Модель для демонстрации свойств мономолекулярного слоя поверхностно-активного вещества

 

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к демонстрационным приборам по физике, и может быть использовано, например, в учебном процессе для демонстрации физико-химических свойств жидкостей, принимающих участие в дыхательном процессе. Цель изобретения - повышение наглядности демонстрации. Прибор содержит кювету цилиндрической формы, разделенную стационарной деревянной перегородкой, не доходящей до дна. Перегородка имеет в центре уширение с цилиндрическим отверстием, В отверстие вставлена металлическая ось, на верхнем торце которой укреплены перпендикулярно к ней и вдоль одной линии два деревянных стержня, не доходящих до стенок кюветы. Снаружи на кювете нанесена демонстрационная шкала, а на конце одного из стержней закреплена указательная стрелка. Цили1адрическая часть внутренней поверхности кюветы и металлическая ось парафинированы. 1 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ .

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (192 (112 (51)4 G 09 В 23/12.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ CCCP (21) 4206170/28-14 (22) 04.03.87 (46) 07.03.89. Бюл. У 9 (71) Кишиневский государственный медицинский институт (72) Д.С. Кройтор и А,И, Кройтор (53) 615.471(088.8) (56) Селезнев C.À. и др. Лабораторный и лекционный эксперимент по медицинской и биологической физике.

Кишинев, 1983, с. 23-29» (54) МОДЕЛЬ ДЛЯ ДЕМОНСТРАЦИИ СВОЙСТВ

МОНОМОЛЕКУЛЯРНОГО СЛОЯ ПОВЕРХНОСТНО

АКТИВНОГО ВЕЩЕСТВА (57) Изобретение относится к меди» цинской технике, а именно к демонстрационным приборам по физике, и может быть использовано, например, в учебном процессе для демонстрации

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к приборам для демонстрации физико-химических свойств жидкостей, принимающих уча стие в дыхательных процессах.

Цель изобретения — повышение наглядности демонстрации свойств.

На чертеже изображена модель для демонстрации свойств мономолекуляр:ного слоя поверхностно-активного вещества, обп;нй вид.

Модель содержит кювету 1 для рабочей среды и активного вещества и подвижный рабочий элемент в виде опорной рамки 2 с двумя планками 3, .причем плотность материала планки 3 меньше плотности рабочей среды. Кювета 1 выполнена цилиндрической со физика-химических свойств жидкостей, принимающих участие в дыхательном процессе. Цель изобретения — повышение наглядности демонстрации. Прибор содержит кювету цилиндрической формы, разделенную стационарной деревянной перегородкой, не доходящей до дна ° Перегородка имеет в центре уширение с цилиндрическим отверстием.

В отверстие вставлена металлическая ось, на верхнем торце которой укреплены перпендикулярно к ней и вдоль одной линии два деревянных стержня, не доходящих цо стенок кюветы. Снаружи на кювете нанесена демонстрационная шкала, а на конце одного из с стержней закреплена указательная стрелка. Цилиндрическая часть внутренней поверхности кюветы и металлическая ось парафинированы. 1 ил.

2 шкалой 4 на наружной поверхности, с перегородкой 5, расположенной на диаметру кюветы, и с втулкой б, жестко закрепленной соосно кювете. Во втулке 6 с возможностью вращения установлена ось 7, на которой закреплена опорная рамка 2. Планки 3 расположены симметрично на опорной рамке .. 2, при этом на свободном конце одной из планок 3 прикреплен стрелочный указатель 8. Ось выполнена, например, Hs нержавеющей стали или бронзы, а планки 3 - из дерева. Цилиндрическая часть внутренней поверхности кюветы и металлическая ось парафинированы. Парафинирование указанных деталей обеспечивает центровку оси вращения и исключение су14б4195 хого трения. Капиллярные явления не позволяют парафинированной поверхности оси коснуться смачивающей поверхности отверстия втулки.

Модель работает следующим образом.

Для проведения опытов в кювету наливают физиологический раствор до всплытия деревянных планок 3. При вращении деревянных планок по или против часовой стрелки, на что ука, зывает смещение указателя по демонстрационной шкале, любое их положение является устойчивым. Затем планки возвращают в нулевое положение. Как видно из чертежа площадь поверхности физиологического раствора разделена на четыре квадранта (I II III IY).

В двух из них, например I u III nu петкой.наносят одинаковое незначи тельное количество спиртового 0,1Х ного раствора лецитина, необходимого . для формирования мономолекулярного слоя. Из-за различия коэффициента

1 поверхностного натяжения по обе стороны каждой деревянной планки образуется пара. сил, которая приводит их во вращение против часовой стрелки, Если при этом аналогичнй образом, наносить такое количество лецитина на поверхности ХТ и IY квадранта (между планкой 3 и неподвижной пере-! городкой Я, то образованная новая пара сил возвращает рамку 2 в нуле вое положение.

Так как после этого мономолеку"лярный слой создан на всей площади жидкости, то при вращенкн рамки в ту или иную сторону от нулевого положения имеет место увеличение площади монослоя (увеличение Ы ) и уменьшение площади монослоя (уменьшение a ) по соответствующим сторонам каждой планки 3. Возникающая при этом пара сил всегда стремится вернуть планки в положение равновесия.

Следовательно, мономолекулярный слой поверхностно-активного вещества проявляет упругие свойства.

Если на поверхность физиологичес5 кого раствора наносить дополнительное количество спиртового раствора лецитина (нарушив условия формиро-, вания молекулярного слоя), тоопланки 3, как и при чистом физиологическом растворе, остаются индиффе рентными к своему расположению относительно неподвижной перегородки 5.

Эти опыты могут наглядно иллюстрировать поверхностные свойства мономолекулярного слоя поверхностно- активного вещества и позволяют понять, например, роль сурфактанта, покрывающего поверхность легочных альвеол, в облегчении дыхательного процесса и экономичном расходовании энергии организма на его осуществление.

Формула изобретения

Модель для демонстрации свойств мономолекулярного слоя поверхностноактивного вещества, содержащая кювету для рабочей среды и активного вещества и подвижный рабочий эле о мент, отличающаяся тем, что, с целью повышения наглядности демонстрации свойств, кювета выполнена цилиндрической со шкалой на наружной поверхности, с перегородкой, расположенной по диаметру иоветы, с втулкой„ жестко закрепленной сооено кювете, при этом кювета снабжена осью, установленной во втулке с возможностью вращения, опорной рамкой, закрепленной на оси, и двумя планками, расположенными симметрично и закрепленными на опорной рамке, при этом на свободном конце одной из планок прикреплен стрелочный указатель, а плотность материала планки меньше

sf плотности рабочей среды.

1464195

Составитель Л. Соловьев

Техред И.Ходанич Корректор Н. Король

Редактор Л. Зайцева

Заказ 828/53 Тираж 470 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101