静脉输液中的物理知识

小张同学最近因为感冒发热去医院受静脉输液,在观察了整个输液过程后,他产生了一系列问题:

 1.当输液瓶口刚插入瓶时,有时为何有药液冲出?

 2.输液瓶为何要插两根管子?

 3.为何针头刚插入血管时有血液冲出?

 4.输液瓶为何要吊在高处?

 5.“吊针”为什么会匀速滴注?

 6.当药液滴注完时,空气会进入静脉吗?

  大家,有过类似的疑问吗?

  其实,静脉输液主要是利用压强的物理原理将液体输入人体内的.下面我们就一一来分析:

 1,当护士用针筒把药剂压入瓶子内时,瓶内空气体积变小,空气压强P内增大,因p内>pO，所以当输液针头插入瓶口时，就有药液被压出来，且速度很快，直至p内>pO。

 2.假设刚开始时瓶内空气压强等于大气压pO，瓶口处的压强为pA=pO+rou液gh,当输液针插入瓶口后，因pA>pO，所以有一部分药液经管子流出。当药液高度降低到，瓶内空气变大，压强变小，A减小，当pA=pO时，药液就不再流出，所以要用另一根管子将瓶内与大气连通。

 3.由于心脏的收缩，在静脉中有附加压强p'。而护士在给病人打“吊针”前，都是把药瓶挂在架子上，接着打开输液管中的调节器，随着药液向下流，排出管中的空气后，关闭调节器（此时药液不流动），从而使调节器上下液柱隔断。护士在把针头刺入病人静脉前，调节器是关闭的，针头刺入病人静脉时，由于静脉中血液的压强大于调节器以下至针头内的压强，所以静脉内血液冲入管内。护士正是根据有血液冲出，才判断针头已刺进静脉，不需重刺。此时，迅速打开调节器和绑在手臂上的橡胶管，药液的压强大于血压，血液又很快随药液进入静脉。

 4.人处于大气中，人体内的液体压强等于大气压强O，所以静脉内真实压强为p=pO+p'。吊针时，药液通过进气管与大气相通，故药液底部的压强必须大于人体静脉内血液的压强pO+p'，才能使药液进入静脉。通常输液还要有一定的速度，药液底部压强就要更大。所以，药瓶要挂在一定高度的支架上端，使rou液h2g足够大。

 5.在输液开始后 ，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的作用，很快被压回到瓶内。当通气管（包括针头）内没有药液后，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的作用下平衡。小液片上部受到向下的压强。小液片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及药液产生的压强略有下降时，小液片就不再平衡，它让开口一个“缺口”，气泡就往上冒，瓶外空气进入瓶内，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受到的向下的压强（瓶内空气压强+药液产生的压强）基本保持在一个大气压的水平，不会因瓶内液面的下降而变化。所以在输液瓶下面一定距离的点滴玻璃管内的液面受到的压强也恒等于大气压pO不变，药液对静脉入口处的压强p液=rou液h2g+pO，因H2在滴注过程中不变，所以p液恒定，因而保证了整个输液过程中能始终匀速滴注。

 6.当药液滴完后，你会发现液面在塑料细管中下降，但到了一定高度就不会下降，基本保持不动。因为，前面已讲过，人体静脉内真实压强为p=pO+p'，静脉入口处受到药液的压强为pO+rou液gh'（h'=20cm左右），当两者相等时，药液就不会下降。如果此时因患者输液的肢体抬高或用力等原因导致静脉压高于pO+p液gh'，会发生血液外流即“回血”现象，这时只要立刻降低输液部位，“回血”就会消失。当然，换瓶时要排除输液管内的气体，所以，最好在瓶内尚余少量液体是就及时通知护士换液。