第一章物理基础知识

南昌大学医学院 教案 中职数学基础模块教案 下载北师大版¥1.2次方程的根与系数的关系的教案关于坚持的教案初中数学教案下载电子教案下载 课程名称 麻醉设备学 院系部 第一临床医学院 教研室 麻醉学教研室 教师姓名 雷恩骏 职称 副教授 授课时间 2009年2月25 日--2009年7月10 日     南昌大学医学院教务办 说  明 一、教案基本内容 1、首页：包括课程名称、授课题目、教师姓名、专业技术职称、授课对象、授课时间、教学主要内容、目的与 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 、重点与难点、媒体与教具。 2、续页：包括教学内容与方法以及时间安排，即教学详细内容、讲述方法和策略、教学过程、图 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 、媒体和教具的运用、主要专业外语词汇、各讲述部分的具体时间安排等。 3、尾页：包括课堂设问、教学小结、复习思考题与作业题、教研室（科室）主任意见、教学实施情况及分析。 二、教案 书 关于书的成语关于读书的排比句社区图书漂流公约怎么写关于读书的小报汉书pdf 写要求 1、以教学大纲和教材为依据。 2、明确教学目的与要求。 3、突出重点，明确难点。 4、图表规范、简洁。 5、书写工整，层次清楚，项目齐全，详略得当。 ] 课程名称 麻醉设备学 授课题目 第一章 物理基础知识 教师姓名 雷恩骏 职称 副教授 所属 院部系 第一临床医学院 教研室 麻醉学教研室 教学层次 □研究生 √ □本科生 □专科 成教（□本科 □专科） 学时 自学 授课对象 麻醉学专业 2007年级 麻醉1、2 班 授课时间 2009年2月25日—2009年7月10日 主要内容： 1．物理基础知识的概述 2．气体定律 3．物态的变化 4．流体的运动 5．光的吸收 目的与要求： 1、了解物理基础知识的的基本定律； 2、了解气体定律； 3、了解物态的变化； 4、了解流体的运动； 5、了解光的吸收； 6、课后应登陆《麻醉设备学》教学网学习本章节内容，并在可教学论坛上与授课教师进行网络互动和发表自己的听课体会。 重点与难点： 重点：1、物理基础知识的的基本定律； 2、流体的运动。 难点：1、气体定律； 2、物态的变化； 3、光的吸收。 媒体与教具： 媒体： 多媒体CAI 课件 超市陈列培训课件免费下载搭石ppt课件免费下载公安保密教育课件下载病媒生物防治课件 可下载高中数学必修四课件打包下载 教学                         南昌大学医学院教案 第  1 页  总 4 页                              （首页） 教 学 内 容 与 方 法 时间分配 第一章 物理基础知识 第一节　气体定律 一、 理想气体的状态方程 二、 范德瓦尔斯方程 三、 安德鲁斯实验 四、 混合气体的压强 五、 气体的弥散 六、 气体在液体中的溶解度 七、 分配系数 1、 血/气分配系数 八、 油/气分配系数 第二节 物态的变化 一、 气化 1、 蒸发 2、 沸腾 3、 饱和蒸气压 二、 液化 三、 湿度和湿化器 1、 湿度 2、湿化器三种类型： （1）水容器型湿化器（water jar humidifier） （2）凝聚型湿化器（condenser humidifier） （3）雾化器（nebulizer） 第三节 流体的运动 一、连续性方程 二、伯努利方程 1、空吸作用       南昌大学医学院教案 第  2 页  总 4页                              （续页） 南昌大学医学院教案 教 学 内 容 与 方 法 时间分配 2、 皮托管 三、层流 四、湍流 五、射流的附壁效应 第四节 光的吸收 一、选择性吸收 二、朗伯－比尔定律       第  3 页  总4 页 南昌大学医学院教案 课堂设问： 1：理想气体的状态方程是什么？ 2：什么叫分配系数？ 3：湿化器三种类型是什么？ 课堂教学小结： 复习思考题及作业题： 思考题：1、麻醉设备学与物理基础知识有何关联？ 2、试述范德瓦尔斯方程？ 作业题：1、物态的变化有哪些？ 2、流体的运动有哪些类型？ 教材及参考书： 教材：麻醉设备学（第二版） 参考书：1、现代麻醉学（第三版） 2、Miller麻醉学（第五版） 教研室（科室）主 任 意 见 教研室（科室）主任签章： 年 月 日 教学实施情况及分析（此项内容在课程结束后填写）：     第  4 页  总4  页                              （尾页） 南昌大学医学院讲稿 第一章  物理基础知识 在呼吸治疗及吸入麻醉工作中，常常会遇到一些与物理学密切相关的问题。例如，气体的压强及流动的规律、物态之间的转变，以及通气机、麻醉机的运作及工作原理等。了解并正确运用物理学的规律来指导临床实践，不仅能提高呼吸治疗及麻醉工作的效果，而且能促进通气机、麻醉机等设备的不断改进与发展。 第一节　气体定律 一、理想气体的状态方程 只考虑分子间相互碰撞，不考虑其他作用，分子体积和分子间的引力均可忽略不计的气体，称为理想气体。 对于一定量的理想气体，它的压强P、体积V和绝对温度T之间的存在下式的关系： PV=                                  （1-1） 此式称为理想气体状态方程。式中=R8.314J/mol.k,称为摩尔气体常数，u是摩尔质量，M为容量器内体的质量，单位为kg,体积V的单位为m3，压强P的单位为N/m2或Pa。 由于气体的密度p=                                                                        (1-2) 把（1－1）和（1－2）应用于实际气体时，计算结果和实验数值有微小差别，温度越低，压强越大，即气体密度越大时，出现的偏差越大。 二、范德瓦尔斯方程 由于实际气体分子本身占有一定体积，分子之间存在相互作用。范德瓦尔德斯（Van der waals）考虑到这两个因素，对理想气体的状态方程加以修正，从而导出了范德瓦尔斯方程。 首先，在压强很大时，气体体积减少至少很小，气体分子本身所占有的体积就不能再忽略不计。 P=(V-b)=RT 其次，由于分子间引力的存在，使得器壁附近分子受到一个垂直于器壁指向容器内部的吸引力。这样，就会减弱气体分子施于器壁的压力，故上式应为： P= △P表示由于分子间的吸引力而减小的气体的压强，通常称为内压强。 第  1 页  总 6 页                            南昌大学医学院讲稿 范德瓦尔斯方程：(P+ )(V-b)=RT                                  范德瓦尔斯方程比理想气体状态方程更接近于实际情况，但也不是绝对准确的。 三、安德鲁斯实验 理想气体只是在温度不太低、压强不太高的条件下，才符合实际情况，在P-V图上，理想气体的等温线是等轴双曲线，而实际气体的等温线，并非都是等轴双曲线，研究实际气体的等温线，就可了解理想气体偏离实际气体变化规律的情况，从而对实际气体的性质得到进一步的认识。 四、混合气体的压强 混合气体中，各种成分气体都有自己的压强，称为分压强。混合气体的压强等于组成混合气体的各成分的分压强之和，这个规律称为道尔顿（Dalton）分压定律。分压强的大小和其他成分气体无关，并可从其在混合气体的容积百分比算出。 气体分压强的大小与气体的流动方向有密切关系，气体总是由分压强大的地方向分压强小的地方转移。 五、气体的弥散 当气体的密度不均匀时，气体的分压强就会有差异，气体分子从分压大的地方向分压小的地方移动，称为弥散。 六、气体在液体中的溶解度 当气体和液面接触时，由于气体分子的无规则运动，一部分气体分子会进入液体内部而溶于液体中。血氧含量、血二氧化碳分压、麻醉药物的血浓度等都涉及气体在液体中溶解的物理现象。 在一定温度与压力条件下，当液面上的气体和溶解的气体达到平衡时，该气体在液体中的浓度称为溶解度。 气体的溶解度还与压力有关。压强增大，液面上的气体密度增大，和液面接触的分子数增多，所以气体溶解度随压强增加而增加，若液面上是混合气体，则气体的溶解度与液面上该气体的分压强成正比。 亨利定律：C=Ap 麻醉气体在血中的溶解度和诱导及清醒速度有关。溶解度小的麻醉药物，在血中的分压升高快，吸入后肺泡内分压及脑内分压达到平衡的时间短，所以诱导迅速。而且在血内溶解度低，一旦排出，迅速从体内消失，故很快清醒。 七、分配系数 在一定温度下，某一物质在两相中处于动态平衡时，该物质在这两相中的浓度比值称为分配系数。挥 发性麻醉药经肺泡进入血液，可把肺泡气和血液看成互相邻近的气、液两相，当其在两相中处于动态平衡时，这两种中麻醉药的浓度比值就称为该麻醉药的血/气分配系数。用以表示麻醉药在人不同组织或部位的 第 2  页  总6页 南昌大学医学院讲稿 吸收分布情况。 血/气分配系数麻醉诱导快慢有关。异氟烷在血中溶解度小，血/气分配系数小，麻醉诱导非常迅速，清醒也快。 油/气分配系数与麻醉强度有关，油/气分配系数越高，麻醉药脂溶性越高，其作用强度越大。甲氧氯烷的油/气分配系数最大，麻醉强度最大。 麻醉机的一部分部件，如贮气囊和螺纹管是橡胶制品，由于甲氧氟烷的橡胶/气分配系数很大，因此在使用甲氧氟烷时，一部分被麻醉机装置所吸收，会导致浓度降低，诱导时间延长，当麻醉结束后，甲氧氟烷又从上述装置中逐渐释放，使苏醒时间延迟。这些作用与影响都是在实际工作中需要考虑的。 第二节  物态的变化 物质分子可以聚集成固、液、气三种状态，在一定的温度与压力条件下，物质的三态可以互相转变，称为相变。在呼吸和麻醉中常遇到的是液、气之间的相变。 一、气  化 物质由液态变成气态的过程叫气化。气化有蒸发和沸腾两种方式。 （一）蒸发 蒸发是液体表面发生气化的现象。液体中蒸发时要吸收热量，所以蒸发具有致冷作用。这是因为蒸发是液体分子变成蒸气分子的过程，在蒸发过程中，只有动能较大的分子才能逸出液面，留下的液体分子平均动能较小，从而使液体温度下降。 蒸发在任何温度下都能发生，但温度越高，蒸发表面越大，表面上方通风越好，则蒸发越快。各种麻醉蒸发器的设计都要考虑上述因素。麻醉蒸发器为了加速蒸发通常采用下列方法： 1、增加蒸发表面积 2、增加表面气流 3、温度补偿 （二）沸腾 一定温度下，在液体表面和内部同时进行汽化的现象叫沸腾。如在一个大气压下，水的温度升高到1000C时，水的内部产生大量汽泡并由液体内部上升到液面，在液面破裂并放出蒸气，整个液体上下翻滚剧烈汽化，这就是水的沸腾现象。 （三）饱和蒸气压 在蒸发过程中，由于分子的无规则运动，一方面液体内动能较大的分子可以逸出液面成为蒸气分子， 第  3 页  总 6页    南昌大学医学院讲稿 另一方面蒸气分子也能不断返回液体，蒸发过程实际是一个动态过程。液面上蒸气分子的密度不再增加，液体也不再养活，和液体处于动态平衡的蒸气称为饱和蒸气，饱和蒸气的压强称为饱和蒸气压。 在一定温度下，因为饱和蒸气密度不变，所以饱和蒸气压不变。 挥发性麻醉药的汽化特点是沸点低、汽化热小、饱和蒸气压高、容易汽化。 二、液化 物质从气态转变为液态的过程称为液化，也称凝结。液化是汽化的相反过程，随着温度的下降，饱和蒸气中的蒸气分子凝结成液体，同时放出热量，使液体温度升高。 使气体液化，也可用加压的方法实现。 三、湿度和湿化器 （一）湿度 大气的干湿程度叫湿度，用来说明大气中水蒸气的多少，可用绝对湿度和相对湿度两个物理量表示。单位体积的大气中所含水汽的质量叫绝对湿度，但是要直接测量大气中水汽的密度比较困难，因此通常用大气中水汽的压强来表示绝对湿度。 空气中水汽压强则由露点测定。未饱和汽变成饱和汽的温度叫露点，露点温度的饱和水汽压强就空气的水汽压强。 肺泡气的相对湿度在3700C时为100%，如吸入气的湿度低于此值就要从呼吸道吸收湿气，所以正常人呼吸道对吸入气有加温、湿化的作用。 （二）湿化器 湿化器有三种类型： 1、水容器型湿化器（water jar humidifier） 2、凝聚型湿化器（condenser humidifier） 3、雾化器（nebulizer） 第三节　流体的运动 液体和气体都没有固定的形状，在力的作用下，其一部分相对于另一部分很容易发生运动，这种性质称为流动性。由于这种流动性，把液体和气体合称为流体。 一、连续性方程 流动在运动时，如果在任一固定点的速度是不随时间变化的，这种流动称为稳定流动。 S1V1=S2V2 第  4 页  总 6 页   南昌大学医学院讲稿 称为连续性方程（equation of contiuity） 二、伯努利方程 P+ 1/2pv2+pgh=常量 此式称为伯努利方程（Bernoulli equation），其意义是理想流体作稳定流动时，流管内的任一截面处，单位体积流体的动能、重力势能和该点的压强之和都相等。 伯努利方程说明，流动流体的压强是流速、高度两方面的因素有关的。 （一）空吸作用 当压强低于大气压时，可把容器内的液体吸入，并随同道内的流体一起被带走，这就是空吸作用。 （二）皮托管 皮托管是一种常用的流速计，可用来测量液体和气体的流速。 三、层流 实际液体与理想液体不同，是有粘滞性的液体。实际液体在管内流动时同一截面上各点流速是不同的。在管的中央轴线处流速最大，越靠近管壁，流速越小，与管壁接触处速度为零。这种分层的流动形式叫层流。 四、湍流 实际流体中流速不大时，流体是分层流动的，各层之间不相混杂，这就是前面讲的层流。泊肃叶化公式只对层流才是正确的。当流体在管理里的流速超过一定数值时，流体将不再保持分层流动，流体各部分互相混杂，形成漩涡，流线变得极有规则，称为湍流。 在麻醉机及通气机使用过程中，流量一般低于临界流量，气流形式以层流为主。如果管道扭曲、内壁粗糙、接头成角、管腔狭窄，就容易造成湍流。 五、射流的附壁效应 射流就是喷射成一束流动的流体（液体或气体）。 第四节　光的吸收 当光通过物质时，由于光波和物质的相互作用，一部分能量被散射，另一部分能量被吸收转换成其他形式能量。这两种原因都是导致光波在进行方向上强度降低，称为光的吸收（ab sorption of light）。 一、选择性吸收 物质对光波的吸收具有选择性，即同一种物质对不同波长的光波吸收程度不同。例如，当白光通过绿色玻璃时，只有绿色光能够透过，其余颜色的光大部分被吸收。无色玻璃虽然可以通过可见光，但却强烈吸收紫外线。这种现象称为选择性吸收。 二、朗伯－比尔定律 利用光的吸收作定量分析的理论基础是朗伯－比尔（Lamber-Beer）定律。 第  5 页  总 6 页 南昌大学医学院讲稿 I=I0e-BCX 此式称为朗伯－比尔定律。根据此式，当光通过溶液时，由光在溶液中被吸收的程度，可以决定溶液的浓度。 光的选择吸特性和朗伯－比尔定律，在临床麻醉监测仪器中有着重要的作用。如用红外线气体分析仪监测麻醉气体浓度，利用脑红外光谱监测脑氧饱和度、脉博血氧计监测脉博血氧饱和度等，其物理学原理都是光的选择吸收特性和朗伯－比尔定律。 第  6 页  总 6页