Curso de biofisca parcial II

Flujo de un fluido

Movimiento continuo de un líquido o gas desde una región de mayor energía hacia otra de menor energía. En el organismo gobierna la circulación sanguínea, el flujo respiratorio, el LCR y la perfusión IV. 

Flujo aerodinámico

Es el movimiento de un fluido en el cual cada partícula en el fluido sigue la misma trayectoria que siguió la partícula anterior

Características del flujo

Dirección (desplazamiento), Velocidad (rapidez), Presión (fuerza por unidad de área) y Caudal Q (volumen por unidad de tiempo). 

Caudal o gasto

Volumen por unidad de tiempo, se puede calcular partiendo de Q=velocidad x área transversal

Unidad de medida: pies cúbicos por segundo, metros cúbicos por segundo y litros por segundo y galones por min

Flujo laminar

Régimen de flujo donde las partículas se desplazan en capas paralelas y ordenadas, sin mezclarse entre sí y sin remolinos. Ejemplo: sistema circulatorio y respiratorio

Flujo turbulento

Régimen con movimiento irregular y caótico, trayectorias entrecruzadas y formación de remolinos (vórtices) que disipan energía

Gasto cardiaco

Es la cantidad de sangre que el corazón bombea por minuto hacia la circulación sistémica

Fórmula:

Gasto cardiaco (GC) = frecuencia cardiaca (FC) x volumen sistolico (VS)

Ecuación del numero de Reynolds (RE)

Parámetro adimensional que predice el régimen de flujo:

Donde p es densidad (kg/m3) , v es velocidad (m/s), D es diámetro (m) y M es viscosidad (Pa.S)

Datos

Frecuencia cardiaca (FC)= Número de latidos por minuto

Volumen sistolico (VS) = volumen de sangre expulsado por el ventrículo izquierdo en cada latido

Unidad de GC= mL/min o L/min

Interpretación clinica del numero de Reynolds (Re)

Ecuación de Bernoulli

Expresa la conservación de la energía en un fluido idea en movimiento, expuesto por Daniel Bernoulli

Establece que cuando la velocidad del fluido aumenta, su presión lateral disminuye

Ecuación de continuidad

Expresa la conservación de la masa en un fluido incompresibles (Q =A1.V1 = A2.V2=constante). Si el área disminuye, la velocidad del flujo aumenta proporcional para mantener el caudal

Efecto Venturi

Consecuencia práctica de Continuidad y Bernoulli: al pasar por un estrechamiento, un fluido aumenta su velocidad y disminuye o provoca una caída en su presión. Aplicado en mascarillas de O_2, nebulizadores y aspiradores quirúrgicos. 

PRESIÓN Y VELOCIDAD (el tubo de vesturi)

Dispositivo que puede usarse para medir la velocidad de un gas con la ayuda de un liquido

Fórmula: Pa - Pb= pgh

Viscosidad

ropiedad que representa la resistencia interna o "fricción interna" entre las capas de un fluido al deslizarse. Se representa por $m$ y sus unidades son Pa. S en el SI y Poise (P) en CGS (1 Pa. S = 10 P)

Perfil plano es un fluido idea con viscosidad = 0 y el perfil parabolico es un real con viscosidad = constante

Se llama Vm a la velocidad media y Va a la velocidad máxima

Valores de referencia de viscosidad dinámica

Fuerza viscosa

Dificultad o frena el movimiento asi como agua fluye más fácilmente que la miel a esto se llamara viscosidad

Resistencia

Es el cociente entre la diferencia de presión y el caudal

Sangre como fluido no newtonianos

Su viscosidad no es constante debido a que contiene células y proteínas en suspensión.

Ley de poiseulle

Determina el caudal volumétrico (Q) en un conducto cilíndrico:

Muestra que Q es directamente propositivo a la cuarta potencia del radio (r4) e inversamente proporcional a la viscosidad (m)

Número de Reynolds

Potencia cardiaca

Es la energía por unidad de tiempo consumida por el corazón

Capilaridad y Ecuación de Jurin

Ascenso o descenso de un líquido en tubos estrechos debido a la adhesión, cohesión y tensión superficial. La altura viene dada por:

Líquidos

Son aquellos que tiene volumen definidos, forma adaptable y pocos compresibles son enlaces químicos

Evaporación

Fenómeno de superficie, lento y continua a cualquier temperatura

Ebullición

Proceso en todo el volumen cuando la presion de vapor igual a la presion ambiental

Gotas

Las gotas tiene forma de esfera, las gotas llegan a una superficie impermeable, aún mantiene su forma de gotas, es decir esférica

Burbuja

Son aquellas que contiene gas

Vaporización

Puede ocurrir por medio de la evaporación, ebullición y sublimación, es un proceso de enfriamiento

Evaporación

Proceso de conversión lenta de los liquidos a gases

La presion de vapor saturado depende de dos factores

1. La naturaleza de liquido: idea clara de su volatilidad (éter,gasolina, acetona, tiene una presion de vapor saturado mas alta)

2. Temperatura : la presion de vapor de saturación crece con el aumento de la temperatura

Punto triple del agua

Condición única de temperatura y presión en la que coexisten en equilibrio termodinámico el hielo, el agua líquida y el vapor Es decir el punto A, en la cual las 3 curvas se cruzan , el punto tiple para el agua es 0.01 Celsius y 4.62 mm de mercurio

Humedad absoluta

La masa de agua por unidad de volumen de aire

Unidad de medida es g/m3

Humedad relativa

La razón de la presion real de vapor del aire a la presion de vapor saturado a esa temperatura

Temperatura

La temperatura es la medida de la energía cinética promedio de las moleculass de un cuerpo. El equilibrio térmico (T_1 = T_2) se alcanza cuando dos cuerpos en contacto igualan su temperatura y se detiene el flujo de calor. 

LEY CERO de la termodinámica

Significa equilibrio o entra en equilibrio

Fahrenheit

Daniel Gabriel fahrenheti, invento el termómetro de alcohol 1709 y el termómetro de mercurio1714

KELVIN

La escaña de Kelvin esta basada en la idea del cero absoluto, la temperatura teorética en la que todo el movimiento molecular se detiene y no se puede detectar ninguna energia. La temperatura mas que existe en el universo es de -273.15 Celsius

Cero Absoluto

El límite inferior teórico de la temperatura donde la energía térmica alcanza su valor mínimo. Esto corresponde a 0 Kelvin (K), que es equivalente a -273.15 grados Celsius (°C), -459.67 grados Fahrenheit (°F) y 0 grados Rankine (°R). }. 

Calor

Es una energia en transferencia o energía térmica en la que los movimientos de los átomos y moléculas crea una forma de energia, esta presente en todo tipo de materia

Mecanismos de Transferencia de Calor

Conducción: Contacto directo entre cuerpos (ej. compresa caliente). 

Convección: Movimiento de un fluido (ej. la sangre transportando calor). 

Radiación: Ondas electromagnéticas sin contacto (ej. calor corporal emitido al entorno). 

Calor especifico

Es una propiedad de la materia que se refiere a la capacidad de la transferia de calor

Cambios de fase

La particula fundamental de la materia es la molécula

Fusión y solidificación

Fusión: Transición o cambio de fase del estado solido al liquido

Solidificación : es la transicion de liquido a solido

Celsius

Andrés Celsius invento la escala centígrada en 1742. Celsius escogió el punto de fusión del hielo y el punto de ebullición del agua como sus dos temperaturas de referencia

Calor de fusión

Calor que debe suministrarse a la unidad de masa de un sólido para convertirlo en liquido a temperatura de fusión

Valoración y condensación

La vaporización: es el paso de una sustancia de la fase liquida a la fase de vapor o fase gaseosa.

La condensación: es la transicion de sentido contrario

Calor de vaporización: es la cantidad de calor necesaria para transformar la unidad de masa de un liquido en vapor, a la temperatura de ebullición

Sublimación

Es un terreno de con la formula quimica C10H16O( se encuentre en la madera del árbol alcanforero), puede transformase directa de solido a vapor sin necesidad de pasar la fase intermedio de liquido

Calor de sublimación: cantidad de calor necesaria para sublimar la unidad de masa de una sustancia

Aislamiento

Es el metodo con el cual tratamos de aislar térmicamente una superficie reduciendo la transferia de calor

Calor latente