普瓦泽伊氏定律英文解释翻译、普瓦泽伊氏定律的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【医】 Poiseuille's law
分词翻译:
普的英语翻译:
general; universal
瓦的英语翻译:
tile
【化】 tile; watt
【医】 tile
泽的英语翻译:
damp; lustre; pond; pool
伊的英语翻译:
he or she
氏的英语翻译:
family name; surname
定律的英语翻译:
law
【化】 law
【医】 law
专业解析
普瓦泽伊氏定律(Poiseuille's Law),又称泊肃叶定律或哈根-泊肃叶定律(Hagen–Poiseuille equation),是流体力学中描述不可压缩牛顿流体在恒定压力差驱动下,通过长直刚性圆管作层流(Laminar Flow) 时,其体积流量(Volumetric Flow Rate)与管道几何尺寸及流体性质之间关系的物理定律。
该定律的核心内容可概括为:
- 流量与压力梯度成正比:流体通过圆管的体积流量(Q,单位如 m³/s)与管道两端的压力差(ΔP)成正比,与管长(L)成反比。
- 流量与管道半径的四次方成正比:体积流量与管道内半径(r)的四次方成正比。这意味着管道半径的微小变化会对流量产生极其显著的影响(例如,半径减半,流量降至原来的 1/16)。
- 流量与流体粘度成反比:体积流量与流体的动力粘度(η)成反比。粘度越大的流体(如蜂蜜),在相同压力差下流过相同管道的速度越慢。
数学表达式(公式):
普瓦泽伊定律的定量关系由以下公式给出:
$$
Q = frac{pi r Delta P}{8 eta L}
$$
其中:
- Q = 体积流量 (m³/s)
- r = 管道内半径 (m)
- ΔP = 管道两端的压力差 (Pa)
- η = 流体的动力粘度 (Pa·s)
- L = 管道长度 (m)
- π = 圆周率
在医学领域(特别是心血管生理学)的应用与意义:
普瓦泽伊定律是理解血液循环,尤其是血管阻力和血流调节的基础原理之一。
- 血管半径的关键作用:定律中流量与半径的四次方成正比(Q ∝ r⁴),这解释了为什么小动脉(Arterioles) 是体循环中外周阻力(Peripheral Resistance) 的主要来源和调节部位。小动脉壁富含平滑肌,可以通过收缩(血管收缩,Vasoconstriction)或舒张(血管舒张,Vasodilation)来显著改变其半径,从而对局部血流量和整体血压进行精细调控。例如,小动脉半径减小一半,其阻力将增加 16 倍,血流量相应大幅减少。
- 血压与血流的关系:结合欧姆定律的流体力学类比(ΔP = Q × R),普瓦泽伊定律提供了计算血管阻力(R)的理论基础:R = (8ηL)/(πr⁴)。这清晰地表明了阻力与粘度、管长成正比,与半径的四次方成反比。
- 适用条件:该定律仅严格适用于刚性圆管中的稳态层流。虽然真实血管具有弹性且非完美圆形,血流也可能出现湍流,但普瓦泽伊定律仍然是理解血流动力学、设计医疗器械(如导管)和分析病理状态(如动脉狭窄导致的血流减少)的核心理论框架。
权威参考来源:
- 《默克诊疗手册》(Merck Manual Professional Version) - 心血管生理学章节:该权威医学参考书在解释血压调节和血流动力学时,会阐述血管阻力与血管半径的关系,其原理即基于普瓦泽伊定律。 (来源:Merck Manuals)
- 《盖顿与霍尔医学生理学》(Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology):这本经典的生理学教材在循环系统部分详细介绍了泊肃叶定律(即普瓦泽伊定律)及其在血管阻力和血流计算中的应用,是理解该定律生理意义的重要资源。 (来源:Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology)
- Khan Academy Medicine (可汗学院医学):其心血管系统生理学课程中,有专门章节通过动画和讲解介绍泊肃叶定律及其在血流和阻力中的作用,内容清晰易懂。 (来源:Khan Academy Medicine - Poiseuille's Law)
- 《生理学评论》(Physiological Reviews)期刊文章:该领域顶级期刊会发表关于微循环血流调控、血管张力等主题的综述,其中会深入讨论普瓦泽伊定律在生理和病理条件下的应用和局限性。 (来源:Physiological Reviews)
网络扩展解释
普瓦泽伊氏定律(Poiseuille's Law)是流体力学中的重要定律,用于描述不可压缩流体在水平圆管中作层流流动时的体积流量与压力梯度、管径等因素的关系。以下是详细解释:
1.基本公式
定律的数学表达式为:
$$
Q = frac{pi Delta P r}{8 eta L}
$$
其中:
- ( Q ):体积流量(单位时间流过的流体体积);
- ( Delta P ):管道两端的压力差;
- ( r ):管道半径;
- ( eta ):流体黏度;
- ( L ):管道长度。
2.物理意义
该定律表明,流量与管道半径的四次方成正比,与黏度和管道长度成反比。这意味着微小的半径变化会显著影响流量(例如血管半径缩小一半,血流阻力将增大16倍)。
3.应用领域
- 医学:用于分析血液循环,尤其是毛细血管中的血流动力学。
- 工程:指导管道设计,如化工输送系统、微流体设备等。
4.背景与发现者
由法国物理学家让·路易·马里·普瓦泽伊(Jean Louis Marie Poiseuille)于19世纪提出,最初用于研究血液在血管中的流动规律。
5.限制条件
- 仅适用于层流(非湍流)状态;
- 流体需为牛顿流体(黏度恒定);
- 管道需为刚性、水平且截面均匀的圆管。
若需进一步了解公式推导或具体案例,可参考流体力学教材或专业文献。
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