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液体的表面张力
2018-11-22 14:56

液体内所有分子相互吸引以维持液态,表层的分子受到液面下分子的向内拉力,液体表面收缩,使表面积达到最小。液体收缩表面的力称为表面张力,其方向与液面相切,垂直作用于表面周界线,指向液面内部。表面张力的大小与液体表面周界线的长度成正比。单位长度上的表面张力称为表面张力系数,单位为牛顿/米(N/m),与液体的种类和温度有关。
肺泡表面有一层液体分子层,与肺泡内气体形成液-气分界面,因此存在表面张力,有使肺泡缩小的趋势。这种表面张力在肺泡表面形成附加压强,向内牵拉肺泡。根据拉普拉斯定律P为附加压强,T为表面张力,R为肺泡半径。若表面张力不变,内径越小的肺泡,附加压强越大,肺泡萎陷的趋势越明显。但实际情况并非如此。肺泡的表面有一层肺泡II型细胞,其分泌的表面活性物质(surfactant)以单分子层的形式覆盖于肺泡液体层表面,防止液一气界面的形成。表面活性物质的表面张力系数仅为肺泡液的1/14-1/7,使表面张力大为降低。随着肺泡变小,物质的密度增大,继续缩小的趋势。
降低表面张力的作用增强,表面活性阻止肺泡肺泡变大时,表面活性物质的密度降低,对表面张力的影响减小,使表面张力不致过分降低,对抗了因肺泡半径增加所致的回缩力减小。表面活性物质以此维持肺泡大小不均时的肺泡稳定性。正常肺的表面活性物质不断更新,以保持其正常的功能。新生儿呼吸窘迫综合征的病叹就是表面活性物质减少或缺乏。急性呼吸窘迫综合征的发病机制中也存在表面活性物质的消耗。
 

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