удается комфортно ходить на двух ногах. Подобно любым механизмам это приспособление иногда дает сбой. Повреждения, травмы, изношенность ведут к заболеваниям мениска и дискомфорту.
Факты, на которые человек мало обращает внимание
Интересно узнать некоторые факты по статистике.
Сам по себе мениск представляет собой хрящ в виде пластинки, предназначенный для смягчения движений при ходьбе и физических движениях. Большая часть этого человеческого органа состоит из волокон коллагена. С возрастом объем этого полезного вещества сокращается, отсюда формируются разные «болячки», связанные с мениском.
Самые популярные причины разрыва мениска
Почему приходиться обращаться за помощью врачей? Для этого существует ряд объяснений.
На заметку пациентам – признаки разрыва
Больной может жаловаться на ярко выраженные болевые симптомы в области колена во время острого периода травмы. В этот момент движение сделать невозможно, больно сгибать ногу, попытка подвигаться вызывает боль. В некоторых случаях возникает отек, гемартроз. Подобное положение дел прискорбно, требуется лечение мениска профессионалами.
Если характерных симптомов не выявлено, врач пациенту ставит диагноз «Растяжение связок» или «Ушиб коленного сустава». Эффективной является диагностика в подостром периоде: это вторая неделя с момента травмы. В этот момент неспецифические симптомы приобретают менее выраженный характер. В этом процессе лечение мениска в Москве предполагает постановку диагноза, опираясь на определение локальной боли в области сустава. Проводится специальные болевые тесты и МРТ.
Как нужно лечиться правильно?
Конечно, пациенту важно, чтобы лечение проходило без оперативного вмешательства. По этой причине следует сразу идти к ортопеду. На основании сделанных диагностических процедур он назначит лечение мениска пациенту. Необходимо сосредоточиться на следующих мерах.
Может понадобиться применение противовоспалительных лекарств. К ним относят кортикостероидную группу, которую можно использовать после 24-48 часов. Более щадящими методиками считается использование лазера, магнитотерапии и ультразвуковых волн.
Важный момент! Разрыв мениска иногда сопровождается скоплением жидкости. Избавиться от этой неприятной проблемы поможет только визит к врачу.
Что еще применяется во врачебной практике?
Секреты хондропротекторов
При лечении разрывов хондропротекторы назначаются, для того чтобы быстро восстановить хрящевую ткань. Такие лекарства синтезируют коллаген. Кроме того, эффект заключается в ускорении обмена веществ, обеспечении доставки питательных веществ для хряща. Следовательно, быстрая регенерация не заставит себя долго ждать.
Нужно приготовиться к долгому приему этих лекарств, сроком до полугода. Хондропротекторы оправдали применение благодаря стимуляции выработки гиалуроновой кислоты. Вместе с коллагеном это вещество – важнейший показатель нормализации работы сустава.
Наиболее эффективное комплексное использование хондропротекторов, представлено в разных формах.
Рецепты народной медицины
Среди самых распространенных средств считается лопух. Достаточно приложить на 3-4 часа, забинтовав участок теплым шарфом. В экстремальных случаях можно использовать и сушеное сырье, подогретое в горячей воде и поставив компресс на ночь.
Хорошо воздействует на воспаленные суставы капуста. С кочана снимается листок, можно немного размять его скалкой, смазать тонким слоем меда и наложить на пораженный сустав до 8 ч. Минимальное время действия 4 ч.
Мед и медицинский спирт также является быстродействующим способом. Смешивают два компонента и разогревают на водяной бане, не давая закипеть. Компресс ставится на два часа с вощеной бумагой или пленкой. Обязательно сверху завязать шарфом или шерстяной тканью.
Особенности профилактических мер
Существует несколько способов, чтобы уберечь коленный сустав от травм. Рекомендуется хорошо подготовить рабочее место. Если работа за компьютером, значит, под ногами не должны валяться провода, полы не должны быть скользкими, стул необходимо выбирать устойчивым.
Испытывая активную нагрузку, колену нужно отдохнуть. Если нагрузка была очень активной, на отдых нужно отвезти 1-2 дня. Так ткань сумеет восстановиться. Для любителей роликовых коньков и велосипедистам советуют приобрести качественные комплекты с фиксирующими комплектами.
Необходимо правильно рассчитывать физического нагрузку и оптимальную реакцию организма. Нагрузка должна быть посильной, не истощающей силы тренирующихся. Расчет исходит из состояния здоровья, болезней хронического характера и возраста. Врачи рекомендуют воспользоваться фитнес-браслетами и подсчитывать пульс во время тренировок. Это поможет подобрать посильную нагрузку.
Комментариев нет. Вы можете быть первым, кто оставил комментарий.
ООО «СПОРТМЕДКОНСАЛТ»
Тамазян
Вартан Олегович
травматолог-ортопед
Какую форму имеет мениск в капилляре
В жизни часто приходится иметь дело с телами, пронизанными множеством мелких каналов (бумага, пряжа, кожа, почва, дерево). Приходя в соприкосновение с водой или другими жидкостями, такие тела очень часто впитывают в себя жидкость. На этом основано действие полотенца, фитиля в лампе, питание растений. Подобные явления можно также наблюдать в очень узких стеклянных трубочках, которые называются капиллярными (от латинского слова «капилля» – волос).
Для капиллярных сосудов характерна прежде всего кривизна поверхности жидкости в них, поэтому в таких сосудах в полной мере проявляются эффекты, обусловленные избыточным давлением Лапласа. К числу таких эффектов относится капиллярный подъем.
 Рис. 6.17 |
Найдем высоту поднятия жидкости в цилиндрической капиллярной трубочке радиуса r (рис. 6.17а). Пусть жидкость смачивает поверхность трубочки, вследствие чего в последней образуется симметричный вогнутый мениск с радиусами кривизны двух взаимно перпендикулярных сечений 
. Отметим еще, что изменением давления жидкости при ее поднятии на высоту порядка r будем пренебрегать. В этом приближении давление во всех точках мениска можно считать одинаковым.
Под искривленной поверхностью вогнутого мениска давление в жидкости, как это было рассмотрено выше, меньше атмосферного давления Р0 на величину давления Лапласа 
(рис. 6.17б).
Под действием возникшей разности давлений на уровне поверхности жидкости в широком сосуде и непосредственно под мениском в капиллярной трубочке жидкость начинает подниматься по трубочке, и будет подниматься до тех пор, пока гидростатическое давление поднявшегося столба жидкости не будет равно давлению Лапласа.
Условие равновесия жидкости в капиллярной трубочке определяется равенством
 . | (6.23) |
 . | (6.24) |
Из рис. 6.18 следует, что
 . | (6.25) |
Подставляя (6.25) в (6.24), получаем:
 . | (6.26) |
 Рис. 6.18 |
Полученная формула, определяющая высоту поднятия жидкости в капиллярной трубочке, носит название формулы Жюрена. Очевидно, что чем меньше радиус трубки, тем на большую высоту поднимается в ней жидкость. Кроме того, высота поднятия растет с увеличением коэффициента поверхностного натяжения жидкости.
В частном случае для жидкости, полностью смачивающей стенки капилляра 
, формула Жюрена принимает вид:
 . | (6.27) |
 Рис. 6.19 |
Капиллярный подъем может наблюдаться не только в цилиндрических капиллярах. Жидкость поднимается и между двумя пластинами, разделенными узким зазором (рис. 6.19). Если пластины параллельны друг другу, то мениск имеет цилиндрическую форму с радиусом кривизны одного из сечений, равным 
. Радиус кривизны другого нормального сечения цилиндрического мениска можно считать равным бесконечности. При этом условии высота поднятия жидкости между пластинами равна:
 . | (6.28) |
Если жидкость не смачивает капилляр, то в трубочке образуется выпуклый мениск, центр кривизны которого не вне, а внутри жидкости. В этом случае добавочное давление Лапласа направлено вниз. Уровень жидкости в капиллярной трубочке опускается ниже уровня жидкости в широкой части сосуда. Говорят, что имеет место отрицательный капиллярный подъем (рис. 6.20). Отметим еще, что формула Жюрена может быть использована для экспериментального определения коэффициента поверхностного натяжения жидкости. Для этого нужно измерить радиус капиллярной трубочки и высоту поднятия в ней жидкости.
 Рис. 6.20 |
В заключение подчеркнем, что явления, обусловленные капиллярностью, играют большую роль в природе, особенно велико их значение в живых организмах, значительная часть кровеносной системы которых представляет собой мельчайшие капилляры.