ויקיפדיה

נימיות – הבדלי גרסאות

עיון אינטראקטיבי בהיסטוריה
→ העריכה הקודמתהעריכה הבאה ←
תוכן שנמחק תוכן שנוסף
חזותיקוד ויקי
אין תקציר עריכה
תגית: הסרה או הוספה של תבנית הדורשת שינוי בערך
מ החלפות (, מסוימ, תת-, , )
שורה 7:
 
== תנועת נוזלים ==
ברוב המקרים המוכרים לנו בטבע ניתן לראות כי תנועת נוזל מתקיימת בזכות כוחות חיצוניים הפועלים עליו. דוגמאות לכך - כיוון הזרימה של מפלי מים בטבע המושפע מכוח המשיכה של כדור הארץ (כוח הכבידה) והפרשי אנרגיה , או תופעת [[גאות ושפל|הגאות והשפל]] המושפעת גם כן מכוחות המשיכה הפועלים בין כדור הארץ והירח.
 
לעומת זאת , בזרימה קפילרית נראה תנועה המתקיימת ללא השפעת כוחות חיצוניים- דוגמאות לכך נוכל לראות בטיפוסם של מי התהום כלפי מעלה באדמה לחה {{הערה|גולדפרב, ליהי, לרון, יונתן, אדר, אילון, ברנר, אשר, & אוניברסיטת בן-גוריון בנגב, מוסד מעניק תואר. (2019). איתור מיקומים לאורך נחלים סכר וחובב בהם עליה קפילרית וריכוז מלחים בפני השטח גורמים לריכוז מלחים גבוה בתחילת שיטפונות.}} , או אספקת המים לצמחים המגיעה מהשורש ועד לצמרות העצים, כל זאת בניגוד לכוח המשיכה. דוגמה נוספת לכך היא זרימת הדם בנימי הגוף השונים , ללא תלות ובזוויות מסויימותמסוימות אף כנגד כוח הכבידה.
 
== הכוחות הבין מולקולריים ==
שורה 16:
=== אדהיזיה ===
משיכה בין המולקולות בשטח הפנים של שני גופים מחומרים שונים. דוגמה נפוצה לאדהזיה היא התעקמות פני מים לדפנות מבחנה העשויה מזכוכית. במצב זה בין מולקולות המים בשולי דופן המבחנה ובין מולקולות הזכוכית בדופן נוצרים כוחות אדהזיה בשל הקשר בין המימן במולקולות המים ובין אטומי החמצן בזכוכית.
=== קוהיזיה===
כוחות משיכה הקיימים בין מולקולות של אותו חומר. כאשר כוחות אלה חזקים יותר מכוח האדהזיה, מתקבלת צורה כדורית . דוגמה טובה לכך נוכל לראות עם כספית בכלי זכוכית: כוחות המשיכה בין מולקולות הכספית חזקים יותר מכוחות המשיכה בין מולקולות הכספית למולקולות הזכוכית, ולכן היא מקבלת צורה כדורית.
 
נגזרת של שני הכוחות הללו הוא [[מתח פנים]] של הנוזל, והוא מתאר את התנהגות פני השטח של הנוזל כחומר אלסטי (עד כמה פני הנוזל יהיו אלסטיים וכמה כוח יש להפעיל על מנת "לפרוץ" את פני הנוזל).
 
כאשר כוחות האדהיזיה יהיו גבוהים יותר תיווצר זווית חיובית היוצרת כיפה קעורה כתוצאה מקשרים חזקים בין מולקולות הנוזל והצינור. למעשה, הזרימה הקפילרית היא מעין "טיפוס" של מולקולות הנוזל על פני דפנות הצינור. במצב הפוך, כאשר כוחות הקוהיזיה גבוהים יותר תיווצר זווית שלילית היוצרת כיפה קמורה.
 
== הקשר בין המשתנים המשפיעים על הזרימה ==
במסגרת הניסיון להבין את הפרמטרים המשפיעים על הזרימה, גילו המדענים תומאס יאנג ופייר-סימון לפלס כי ישנו קשר בין הפרש הלחצים של החומרים לבין זווית הממשק ביניהם.{{הערה|עוזי-סורסקי, אבי, לוי, אבי, Uzi-Sorsky, Levy, Uzi-Sorsky, Avi, Levy, Avi, Universiṭat Ben-Guryon ba-Negev degree granting institution. (2014). מידול וסימולציה של ייבוש שכבת ננו-חלקיקים תחת השפעת כוחות קפילריים במשטח מגע נוזל-גז.}}
על מנת לחשב את הגובה אליו יגיע הנוזל בתוך הצינור יש לדעת מהו מתח הפנים של הנוזל, מהו רדיוס הצינור, מהי צפיפות הנוזל, מהי זווית המגע בין הנוזל לצינור ומהי תאוצת הכובד (כוח המשיכה).
החישוב מתבצע לפי הנוסחה הבאה (המסתמכת על [[משוואת יאנג-לפלס]])
 
(h=(2 γ cosθ)/(ρ g r
 
מתח הפנים (γ), בזווית המגע (θ), בצפיפות הנוזל (ρ), בתאוצת הכובד (g) וברדיוס הצינור(r )
 
== זרימה קפילרית בגוף האדם ==
=== קפילרות הדם ===
[[קפילרה]] היא כלי הדם הקטן ביותר במחזור הדם, קוטרה נע בין 5 ל-10 מיקרומטר. שמה נגזר מתפקודה- קיום זרימה קפילרית, זרימה מבוקרת של דם ללא תלות והשפעה מגורמים חיצוניים.
הדם המוזרם לקפילרות מגיע מהעורק (שמגיע מהלב) וממשיך ממנה לווריד (בחזרה ללב). הקפילרות מגיעות לכל הרקמות והתאים החיים בגוף ומאפשרות חילוף חומרים בין הדם לתאים. קצב הזרימה בקפילרות הוא האיטי ביותר ביחס ליתר כלי הדם וזאת על מנת לאפשר פעפוע יעיל וחילוף תקין.
 
=== בקרה על הזרימה הקפילרית בקפילרות ===
הבקרה על הקצב מתקיימת הודות ליכולת של הקפילרות להתרחב ולהתכווץ בהתאם למצבים שונים על פי פקודה המגיעה מהמוח. למשל, במצבי לחץ ישנה היצרות של כלי הדם, תופעה שנקראת ואזו קונסטריציה הגורמת לעלייה בלחץ הדם של הגוף.
תהליך בקרה נוסף הוא שינוי הדפנות של הקפילרה. במצב מנוחה המטען החשמלי של האריתרוציטים (תאי דם אדומים) והמטען החשמלי של דופן הקפילרה שליליים, וכתוצאה מכך נוצרת דחייה ומתאפשרת זרימה רגילה. במצבי לחץ, המוח משחרר (דרך בלוטת האדרנל) חומרים אשר משנים את היחס החשמלי בין הדם לצינור הקפילרה וגורמים לזרימה להיות איטית יותר ומעלה את לחץ הדם בגוף{{הערה|https://www-sciencedirect-com.ezproxy.bgu.ac.il/science/article/pii/S0306987714001480
On/off switching of capillary vessel flow controls mitochondrial and glycolysis pathways for energy production Toru Abo a , Mayumi Watanabe b,⇑ , Chikako Tomiyama c , Yasuhiro Kanda, 28 March 2014
}}.
שני תהליכי בקרה אלו פועלים יחד במסגרת המערכת האוטונומית של הגוף המתמודדת עם שני צרכים מרכזיים של הגוף{{הערה|Principles around Accurate Blood Volume Collection Using Capillary Action Florian Lapierre, Andrew Gooley, and Michael Breadmore, : Langmuir 2017, 33, 14220−14225}}- תחזוקת הגוף והתמודדות עם איום חיצוני. על תחזוקת הגוף במצב מנוחה אחראית תת -מערכת הנקראת [[מערכת העצבים הפאראסימפתטית|המערכת הפרא-סימפטטית]]. בניגוד אליה, במצב של איום חיצוני אחראית תת -מערכת הנקראת ה[[מערכת העצבים הסימפתטית|מערכת הסימפטטית]]. במצב מנוחה המערכת גורמת לשינויים גופניים המתאימים למצבי רגיעה ושימור סביבה פנימית יציבה, לרבות האטת קצב הלב, הגברת פעילות המעיים, הפחתת אספקת הדם לשרירים והורדת לחץ הדם. לעומת זאת, במצבי לחץ גורמת המערכת הסימפתטית לשינויים גופניים שנועדו לנתב את אספקת הדם בגוף לאיברים החיוניים בזמן חירום ומתח, ומכינה את הגוף למאבק או נסיגה בהתאם לתגובת [[הילחם או ברח]] - דוגמת הגברת קצב הלב, העלאת אספקת הדם לשרירים, הפחתת פעילות המעיים, כיווץ כלי הדם והעלאת לחץ הדם. פעולתה של המערכת הסימפתטית הפוכה לזו של המערכת העצבית הפארא-סימפתטית.
פעילותן של שתי המערכות הללו פועל על בסיס עיקרון הזרימה הקפילרית על ידי שינוי רוחב כלי הדם ושינוי הרכב הדפנות שמוביל לשינוי בקצב ובכמות הדם המגיעה לאיברים שונים בגוף.
בנוסף על כך, פרט לשינויים הפיזיולוגים במסגרת המערכת האוטונומית, הרכב הקפילרות בכל איבר בגוף יהיה מותאם לחומרים השונים שיהיו מובלים בתוכה {{הערה|Bennet HS, Luft JH, Hampton JC, Morphological classifications of vertebrate blood capillaries. Am.J.Physiol. 1959 : 196: 381-90}} {{הערה|Clinical and Expiremental Pharmecology and Physiology, 2000, 27, 821-825}} כך שדגימה של דופן קפילרה מאיבר אחד לא תהיה זהה לדופן קפילרה של איבר אחר.
 
 
==ראו גם==
אוחזר מתוך "https://he.wikipedia.org/wiki/נימיות"