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第106章 静脉输液蕴含着什么物理学知识

医院在给病人作封闭式静脉输液时。要求在输液过程中,保持滴点的速度几乎不变。通过观察医院作封闭式静脉输液用的部分装置,我们可以知道,这里面应用了物理学中气体压强、液体压强的知识。

输液时,医生先把药液瓶倒挂,然后将通气管上的通气针插入,这时通气管与药液瓶内部连通,药液有一部分进入通气管内。但我们注意到进入的量并不多,通气管内的液面远比药液瓶内的液面低。接着医生就把点滴玻璃管和输液管连好,然后将输液管通过针头与药液瓶内部相连。调节橡皮管上的夹子,药液就开始均匀地一滴一滴在点滴玻璃管内下落了。

首先,当插入通气管后,为什么通气管内的液面远低于药液瓶内的液面呢?这是因为药液瓶内的空气是密闭的。当通气管和药液瓶内接通时,部分药液已经进入通气管,这样药液瓶内部的液面就有所下降,瓶内空气的体积就会增大,压强就会减小。正是由于瓶内空气压强减小,小于外界大气压,所以导致了通气管内的液面与药液瓶内液面之间出现了上述的高度差。

其次,我们来分析输液时药液瓶内的压强情况。我们知道,液体压强是随深度增加而增大的。液体越深,则压强越大。这样液流速度就越快。在输液开始后,药液液瓶内的液面持续下降,瓶内空气压强减小,因而通气管内的液体由于受到外界稳定的大气压强的作用,很快被压回到药液瓶内。当通气管(包括针头)内没有了药液以后,其针头顶端开口处的小液片就刚好在上下都是一个大气压强的作用下平衡。小液片的上部受到向下的压强是瓶内空气压强以及药液产生的压强。小液片的下部受到向上的压强是外界大气压强。当瓶内液面继续下降而导致瓶内空气压强略有下降时,小液片就不再平衡,让它开一个“缺口”,气泡就冒上了瓶内的空气里。瓶内空气量增多,压强就稍有增大,通气管针头顶端开口处的小液片又在上下都是一个压强的作用下重新平衡。

这样,在整个输液过程中,通气管针头顶端开口处的小液片受到的向下的压强基本保持在1个大气压强的水平,不会因瓶内液面的下降而改变。由于通气管针头顶端所处水平面液体的压强基本保持不变。因此在它下面一定距离的点滴玻璃管上端口液体的压强也基本保持不变。这样就对稳定滴点的速度起到了积极的作用。