生活中的初中物理（17）——输液器中神奇的进气管
生活中的初中物理（17）——输液器中神奇的进气管
人吃五谷杂粮，保不准哪一天会生病。一旦生病，病人会马上去医院找医生。有的病吃点药、打点针就可以了，有的则需要输液，也就是我们通常说的“打吊针”。你打过吊针吗？你见过别人打吊针吗？
在给病人打吊针时，护士们需要先在无菌操作间里把药液配制好，再带着药液瓶进入治疗室或者病房。她们首先把药液瓶倒挂在输液架上，然后使瓶塞穿刺器穿过药液瓶塞进入瓶内，开始给病人输液。病人在输液时，药液瓶中的药液必须均匀地滴入病人的静脉血管内。为了达到这个要求，现在输液器的瓶盖穿刺器下端都接有一段和瓶外空气相连通的进气管。为什么有了这段进气管就能使药液瓶里的药液均匀地下滴呢？
为了回答这个问题，我们需要弄清下面的几个问题。
1、药液瓶口为什么要插两根管？
现在的药液瓶是密封的，药液被密封在整个药液瓶中。最早输液用的药液瓶并不是用来盛放生理盐水和葡萄糖水的，只是在给病人输液时盛放配置好的药液的。它是一个倒挂在输液架上、底部开口的瓶子。这就是所谓的第一代输液系统。
瓶口插有一根管子。在使用了一段时间后，人们发现，药液在这样敞开的药液瓶内，很容易被细菌污染，不仅减弱疗效，而且还会危及病人的生命安全。后来人们便把药液瓶的底部封闭，把药液密闭在瓶子中。
可是，使用中又出现问题了。当药液瓶倒挂时，瓶内空气的压强和瓶外的大气压是相等的，瓶口处液体受到的压强与瓶内空气的压强和药液产生的压强之和相等。当瓶塞穿刺器穿过瓶塞进入瓶内后，就有一部分药液经输液管流出来。我们知道，一个大气压能够支持大约
10m高的水柱。因此，瓶内药液产生的压强要远远小于瓶内空气的压强。所以，随着药液的流出，瓶内药液高度降低，空气体积变大，压强会很快变小。当瓶口处液体受到的压强和瓶外空气的压强相等时，药液就不再流出。
为了解决这个问题，人们经过多次实验发现，只要在瓶口处再插一根进气软管，药液就会不停地流入输液管中。这根管子插入后，使瓶内与瓶外大气连通，因此，人们把这根管子称为进气管。如图5所示，这就是所谓的“第二代输液系统”。
2、药液瓶为什么要吊在高处？
我们每一个人都生活在大气的海洋中，人们不仅适应了这样的大气环境，而且人体内的压强和身体外面的压强也是相等的。输液时，一般都是把药液输入病人的静脉血管。由于心脏的压缩，静脉血液中除了具有和外界大气压相等的压强外，还有一个附加压强。因此，静脉血液受到的压强要大于人体外部的大气压强。在输液时，瓶内的药液通过进气管和外界空气相连通，瓶口处液体受到的压强和外界大气压相等，它只能抵消静脉血液中的一部分压强。要使药液能进入静脉血管，药液产生的压强必须大于人体静脉血液中的附加压强。考虑到输液时药液进入静脉血管时还要有一定的速度，药液的压强更比这个附加压强大了。我们知道，液体内部的压强随液体深度的增加而增大。要使药液进入静脉血管时的压强较大，就必须把药液瓶吊在高处，使输液管内液体产生的压强大于人体静脉血管内的附加压强。
3、进气管内的液面为什么远远低于瓶内液面？
在给病人打吊针时，我们经常看到这样一种现象：当瓶塞穿刺器穿过药液瓶进入瓶内时，瓶内一部分药液马上进入通气管。当你仔细观察时会发现，进气管内的液面总是远远低于瓶内的药液面。这其中的原因又是什么呢？
我们已经知道，当护士们使瓶塞穿刺器穿过药瓶塞进入瓶内时，进气管就使瓶外的空气和药液瓶的内部的空气相连通，瓶内药液上方空气的压强和外界的大气是相等的。当药液瓶倒挂在输液架上后，在瓶内液体压强的作用下，一部分药液就被压入进气管内，使进气管内有了一部分药液。随着药液进入进气管，瓶中药液高度降低，瓶内空气体积很快变大，压强很快变小，小于瓶外空气的压强。通过刚才的分析，我们已经知道，不管是瓶内空气的压强还是瓶外空气的压强都远远大于瓶内药液产生的压强，考虑到瓶内气体的压强比瓶外空气的压强小。所以，进气管内液柱的高度远远小于瓶内液柱的高度，即进气管的液面要远远低于瓶内药液的上表面。但这个液面和药液瓶口处液面是相齐平的，从而保证了输液开始时瓶口处药液受到的压强和瓶外的大气压是相等的。
4、药液为什么匀速流出？
护士们把针头刺入病人的静脉血管前，先要把输液针头套取掉，调节流量调节器，使输液管中液体的流量最大，利用输液管内的液体将输液器的滴管和软管中的空气排出。然后，关闭流量调节器，将输液针头插入病人的静脉血管内。最后打开流量调节器，进行适当的调节，输液就开始了。
输液时，药液瓶里的药液是匀速地滴入病人的静脉血管里的。大家可能会认为是输液器的流量调节器在起控制作用。这个想法是错误的！其实，流量调节器的控制作用和水池底部的水龙头一样，只能控制流水的通断和流量的大小。但随着水位的逐渐降低，流出来的水是会越来越慢的，水龙头不能控制水自始至终地保持匀速流出。输液器里的流量调节器依靠改变输液管孔径的大小来控制滴注药液的多少和滴注药液的通断控制液匀速滴注的是进气管。输液器的进气管为什么能使药液匀速滴注？
输液开始后，随着药液不停地流入病人的静脉血管，药液瓶内的液体不断减少，液面持续下降，瓶内液体产生的压强也随着不断减小。同时，瓶内液体上方密闭的空气的体积不断增大，空气的压强不断减小。瓶内液体向下滴流的速度随着减小。当瓶内液体的压强和瓶内密闭的气体的压强之和减小到小于外界大气压，即瓶口处的液体受到的压强小于外界大气压时，由于瓶内空气通过进气管和瓶外的空气相连通，在大气压的作用下，进气管中的空气便在进气管内的液面处冲开一个缺口，瓶外的空气便以气泡的形式进入瓶内，在瓶内药液的上表面冒出。瓶内液体上方的空气质量随之增大，压强增大，使瓶内液面上方密闭的空气的压强与瓶内液体产生的压强之和仍等于外界大气压。
就这样，在整个输液过程中，由于通气管的作用，使瓶口处的液体受到的压强总是和外界的大气压相等，从而使位于瓶口下面一定距离处的滴管上端的药液受到的压强基本保持不变，保持了注射压强相对稳定，从而保证了药液均匀地、一滴一滴地滴入滴管内，再匀速地流入病人的静脉血管中。
小小的一根进气管，就能使输液管中的药液匀速滴注，神奇吧？
有的人可能会担心，药液瓶内的液体会不会从进气管中流出来呢？大家的担心是多余的！药液瓶口处的液体受到的瓶内液体和液面上方密闭的空气的压强之和不会大于外界大气压，最大的时候，也只是和外界的大气压相等，在这种情况下，只有瓶外空气进入瓶内的份儿，药液怎么会从进气管中流出来呢！
输液器上的滴管有什么作用呢？病人在输液时，由于病情的不同和用药的不同，药液滴注的快慢是不一样的，并且有着严格的控制。而输液用的药液绝大部分是无色的，药液在输液管内流动时，其流动的快慢是不易观察的。有了滴管，护士们可以根据一定时间内滴管滴下液滴的数目来确定药液的流动速度，根据需要和要求去控制和调节输液管内药液流动的快慢。请你说一说，这里使用了物理学中的什么思想方法？&&&&&&&
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生活中的初中物理（17）——输液器中神奇的进气管
作者：liuxinyuan2012
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输液器如果没液体,有空气进入有什么反应?我是护士,如果病人没看液,走空了输液器怎么办?
荷花泥鳅0392
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些许空气小泡泡对身体没事,大量气体进入会造成死亡的 不过输液器不会走空,这里面还有个压力问题,一般情况下,输液管下部的液体还有五分之二的时候,血管压力和输液管的压力相同,液体就停滞了,不会出现走空情况
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能不能从气压的角度具体分析输液器的原理?
例如瓶内气压的变化,输液管上的小瓶内的气压变化,以及工作原理
摘自牛云景微博个人觉得挺好！1、药液瓶口为什么要插两根管？现在的药液瓶是密封的，药液被密封在整个药液瓶中。最早输液用的药液瓶并不是用来盛放生理盐水和葡萄糖水的，只是在给病人输液时盛放配置好的药液的。它是一个倒挂在输液架上、底部开口的瓶子。这就是所谓的第一代输液系统。
瓶口插有一根管子。在使用了一段时间后，人们发现，药液在这样敞开的药液瓶内，很容易被细菌污染，不仅减弱疗效，而且还会危及病人的生命安全。后来人们便把药液瓶的底部封闭，把药液密闭在瓶子中。
可是，使用中又出现问题了。当药液瓶倒挂时，瓶内空气的压强和瓶外的大气压是相等的，瓶口处液体受到的压强与瓶内空气的压强和药液产生的压强之和相等。当瓶塞穿刺器穿过瓶塞进入瓶内后，就有一部分药液经输液管流出来。我们知道，一个大气压能够支持大约 10m高的水柱。因此，瓶内药液产生的压强要远远小于瓶内空气的压强。所以，随着药液的流出，瓶内药液高度降低，空气体积变大，压强会很快变小。当瓶口处液体受到的压强和瓶外空气的压强相等时，药液就不再流出。为了解决这个问题，人们经过多次实验发现，只要在瓶口处再插一根进气软管，药液就会不停地流入输液管中。这根管子插入后，使瓶内与瓶外大气连通，因此，人们把这根管子称为进气管。如图5所示，这就是所谓的“第二代输液系统”。2、药液瓶为什么要吊在高处？我们每一个人都生活在大气的海洋中，人们不仅适应了这样的大气环境，而且人体内的压强和身体外面的压强也是相等的。输液时，一般都是把药液输入病人的静脉血管。由于心脏的压缩，静脉血液中除了具有和外界大气压相等的压强外，还有一个附加压强。因此，静脉血液受到的压强要大于人体外部的大气压强。在输液时，瓶内的药液通过进气管和外界空气相连通，瓶口处液体受到的压强和外界大气压相等，它只能抵消静脉血液中的一部分压强。要使药液能进入静脉血管，药液产生的压强必须大于人体静脉血液中的附加压强。考虑到输液时药液进入静脉血管时还要有一定的速度，药液的压强更比这个附加压强大了。我们知道，液体内部的压强随液体深度的增加而增大。要使药液进入静脉血管时的压强较大，就必须把药液瓶吊在高处，使输液管内液体产生的压强大于人体静脉血管内的附加压强。3、进气管内的液面为什么远远低于瓶内液面？在给病人打吊针时，我们经常看到这样一种现象：当瓶塞穿刺器穿过药液瓶进入瓶内时，瓶内一部分药液马上进入通气管。当你仔细观察时会发现，进气管内的液面总是远远低于瓶内的药液面。这其中的原因又是什么呢？我们已经知道，当护士们使瓶塞穿刺器穿过药瓶塞进入瓶内时，进气管就使瓶外的空气和药液瓶的内部的空气相连通，瓶内药液上方空气的压强和外界的大气是相等的。当药液瓶倒挂在输液架上后，在瓶内液体压强的作用下，一部分药液就被压入进气管内，使进气管内有了一部分药液。随着药液进入进气管，瓶中药液高度降低，瓶内空气体积很快变大，压强很快变小，小于瓶外空气的压强。通过刚才的分析，我们已经知道，不管是瓶内空气的压强还是瓶外空气的压强都远远大于瓶内药液产生的压强，考虑到瓶内气体的压强比瓶外空气的压强小。所以，进气管内液柱的高度远远小于瓶内液柱的高度，即进气管的液面要远远低于瓶内药液的上表面。但这个液面和药液瓶口处液面是相齐平的，从而保证了输液开始时瓶口处药液受到的压强和瓶外的大气压是相等的。4、药液为什么匀速流出？护士们把针头刺入病人的静脉血管前，先要把输液针头套取掉，调节流量调节器，使输液管中液体的流量最大，利用输液管内的液体将输液器的滴管和软管中的空气排出。然后，关闭流量调节器，将输液针头插入病人的静脉血管内。最后打开流量调节器，进行适当的调节，输液就开始了。输液时，药液瓶里的药液是匀速地滴入病人的静脉血管里的。大家可能会认为是输液器的流量调节器在起控制作用。这个想法是错误的！其实，流量调节器的控制作用和水池底部的水龙头一样，只能控制流水的通断和流量的大小。但随着水位的逐渐降低，流出来的水是会越来越慢的，水龙头不能控制水自始至终地保持匀速流出。输液器里的流量调节器依靠改变输液管孔径的大小来控制滴注药液的多少和滴注药液的通断控制液匀速滴注的是进气管。输液器的进气管为什么能使药液匀速滴注？输液开始后，随着药液不停地流入病人的静脉血管，药液瓶内的液体不断减少，液面持续下降，瓶内液体产生的压强也随着不断减小。同时，瓶内液体上方密闭的空气的体积不断增大，空气的压强不断减小。瓶内液体向下滴流的速度随着减小。当瓶内液体的压强和瓶内密闭的气体的压强之和减小到小于外界大气压，即瓶口处的液体受到的压强小于外界大气压时，由于瓶内空气通过进气管和瓶外的空气相连通，在大气压的作用下，进气管中的空气便在进气管内的液面处冲开一个缺口，瓶外的空气便以气泡的形式进入瓶内，在瓶内药液的上表面冒出。瓶内液体上方的空气质量随之增大，压强增大，使瓶内液面上方密闭的空气的压强与瓶内液体产生的压强之和仍等于外界大气压。就这样，在整个输液过程中，由于通气管的作用，使瓶口处的液体受到的压强总是和外界的大气压相等，从而使位于瓶口下面一定距离处的滴管上端的药液受到的压强基本保持不变，保持了注射压强相对稳定，从而保证了药液均匀地、一滴一滴地滴入滴管内，再匀速地流入病人的静脉血管中。小小的一根进气管，就能使输液管中的药液匀速滴注，神奇吧？有的人可能会担心，药液瓶内的液体会不会从进气管中流出来呢？大家的担心是多余的！药液瓶口处的液体受到的瓶内液体和液面上方密闭的空气的压强之和不会大于外界大气压，最大的时候，也只是和外界的大气压相等，在这种情况下，只有瓶外空气进入瓶内的份儿，药液怎么会从进气管中流出来呢！输液器上的滴管有什么作用呢？病人在输液时，由于病情的不同和用药的不同，药液滴注的快慢是不一样的，并且有着严格的控制。而输液用的药液绝大部分是无色的，药液在输液管内流动时，其流动的快慢是不易观察的。有了滴管，护士们可以根据一定时间内滴管滴下液滴的数目来确定药液的流动速度，根据需要和要求去控制和调节输液管内药液流动的快慢。请你说一说，这里使用了物理学中的什么思想方法？
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