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STATI DI AGGREGAZIONE DELLA MATERIA
Il corpo ha volume e forma ben definiti
Il corpo ha volume ben definito, ma assume la forma del recipiente che lo contiene
Il corpo occupa tutto lo spazio disponibile
Si dice fluido un corpo allo stato liquido o gassoso
Solido
Liquido
Gassoso
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PRESSIONE
La pressione è il rapporto fra la forza normale agente su una superficie e l’area della superficie
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NPa (pascal)
m
Fp
S
Densità di un fluidom
dV
Densità dell’acqua 3
kg1000
m
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PRESSIONE
2
dyn=baria
cm
5
2 4 2 2
N 10 dyn dyn1 Pa 1 1 10 10 barie
m 10 cm cm
Nel sistema C.G.S.
5 61 bar = 10 Pa = 10 barie
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PRESSIONE
La pressione che il fluido esercita su una superficie non dipende dalla sua orientazione, ma solo dalla sua profondità.
La pressione che il fluido esercita su una faccia è uguale a quella esercitata sulla faccia opposta.
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PRINCIPIO DI PASCAL
L’aumento di pressione prodotto in un punto di un fluido si trasmette inalterato ad ogni altro punto del fluido.
Amplificazione di una forza
F A
f a
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LEGGE DI STEVINO
Condizione di equilibrio
1
i iF 0
dAhgApmgApAp 112
dghpp 12
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LEGGE DI STEVINO
La pressione esercitata da una colonna di liquido sulla sua base non dipende dalla sezione, ma dipende dalla sua altezza
Poiché la pressione è uguale alla stessa profondità, il liquido si dispone in recipienti comunicanti, ma di varia forma, alla stessa altezza (principio dei vasi comunicanti)
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PRINCIPIO DI ARCHIMEDE
Un corpo immerso in fluido è sottoposto ad un sistema di forze, la cui risultante è detta spinta di Archimede S, diretta verticalmente verso l’alto ed uguale al peso del fluido spostato
S=dVgd = densità del fluido spostatoV = volume del corpo
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PRESSIONE ATMOSFERICA
Esperienza di Torricelli
S
h = 7 6 0 m mm gpa
pa
p = dgh = 13590 • 9.8 • 0.76 Pa= 101218 Pa 105 Pa= 1 atm
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MANOMETRO DIFFERENZIALE
Differenza di pressione fra gas e atmosfera misurata dal dislivello h
h
Fluido
p
p0
Applicazione per la misura della pressione arteriosa con lo sfigmomanometro
op p p
dgh
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FLUIDODINAMICA
Portata di un condotto
S1 S2
v
vt
Svt
Svt
t
VQ
Volume di fluido che attraversa una sezione del condotto nell’unità di tempo
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FLUIDODINAMICA
La portata assume lo stesso valore su ciascuna sezione
S1 S2
v1v2
2211 vSvS
La velocità è inversamente proporzionale all’area della sezione
Moto stazionario: le condizioni fisiche rimangono costanti nel tempo
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TEOREMA DI BERNOULLI
Su qualunque sezione del condotto
Si applica al moto di un fluido ideale (senza viscosità e incompressibile) in moto stazionario in un condotto a pareti rigide
h1h2
a) c)
b) d)
S1v1t
v2tv1
v2
S2
p1
p2
21cost
2dv dgh p
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TEOREMA DI BERNOULLI
Se il fluido è in quiete si ricava la legge di Stevino
1 1 2 2dgh p dgh p 2 1 1 2( )p p dg h h
Effetto Venturi 2221
21 2
1
2
1pdvpdv
In un condotto orizzontale la pressione aumenta se l’area della sezione aumenta
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STENOSI
Se si produce un restringimento della sezione di un vaso sanguifero
S2
S1
p1
p2
1 2p p
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ANEURISMA
Se si produce un allargamento delle sezione di un vaso sanguifero
2 1p p
p2S2
S1
p1
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FLUIDI REALI
Esse sono dovute alle forze di coesione fra le molecole del fluido ed alle forze di attrito fra le molecole del fluido e le pareti del condotto.
Durante lo scorrimento di un fluido reale in un condotto si manifestano forze di attrito interno che ne ostacolano il moto.
Tali forze di resistenza sono l’origine di una proprietà del fluido detta viscosità e producono una perdita di energia che si trasforma in calore
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FLUIDI REALI
Quando un liquido reale scorre in un condotto cilindrico a bassa velocità (moto laminare), tutto avviene come se cilindri concentrici scorressero l’uno dentro l’altro con velocità decrescente dal centro verso la periferia
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LEGGE DI HAGEN-POISEUILLEL’attrito interno produce una caduta di pressione secondo la legge di Hagen-Poiseuille
QRppp 21
R= resistenza idraulicaCondotto cilindrico
4
8R
r
d
= coefficiente di viscosità
d = lunghezza del condottor = raggio del condotto
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COEFFICIENTE DI VISCOSITÀ
Equazione dimensionale
sPasmkg 11S.I.
poisescmg 11C.G.S.
Acqua a 20°C 1 cpoise = 10-3 Pa·sSangue a 37°C 2 - 3 cpoise =2-3 10-3 Pa·s
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SISTEMA CARDIOVASCOLARE
Il cuore è diviso in quattro scomparti: atri e ventricoli.Esso funziona come una pompa sincrona, compiendo ciclicamente una contrazione (sistole) seguita da un periodo di rilassamento (diastole)
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SISTEMA CARDIOVASCOLARE
Parametri fisici
Gittata sistolica: volume di sangue immesso nell’aorta ad ogni contrazione sistolica (80 cm3)
Portata cardiaca: volume di sangue immesso nell’aorta nell’unità di tempo (80 cm3/s)
Frequenza cardiaca: numero di contrazioni sistoliche nell’unità di tempo (60 battiti/min)
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SISTEMA CARDIOVASCOLARE
Pressione cardiaca
Valori medi all’uscita dei due ventricoli: 120 mm Hg per l’aorta 25 mm Hg per l’arteria polmonare
Valori medi al ritorno nei due atri: 4 mm Hg per la vena cava 8 mm Hg per la vena polmonare