IDROSTATICA E IDRODINAMICA 2
TENSIONE SUPERFICIALE
APPLICAZIONI BIOMEDICHE
LA TENSIONE SUPERFICIALE È LA FORZA DI COESIONE
CHE SI ESERCITA FRA LE MOLECOLE SUPERFICIALI DI UN LIQUIDO.
È DOVUTA AL FATTO CHE,
MENTRE SU UNA MOLECOLA INTERNA AL LIQUIDO
SU QUELLE IN SUPERFICIE
LE FORZE ESERCITATE DALLE ALTRE MOLECOLE SONO SIMMETRICHE IN TUTTE LE DIREZIONI,
AGISCONO SOLO FORZE LATERALI E VERSO L'INTERNO DEL LIQUIDO.
LA FORMAZIONE DELLE GOCCE E DELLE BOLLE
TENDE A RENDERE MINIMA LA SUPERFICIE DI UNA GOCCIA
LE BOLLE POSSONO FORMARSI ANCHE NELL'ACQUA,
LA TENSIONE SUPERFICIALE DIMINUISCE
1 DEGLI EFFETTI DELLA TENSIONE SUPERFICIALE
PERTANTO, SULLE MOLECOLE CHE STANNO SULLA SUPERFICIE
AGISCE UNA FORZA RISULTANTE NON NULLA DIRETTA VERSO IL BASSO,
APPUNTO LA TENSIONE SUPERFICIALE,
CHE FA SÌ CHE LA SUPERFICIE DEL LIQUIDO, IN UNA CERTA MISURA,
SI COMPORTI COME UNA MEMBRANA ELASTICA.
È DOVUTA ALLA TENSIONE SUPERFICIALE.
E PER QUESTO MOTIVO LE BOLLE DI SAPONE SONO SFERICHE
(INFATTI, A PARITÀ DI VOLUME, LA SFERA È IL SOLIDO DOTATO DI MINOR SUPERFICIE)
MA, POICHÉ L'ACQUA PURA HA UNA TENSIONE SUPERFICIALE MOLTO MAGGIORE DI QUELLA DELL'ACQUA SAPONATA,
LE BOLLE AVREBBERO DIMENSIONI COSÌ PICCOLE DA NON ESSERE OSSERVABILI.
ALL'AUMENTO DELLA TEMPERATURA.
È LA FORMAZIONE DI MENISCHI SULLA SUPERFICIE LIBERA DI UN LIQUIDO CONTENUTO IN UN RECIPIENTE:
LA SUPERFICIE DEL LIQUIDO, A CAUSA DELLA TENSIONE SUPERFICIALE,
NON SI PRESENTA PERFETTAMENTE PIANA, MA TENDE AD ASSUMERE UNA CARATTERISTICA FORMA CURVA (DETTA MENISCO)
CON CONCAVITÀ (MENISCO CONCAVO) O CONVESSITÀ (MENISCO CONVESSO) RIVOLTA VERSO L'ALTO,
A SECONDA CHE PREVALGANO LE FORZE DI ADESIONE TRA LE MOLECOLE DEL LIQUIDO E DEL RECIPIENTE O LE FORZE DI COESIONE TRA LE MOLECOLE DEL LIQUIDO.
ES. IL SURFATTANTE POLMONARE:
LA PARETE INTERNA DELL’ALVEOLO È COSTITUITA DA UN SOTTILE STRATO ELASTICO DI CELLULE EPITELIALI DI TIPO I
CHE RIVESTE UNA CAVITÀ IN CUI OLTRE AD UN SOTTILE STRATO DI H2O C’È UNA SOSTANZA SURFATTANTE
PRODOTTA CONTINUAMENTE DAI PNEUMOCITI DETTE CELLULE EPITELIALI DI TIPO II.
IL FILM DI ACQUA È DOVUTO AL VAPORE DELL’ARIA CHE NELL’ALVEOLO SI TROVA IN CONDIZIONI DI VAPORE SATURO
E CONDENSANDO FORMA IL FILM LIQUIDO ADERENTE ALL’ALVEOLO.
IL SURFATTANTE (UNA LIPOPROTEINA ESTERE DI ACIDI GRASSI), INVECE, È UN POTENTE TENSIOATTIVO CAPACE DI
RIDURRE LA TENSIONE SUPERFICIALE T DELLO STRATO DI H2O
E QUINDI RIDUCE LA PRESSIONE P DOVUTA ALLA CURVATURA DELLA BOLLA LIQUIDA INTERNA AGLI ALVEOLI.
LA TENSIONE ESERCITATA DALLA PARETE DELL’ALVEOLO DIPENDE
CHE DALLA TENSIONE T DEL LIQUIDO SULLA PARETE CHE CONTIENE IL SURFATTANTE.
SIA DALL’ELASTICITÀ DELLA MEMBRANA
GLI ALVEOLI SI POSSONO CONSIDERARE COME DELLE SFERETTE CON UN FORO
DA CUI ENTRA L’ARIA INSPIRATA.
APPLICANDO LA LEGGE DI LAPLACE ALLA MEMBRANA SFERICA:
R(PI - PEXT) = RΔP = 2T
DOVE R È IL RAGGIO DELL’ALVEOLO, ΔP È LA DIFFERENZA DI PRESSIONE FRA LA PRESSIONE INTERNA PI NELL’ALVEOLO
E PRESSIONE ESTERNA PEXT EXTRAPOLMONARE AGLI ALVEOLI (PRESSIONE PLEURALE) E T È LA TENSIONE SUPERFICIALE DEL LIQUIDO ALVEOLARE.
PRESSIONE DEL SANGUE
IL FENOMENO, DI NATURA FISICA, SI VERIFICA A CAUSA DELL’INTERAZIONE DI 3 TIPI DI FORZE:
L’ERITROSEDIMENTAZIONE È LA TENDENZA DEI GLOBULI ROSSI (ERITROCITI O EMAZIE),
VES, LA VELOCITÀ DI ERITROSEDIMENTAZIONE
LA VELOCITÀ CON CUI GLI ERITROCITI PRECIPITANO
È UN ESAME DEL SANGUE CHE MISURA, IN MODO ASPECIFICO E INDIRETTO,
IL GRADO DI INFIAMMAZIONE PRESENTE NELL’ORGANISMO.
CONTENUTI ALL’INTERNO DI UN CAMPIONE DI SANGUE RESO INCOAGULABILE,
DI PRECIPITARE SUL FONDO DELLA PROVETTA.
FORZA DI RESISTENZA DEL MEZZO:
FORZA IDROSTATICA:
FORZA GRAVITAZIONALE: ATTIRA GLI ERITROCITI VERSO IL FONDO,
È COMPOSTA DALL’INSIEME DELLE FORZE DI ATTRITO VISCOSO CHE SI OPPONGONO E RALLENTANO LA SEDIMENTAZIONE,
È LA SPINTA CHE, RIVOLTA VERSO L’ALTO, IL MEZZO ESERCITA SULLE CELLULE, PER IL PRINCIPIO DI ARCHIMEDE
È DESCRITTA DALLA LEGGE DI STOKES FR=6ΠΗRV
FR: FORZA D’ATTRITO DA SUPERARE ;V: VELOCITÀ DELLA SFERA RISPETTO AL LIQUIDO O ALLA VELOCITÀ DELLA PARTICELLA [M/S]
R: RAGGIO DELLA PARTICELLA O RAGGIO DELLA SFERA ;Η: VISCOSITÀ DINAMICA [PAS=NS/M²]
SE IL RAGGIO DEL VASO DIMINUISCE
PER FLUSSO F (O PORTATA) SI INTENDE LA QUANTITÀ DI LIQUIDO (VOLUME)
IN UN CIRCUITO IDRAULICO CHIUSO,
L’EQUAZIONE DI CONTINUITÀ (O DI CONSERVAZIONE DEL FLUSSO)
IL FLUSSO TOTALE È COSTANTE IN TUTTE LE PARTI DEL CIRCUITO CHE SONO IN SERIE,
MENTRE È PARI ALLA SOMMA DEI FLUSSI PER LE PARTI IN PARALLELO.
CHE SCORRE ATTRAVERSO UNA CERTA SEZIONE DI UN TUBO
NELL’UNITÀ DI TEMPO
STABILISCE CHE IN UN CONDOTTO ORIZZONTALE A PARETI RIGIDE E IMPERMEABILI
NEL QUALE SCORRA UN LIQUIDO CON MOTO STAZIONARIO (VELOCITÀ COSTANTE NEL TEMPO)
IL FLUSSO E' COSTANTE
DEVE AUMENTARE LA VELOCITÀ DEL FLUSSO E VICEVERSA.