Lékařská biofyzika – cvičení
(Obory: Zdravotnický záchranář, Porodní asistentka
a Všeobecná sestra)
Vytvořeno v rámci projektu Fond rozvoje MU 1383/2019.
Zadání samostatného cvičení:
5. Vlastnosti kapalin – viskozita
Klíčové pojmy:
Dynamická a kinematická viskozita, tření, laminární a turbulentní proudění, newtonovské a
nenewtonovské kapaliny, Raynoldsova číslo,
Praktický význam:
Viskozita, „tekutost“, kapalin má medicínsky význam, ať už uvažujeme o vlastních tělních
tekutinách (krev, hlen, žluč..), či o kapalinách vpravovaných do lidského těla. Velmi důležitým
jevem je změna viskozity při změně teploty, a to především u konkrétních léčiv.
5.1 Srovnání viskozity jodových kontrastní látek
Cíl:
Srovnání viskozity fyziologického roztoku a dvou vzorků jodových kontrastních látek
Pomůcky:
Infuzní sety, fyziologický roztok, dva druhy kontrastních látek 300mg/ml a 400 mg/ml,
stopky, plastové odměrné válce 25ml.
Postup:
Otočením kohoutu spusťte infuzní set, prvních 10ml odměrného válce nechte ustálit rychlost
toku, poté změřte za jak dlouho se naplní objemu další 10ml. Nemanipulujte s posuvným
regulátorem průtoku, který zůstává v nejvolnější poloze. Kapalinu z odměrného válce nalijte
zpět do příslušné infuzní lahve. Měření každou látku opakujte minimálně 3x.
Výstup:
Tabulka s naměřenými hodnotami rychlostmi průtoku jednotlivých roztoků.
Diskuze:
Jaký má vliv koncentrace jodu v kontrastní látce na její viskozitu. Jakými fyzikálními
mechanismy lze její viskozitu snížit?
5.2 Měření a výpočet kinematické viskozity v závislosti na rostoucí teplotě
Cíl:
Lékařská biofyzika – cvičení
(Obory: Zdravotnický záchranář, Porodní asistentka a Všeobecná sestra)
Vytvořeno v rámci projektu Fond rozvoje MU 1383/2019.
Určení vztahu teploty a viskozity zkoumané kapaliny.
Pomůcky:
Ostwaldův viskozimetr, elektrický ohřívač s elektromagnetickou míchačkou, míchadlo, stojan stopky,
teploměr, vodní vývěva, kádinka, pipety, destilovaná voda, kapalina o neznámé viskozitě.
Postup:
1) Na dno kádinky položte míchadlo, naplňte ji vodou z vodovodu a postavte na elektrický
ohřívač. Suchý a čistý Ostwaldův viskozimetr upevněte do stojanu a ponořte do vodní lázně
tak, aby její hladina byla, pokud možno nad zásobníkem v kapilárním rameni viskozimetru.
2) Do širšího ramene viskozimetru napipetujte 10ml roztoku kontrastní látky, zapněte
míchačku bez topení a po několika minutách změřte teplotu vodní lázně (T1)
3) Ke kapilárnímu rameni viskozimetru připojte hadičku z umělé hmoty (není-li již připojena)
a kapalinu nasajte pomocí zelené pumpy nad horní rysku v kapilárním rameni. Poté po
stisknutí bílého tlačítka na pumpě nechte kapalinu proudit do původní polohy a změřte čas
potřebný k poklesu hladiny kapaliny od horní rysky po dolní. Měření nejméně třikrát
zopakujte, tak abyste získaly alespoň tři výsledky s malým rozptylem, z nichž vypočítejte
průměrný čas.
4) Zapněte topení (míchačka stále míchá!) a sledujte teplotu vodní lázně, po dosažení teploty
o 5°C vyšší (T2) vypněte topení a popsaným způsobem změřte časy potřebné k poklesu
hladiny kapaliny v kapilárním rameni viskozimetru od horní rysky po dolní.
5) Stejným způsobem změřte časy průtoku při teplotách T3 a T4, které jsou vždy o 5°C vyšší
(T4 = T1 + 15°C).
6) Viskozimetr vyprázdněte a vypláchněte destilovanou vodou. Připravte novou vodní lázeň a
ponořte do ní viskozimetr. Do širšího ramene viskozimetru napipetujte 10ml destilované
vody, zapněte míchačku bez topení a po několika minutách změřte teplotu vodní lázně (T1),
teplotu lázně pokud možno upravte tak aby byla stejná jako při měření neznámé kapaliny.
7) Obdobným způsobem změřte časy průtoku při teplotách T2, T3 a T4 vodní lázně.
8) Vytvořte tabulku výsledků měření. Vypočítejte kinematickou viskozitu zkoumané kapaliny
při teplotách T1 až T4. (Pro výpočet kinematické viskozity destilované vody použijte hodnoty
pro hustotu a dynamickou viskozitu destilované vody z tabulky uvedené v Doplňcích teorie).
Výstup:
Vytvořte do jednoho souřadnicového systému graf závislosti kinematické viskozity vody roztoku
kontrastní látky na teplotě. Porovnejte naměřené hodnoty s hodnotami uváděnými ve specifikacích
kontrastní látky.
Diskuze:
V diskusi uveďte, jak mohou viskózní (elastické, visko-elastické) vlastnosti látek ovlivňovat funkčnost
různých biologických objektů (na buněčné, tkáňové i orgánové úrovni)