Работа сердца и энергия потока крови
Какова работа, выполненная сердцем в течение часа, при условии, что левый желудочек выталкивает 70 г крови в аорту
Какова работа, выполненная сердцем в течение часа, при условии, что левый желудочек выталкивает 70 г крови в аорту при каждом сокращении сердца под давлением 200 мм рт. ст., и сокращение сердца происходит 75 раз в минуту? Какая часть этой работы переходит в кинетическую энергию потока крови, если скорость крови в аорте составляет 0.5 м/с? Ответы должны быть 7.94 кДж; 0.5%.
18.12.2023 18:47
Написать свой ответ:
Разъяснение:
Работа сердца - это количество энергии, затраченное сердцем для перекачки крови из желудочков в сосуды. Для вычисления работы необходимо умножить силу, с которой кровь выталкивается из сердца, на расстояние, на которое кровь перемещается. В данной задаче работа, выполненная сердцем за одно сокращение, вычисляется по формуле:
Работа = Сила × Расстояние
Расстояние в данном случае может быть определено как произведение скорости потока крови в аорте и времени сокращения сердца. Сила же равна произведению давления крови в желудочке на площадь поперечного сечения аорты.
Чтобы определить, какая часть работы переходит в кинетическую энергию потока крови, нужно рассчитать работу, затраченную на перекачку крови, и сравнить ее с полной работой сердца.
Пример:
Расчет работы сердца:
Давление крови в желудочке (P) = 200 мм рт. ст. = 200 * 133,32 Па
Площадь поперечного сечения аорты (A) (предположим, что это 5 см² = 5 * 10^(-4) м²)
Расстояние (d) = скорость потока крови * время сокращения сердца
d = 0.5 м/с * (75 сокращений/мин) * (1 мин/60 сек) = 0.625 м
Работа сердца (W) = Сила (P * A) * Расстояние (d)
W = (200 * 133,32 Па) * (5 * 10^(-4) м²) * 0.625 м = 7.94 кДж (килоджоуля)
Для вычисления доли работы, переходящей в кинетическую энергию потока крови, нужно разделить эту работу на полную работу сердца и умножить на 100%:
Доля работы, переходящая в кинетическую энергию потока крови = (7.94 кДж / полная работа сердца) * 100% = 0.5%
Совет:
Чтобы лучше понять работу сердца и энергию потока крови, рекомендуется изучить анатомию и физиологию сердечно-сосудистой системы. Важно помнить эти формулы и обратить внимание на единицы измерения, чтобы правильно провести вычисления.
Ещё задача:
Если левый желудочек выталкивает 60 г крови в аорту при каждом сокращении сердца, а сокращение сердца происходит 80 раз в минуту, какова работа, выполненная сердцем за час, если давление составляет 180 мм рт. ст.? Какая часть этой работы переходит в кинетическую энергию потока крови, если скорость крови в аорте равна 0.4 м/с? Ответы должны быть в килоджоулях и процентах.