Физика на уроках биологии

Физика к месту и наоборот

— Кто догадается, для чего клапаны есть именно в крупных венах, но отсутствуют в артериях?

— Элементарно! Это связано тем, что в артерии давление крови гораздо выше, поэтому эта жидкость просто не может повернуть вспять. А в вене давление падает, поэтому-то появляется возможность крови течь в другую сторону, чему и препятствуют клапаны.

— Но ведь количество крови, которое за единицу времени уходит из сердца и приходит в него должно быть одинаковым, значит, и суммарное давление - тоже. Нет, тут дел в другом. Рассмотрите внимательно схему кровообращения в учебнике. Даю подсказку: чтобы придти к правильному ответу, поставьте книгу вертикально.

— Ну и что?

— А то, что нужно вспомнить, где в нашем теле находится сердце - высоко или низко от земли.

— Ну, высоко.

— Значит, большая часть крови движется из сердца... правильно, вниз. Следовательно, вероятность её обратного движения ничтожна - ей нужно преодолеть ещё и силу земного притяжения. Другое дело - движение её по крупным венам. Если человек совершает прыжок, подпрыгивает, резко встаёт (да и просто бежит), масса крови, находящейся в венах на пути к сердцу, испытывает дополнительное противодействие: по инерции она стремится отхлынуть к ногам. Вот тут ей и противостоят клапаны.

— Но тогда получается, что в малом круге должно быть всё наоборот - клапаны в артериях, ведь по ним кровь поднимается к голове.

— Путь этот в несколько раз более короток, следовательно и масса крови здесь гораздо меньше, а поэтому её инерция намного меньше, ею можно пренебречь.

Теперь другой вопрос. Скажите, почему в случае носового кровотечения советуют прикладывать к переносице холодный компресс?

— Наверное потому, что на холоде кровь лучше сворачивается.

— Вовсе и нет. При понижении температуры рефлекторно сужаются кровеносные капилляры, а это уменьшает кровотечение. А кто мне скажет, из-за чего нельзя обмороженным людям оказывать первую помощь в жарко натопленном помещении?

— Потому, что при резком изменении температуры могут получиться трещины на коже - как если нагреть стакан и опустить его в снег. Растрескается!

— Это другой случай. Вот когда вы сначала едите мороженое, а потом пьёте горячий кофе или наоборот, тогда - да, от резкой перемены температур эмаль на зубах может потрескаться. Здесь же всё дело в следующем. В обмороженном участке тела прекращается кровообращение. Ткани перестают получать кислород и питательные вещества, а также удалять продукты распада. Правда, это частично компенсируется тем, что на холоде жизненные процессы замедляются. Если же человека внести в тёплое помещение, наружный слой клеток начнёт согреваться и скорость обменных процессов в нём возрастёт. Но ведь более глубокие слои кожи ещё не отогрелись, кровоснабжение участка всё ещё не налажено! Следовательно, через некоторое время клетки наружных слоёв кожи, не получая притока свежей крови, попросту могут погибнуть - как от голода и удушья, так и задохнувшись в собственных продуктах распада. Поэтому-то отогревание следует производить изнутри, давая пострадавшему горячий чай. Вспомните, когда вы пьёте горячий чай, кофе или даже бульон, вам становится жарко: кровь начинает усиленно циркулировать, капилляры кожи расширяются, чтобы удалить излишнее тепло, при этом возможно покраснение кожи и появление испарины.

— Значит, тепло изнутри лучше тепла снаружи?

— В данном случае - да. А теперь давайте рассмотрим другой случай. Если только что проснувшемуся человеку измерить объём бицепса, а потом сделать то же самое после усиленной двухчасовой зарядки, разница будет весьма ощутимой. Кто объяснит, почему?

— Нагрузка вызывает усиленный обмен веществ. Это приводит к повышению температуры тела, ведь все же помнят, как становится жарко после физической нагрузки. А как мы знаем, нагретые тела расширяются.

— Оказывается, физическая сторона этого процесса стоит здесь на последнем месте. Дело в том, что в организме происходит перераспределение потоков крови: орган, который в данный момент работает, нуждается в большем количестве питательных веществ и кислорода. Поэтому кровь и приливает к нему, увеличивая объём самого органа. Курьёз данного факта в следующем: считается, что жевание жвачки вызывает усиленный приток крови к соответствующим мышцам, следовательно и к голове в целом, а значит и к мозгу.

— Получается, те, кто на уроке жуёт, имеют больше шансов получить хорошую оценку?

— Если брать в расчёт только этот факт, то да. Однако же почему-то забывают, что параллельно усиливается приток крови к желудку, создаётся устойчивый очаг возбуждения пищеварительных рефлексов, которые конкурируют с мыслительной активностью. И так далее.

Теперь же ответьте мне на последний вопрос: где кожа более тонкая и чувствительная - на губах или на коленях?

— Конечно же на губах!

— Хорошо. Когда мы пьём горячий чай, температура которого в два раза выше нашей собственной, мы обычно не обжигаемся, хотя если эта же жидкость прольётся на колени, будет ожог. Почему, ведь вы же сами только что сказали...

— ...Потому, что наверное на губах больше кровеносных сосудов интенсивнее кровоснабжение. Поэтому лишнее тепло сразу же уносится с поверхности рта и распространяется по всему телу. А на коленях кровь циркулирует заметно медленнее, поэтому кожа успевает нагреться до опасной температуры прежде, чем температура в этом участке уравновесится.

— Ну наконец-то! Молодцы, это действительно так.

Вадим МЕЛЕШКО