静脉输液的物理原理分析

1、格豚输液的物理原方正荣把开口的体积为1.25L的雪普瓶装满 液体，用针头在底部钻个小孔,液体从小孔流 出,如果最初林分钟流出125 mL，浓体是否10 分钟全部流完呢？答案是否定的，理由如下：如图 1所示,设 小孔的面 积为AS, 研究小孔 附近一段 长为饵 的小液体 元，其质量为Am=pAI =p5A/又因小孔处的压强 为p = 3,因此小液体元侧面所受的压力 F二内二磔乙，时该小液体元运用动能定 理可得FM = -rAmt 2,即咕$垃= /pASALL解得 v= /畸从上式可以看出，液体从小孔里流出的 速度跟液面更离小孔的高度A有关，陵苜液 而高度的下降，流速将逐渐变慢,因而瓶中液 体全

2、部加完的时间要比10分钟长，在前面的 讨论中，因为液面上部与小孔处都有大气压强的作用,因此大气压的存在并K影响渣（ 的流也我们灿汰医院里对病人静脉输液时J 须要求输液的滴流速度恒定，静脉输液器 妙地做到了这一点，那么静肽输液器究竟; 用什么办法呢?它实际上是根据法国物理士 家马略特发明的“恒流瓶”的原理改装而1 的C图2就是“恒流版”装置的原理虬该装I 的瓶口密封,从瓶口插入一个两端开口、内彳 很小的细玻璃笥,这样细玻璃管的下端，明 体内部的。处与外界大气相通。当把比Q/ 更低的小孔P打开时，液体将匀速流出工这 因为当小孔P打开时.水从P处往外流 瓶中的液面下降，液 而上方的空气体积将 变大，

3、压强因此被少, 于是外界的的空气就 会通过玻寓酉从水中 的Q处流进，进入液 面上方的稀薄气体中 （我们看到的,就是一 个个小气泡从液体里 冒出,J3后聚集到液 体上方）c因此液面虽然在不断的下降，但注面上方空气的压强与 Q点上方液体的压强之利如蛤终不变，即Q 处的压强恒等于大气压强，也就是说，使液体 从小孔P处流出的住强，实际上就等于液体 在P、Q之间的压强差，即P = 闱AhM此只 要液血还没有下降到Q：,液体从小孔P处 流出的速度r= Q 就不会改变,这就是 “恒流瓶”流速不变的道理当然，如果液面下 降到Q点下方,情也就与阳的相同了医疗输液器装置如图3所示,跟图2相比 较，不难看出输液器其

4、实就是二个忸流根Jt 中进气管相当于图2中的加玻璃膏，滴注管球 部上方的开口 P相当于图2中的小孔。因此 在输液过程中,虽然瓶内药液的液面会不断 下降，但进气管上方的开HQ处的压强却始 终等于大气压强。又因针头位置与Q点的高 度相差不大，所以也可以认为针头处的压强 亦始终等于大气跟强。肉而只要P处压强相 定,针头与P处（即滴注管球部内空气）之间 的压强差就忖.定 不变，输液的速 度也就保持不 交，这就足输液 器能保田h速输 液的原理,当然, 从上述分析可以 看出，如果改变 P处（即湎注管 球部内空气）的 压强，就可以改图3至流速而滴注 管球部内空气的压遗又跟输液管的高度以及 人体血液的压强有关

5、系c所以只要改变输液 管的高度就可以改变P处的压强，从而也就 可以改变输油的速度。护士在给病人输液时, 为了提高输液的速度，采用抬高埔液瓶高度 的方法，正是这个道理6（江苏省盐城市伍佑中学22他U）输液的原理医院里的护士使用如图所示的装置给患者输液.小雨发现照这样做法，护士为患者多次更换药瓶比较麻烦，于是就设计了如图所示的三瓶串接的方案.请分析回答：(1)图甲中药液为何会匀速滴下？但为何开始的一小段时间内总是滴得很快？(2)图乙中哪个药瓶中的药液先流完？(3)输液结束时，若不及时从病人身上拔下针头，病人的血会倒流入 瓶中吗？(4)根据病房的现有条件，如果要估测出输液过程中的一滴药液的质 量，需

6、要收集哪些数据，请写出表达式，并简要说明实验中作了哪些近 似处理.解：(1)因为随着药液流出，瓶中的液柱稍有降低，上方气体体积稍有变大，压强稍有减小，使得瓶口处的总压强稍小于外界大气压，外大气压强就将空气从进气管压入瓶中补充， 使瓶口处的压强基本上保持在一个大气压，使药液能均匀稳定地滴下，不随瓶中药液的逐渐减少再改变.而开始时瓶中气体的压强大约为一个大气压，瓶口处的压强大于-个大气压，所以开始的一小段时间内总是滴得很快.(2)甲瓶的药液先流完.因为甲乙丙三瓶采用串联的方式，其工作情况是这样的：药液从丙瓶中流下，丙瓶中空气体积增大，压强下降，乙瓶中空气将乙 瓶中药液压入丙瓶补充，是丙瓶液面保持不

7、变；药液从乙瓶中流至丙瓶 后，乙瓶中体积增大，压强下降，甲瓶中空气将甲瓶中药液压入乙瓶补 充，是乙瓶液面保持不变；药液从甲瓶中流至乙瓶后，甲瓶中体积增大， 压强下降，大气压将外界空气压入甲瓶，甲瓶中液面下降；液体如此流 动，直到甲瓶中的药液全部流完，这时甲瓶中空气与外界直接连通，连 接甲乙两瓶的管子相当于甲瓶当初的进气管；以后的过程是药液从丙瓶中流入血管，乙瓶中药液流入丙瓶补充，空气流入乙瓶，直至乙瓶中药 液流完，乙瓶与大气相通.然后才是空气直接进入丙瓶，直至丙瓶中药 液逐渐流完.(3)若不改变吊瓶的高度，输液结束时，即便不能及时从病人身上拔 下针头，病人的血也不会倒流入瓶中。因为，药液之所以会流入人体， 是因为输液管中液体压强大于血管中血液的压强，当输液管中液柱逐渐变低，液柱压强等于血管中血液的压强时，液体将不再流动。因此不必 担心病人的血会倒流入瓶中。(4)收集数据和计算过步骤如下：从药瓶上的刻度读出药液的体积 V ;当某一滴药液刚好落下时数 “0开始计时，当数到第“n个液滴滴下时 停止计时，记下所用时间t。；算出连续两液滴滴下的时间间隔为：T= to/n记下完成一瓶滴注的