Къмплайънс и еластичност

Да кажем, че на масата има малък балон и много ти се иска да направиш с него малък експеримент. Може би не си мислиш това, но със сигурност бихме научили много забавни неща, ако го надуем. Какво според теб ще стане, ако увеличим налягането в балона. Разбира се, ще се уголеми. Знаем, че с налягането расте и обемът на балона. Всъщност искаме да го измерим и затова най-напред го надуваме малко. Балонът нараства с малко. И така – малко налягане значи малко обем. Слагаме „Х“. След това го надуваме малко повече. Отново измерваме налягането и обема и слагаме „Х“ в пресечната точка. После прилагаме много голямо налягане и виждаме, че балонът става огромен. Разбираме, че колкото по-голямо е налягането, толкова по-голям става балонът. Освен това увеличението е линейно. Колкото по-голямо е налягането, толкова по-голям е и обемът. Не всички балони ще реагират по този начин, но да предположим, че този балон е точно такъв. И така – балонът ми расте колкото повече налягане прилагаме. На масата имаме и една пластмасова пръчица. Потапяме я в сапунена вода и правим сапунени мехури. Както преди, духваме леко и забелязваме, че дори при леко духване получаваме доста голям балон. Много интересно – ето тук слагаме големия обем. След това духваме със средна сила и виждаме, че обемът става дори още по-голям. Вероятно се досещаш какво следва – сега ще духна много силно и ще получа огромен балон, който не се спуква. Сега имаме 3 сини „Х“ и като преди ги свързваме. Това е правата за сапунените мехури. Прави впечатление, че при балона наклонът е по-малък. Правата за сапунените мехури е много по-стръмна. Ето я формулата за мехурчетата: Обемът (ординатата) върху налягането (абсцисата) дават наклона. В този случай наклонът се нарича разтегливост (комплайънс). Много интересен и важен термин – как расте големината на нещата при определено налягане. Тук виждаме, че сапунените мехури имат по-голяма разтегливост в сравнение с балона. Сега ще добавя още един термин, който е противоположен. Какво ще стане, ако ги обърна и сложа налягането вертикално, а обема – хоризонтално? Мога да взема същите данни и просто да обърна осите. Ако го направя, правата за балона ще бъде тук, а за мехурчето – тук. Просто обръщаме начина, по който гледаме тези графики. Правата за сапунените мехури ще бъде тук, а за балона – тук. Сега балонът и мехурчето са си разменили местата, защото осите са разменени. Няма нищо странно – все едно сме обърнали графиката. Разликата е, че при изчислението на ординатата върху абсцисата, т.е. наклона, налягането е отгоре, а обемът – отдолу. Отношението налягане върху обем се нарича еластичност. В първия случай имаме „разтегливост“, във втория – „еластичност“. Те са напълно противоположни, обратното едно на друго. Често ще ги използваме, но искам да е ясно, че се отнасят за едно и също нещо, но са реципрочни помежду си. Ще разчистя малко място и ще въведа още едно нещо. Вместо балон или мехурче, ще разгледаме кръвоносен съд – артерия. Ще я запуша в единия край с ръка. Ще направим същото и с вена, която също ще запушим от едната страна. Да предположим, че двете са с еднакъв размер и еднаква дължина. Запушваме я и нищо не може да изтече – отворено е само в единия край. Сега да затворим и другите краища и да оставим само по един малък отвор. В този отвор свързваме помпа за велосипедни гуми. Сигурно изглежда много странно защо правим това. Ще разберем след малко. Ще напомпам артерията и вената, както направих с балона и мехурчето. Мисля, че ще намериш някои сходства. Ако при артерията приложа огромно налягане, веднага ще стане нещо такова. Артерията ще започне да се подува. Стените се разтягат и тя изглежда като надута наденица. Ако приложа същото огромно налягане върху вената, тя ще стане гигантска. Изтривам стените, защото вената ми е станала огромна. Значи при еднакво налягане артерията се увеличава малко, а вената – много. Виждаме разлика в обема при едно и също налягане. Това е много важно – виждаме, че артерията и вената се държат подобно на балона и сапунения мехур. Ива голяма прилика. Ако трябва да изобразя отношението обем-налягане – ще изтрия „балон“ и „мехурче“ и ще напиша „артерия“ и „вена“, които ще имат същото поведение. Виждаш, че артерията е с по-малка разтегливост от вената и по-голяма еластичност. Разглеждайки термина разтегливост, да си представим, че имаме много твърда тръба, напр. метална. Нещо много здраво, което няма да се промени, каквото и да правим. При твърда тръба правата ще изглежда така – ще имаме дори още по-малка разтегливост. Когато разглеждаш разтегливост, мисли за здравината и си припомни тези оси. При тях наклонът показва доколко дадено нещо е разтегливо, както и това, че артериите със сигурност са по-разтегливи от една твърда тръба, но са по-малко разтегливи от вените.