普瓦澤伊氏定律英文解釋翻譯、普瓦澤伊氏定律的近義詞、反義詞、例句
英語翻譯:
【醫】 Poiseuille's law
分詞翻譯:
普的英語翻譯:
general; universal
瓦的英語翻譯:
tile
【化】 tile; watt
【醫】 tile
澤的英語翻譯:
damp; lustre; pond; pool
伊的英語翻譯:
he or she
氏的英語翻譯:
family name; surname
定律的英語翻譯:
law
【化】 law
【醫】 law
專業解析
普瓦澤伊氏定律(Poiseuille's Law),又稱泊肅葉定律或哈根-泊肅葉定律(Hagen–Poiseuille equation),是流體力學中描述不可壓縮牛頓流體在恒定壓力差驅動下,通過長直剛性圓管作層流(Laminar Flow) 時,其體積流量(Volumetric Flow Rate)與管道幾何尺寸及流體性質之間關系的物理定律。
該定律的核心内容可概括為:
- 流量與壓力梯度成正比:流體通過圓管的體積流量(Q,單位如 m³/s)與管道兩端的壓力差(ΔP)成正比,與管長(L)成反比。
- 流量與管道半徑的四次方成正比:體積流量與管道内半徑(r)的四次方成正比。這意味着管道半徑的微小變化會對流量産生極其顯著的影響(例如,半徑減半,流量降至原來的 1/16)。
- 流量與流體粘度成反比:體積流量與流體的動力粘度(η)成反比。粘度越大的流體(如蜂蜜),在相同壓力差下流過相同管道的速度越慢。
數學表達式(公式):
普瓦澤伊定律的定量關系由以下公式給出:
$$
Q = frac{pi r Delta P}{8 eta L}
$$
其中:
- Q = 體積流量 (m³/s)
- r = 管道内半徑 (m)
- ΔP = 管道兩端的壓力差 (Pa)
- η = 流體的動力粘度 (Pa·s)
- L = 管道長度 (m)
- π = 圓周率
在醫學領域(特别是心血管生理學)的應用與意義:
普瓦澤伊定律是理解血液循環,尤其是血管阻力和血流調節的基礎原理之一。
- 血管半徑的關鍵作用:定律中流量與半徑的四次方成正比(Q ∝ r⁴),這解釋了為什麼小動脈(Arterioles) 是體循環中外周阻力(Peripheral Resistance) 的主要來源和調節部位。小動脈壁富含平滑肌,可以通過收縮(血管收縮,Vasoconstriction)或舒張(血管舒張,Vasodilation)來顯著改變其半徑,從而對局部血流量和整體血壓進行精細調控。例如,小動脈半徑減小一半,其阻力将增加 16 倍,血流量相應大幅減少。
- 血壓與血流的關系:結合歐姆定律的流體力學類比(ΔP = Q × R),普瓦澤伊定律提供了計算血管阻力(R)的理論基礎:R = (8ηL)/(πr⁴)。這清晰地表明了阻力與粘度、管長成正比,與半徑的四次方成反比。
- 適用條件:該定律僅嚴格適用于剛性圓管中的穩态層流。雖然真實血管具有彈性且非完美圓形,血流也可能出現湍流,但普瓦澤伊定律仍然是理解血流動力學、設計醫療器械(如導管)和分析病理狀态(如動脈狹窄導緻的血流減少)的核心理論框架。
權威參考來源:
- 《默克診療手冊》(Merck Manual Professional Version) - 心血管生理學章節:該權威醫學參考書在解釋血壓調節和血流動力學時,會闡述血管阻力與血管半徑的關系,其原理即基于普瓦澤伊定律。 (來源:Merck Manuals)
- 《蓋頓與霍爾醫學生理學》(Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology):這本經典的生理學教材在循環系統部分詳細介紹了泊肅葉定律(即普瓦澤伊定律)及其在血管阻力和血流計算中的應用,是理解該定律生理意義的重要資源。 (來源:Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology)
- Khan Academy Medicine (可汗學院醫學):其心血管系統生理學課程中,有專門章節通過動畫和講解介紹泊肅葉定律及其在血流和阻力中的作用,内容清晰易懂。 (來源:Khan Academy Medicine - Poiseuille's Law)
- 《生理學評論》(Physiological Reviews)期刊文章:該領域頂級期刊會發表關于微循環血流調控、血管張力等主題的綜述,其中會深入讨論普瓦澤伊定律在生理和病理條件下的應用和局限性。 (來源:Physiological Reviews)
網絡擴展解釋
普瓦澤伊氏定律(Poiseuille's Law)是流體力學中的重要定律,用于描述不可壓縮流體在水平圓管中作層流流動時的體積流量與壓力梯度、管徑等因素的關系。以下是詳細解釋:
1.基本公式
定律的數學表達式為:
$$
Q = frac{pi Delta P r}{8 eta L}
$$
其中:
- ( Q ):體積流量(單位時間流過的流體體積);
- ( Delta P ):管道兩端的壓力差;
- ( r ):管道半徑;
- ( eta ):流體黏度;
- ( L ):管道長度。
2.物理意義
該定律表明,流量與管道半徑的四次方成正比,與黏度和管道長度成反比。這意味着微小的半徑變化會顯著影響流量(例如血管半徑縮小一半,血流阻力将增大16倍)。
3.應用領域
- 醫學:用于分析血液循環,尤其是毛細血管中的血流動力學。
- 工程:指導管道設計,如化工輸送系統、微流體設備等。
4.背景與發現者
由法國物理學家讓·路易·馬裡·普瓦澤伊(Jean Louis Marie Poiseuille)于19世紀提出,最初用于研究血液在血管中的流動規律。
5.限制條件
- 僅適用于層流(非湍流)狀态;
- 流體需為牛頓流體(黏度恒定);
- 管道需為剛性、水平且截面均勻的圓管。
若需進一步了解公式推導或具體案例,可參考流體力學教材或專業文獻。
分類
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