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  #1  
Alt 16.10.18, 14:22
ulchi ulchi ist offline
Newbie
 
Registriert seit: 16.10.2018
Beiträge: 1
Standard Isovolumetrische Kontraktion der Kammern vom Herz

Hallo verehrte Physik-Cracks,

ich habe eine Frage aus dem Bereich der Medizin. Wenn das Herz kontrahiert dann erfolgt dies zuerst in Form einer isovolumetirschen Kontraktion und dann einer auxotonen Kontraktion. Ich kenne mich mit dem Druck in Flüssigkeiten nicht so ganz aus..

Meine Frage bezieht sich auf die Phase der isovolumetrischen Kontraktion. Da kontrahiert der Herzmuskel und die Wandspannung steigt ohne dass das Kammervolumen vermindert wird. In Folge erhöht sich der Druck in der Kammer. Aber wie kann sich in einer abgeschlossenen, nahezu inkompressiblen Flüssigkeit der Druck erhöhen wenn das Volumen gleich bleibt?

Durch das Wirken einer Kraft F auf eine Stelle des flüssigkeits- bzw. gasgefüllten Behälters treten an allen Wänden des Behälters Kräfte auf, die senkrecht zum jeweiligen Wandstück gerichtet sind. Man sagt in der Flüssigkeit bzw. in dem Gas herrscht ein Druck p (steht auch auf der Seite: http://www.leifiphysik.de/mechanik/d...d-schweredruck) Bekanntlich bestehen ja Flüssigkeiten aus Molekülen, die sich sehr dicht beieinander befinden. Durch die ungeordnete thermische Bewegung stoßen die Moleküle ständig auf andere Moleküle und gegen die Gefäßwände. Auf die Wände wirken dadurch die dadurch von Ihnen oben beschriebenen nach außen gerichtete Druckkräfte. Warum erhöht sich der Druck in nahezu inkompressiblen Flüssigkeiten in einem vollständig abgeschlossenen Behältnis, wenn von außen Kraft ausübt? Die Moleküle können ja aufgrund der engen Platzverhältnisse kaum dichter aneinander rücken. Der Druck in der abgeschlossenen Flüssigkeit erhöht sich, während das Volumen gleich bleibt. Scheinbar wird die Kraft von außen (hier in Fall die der Herzmuskulatur) auf alle Moleküle in der Flüssigkeit und in alle Raumrichtungen weitergeleitet.
Aber wie findet an der Grenzfläche zwischen Herzmuskelwand und Flüssigkeit eine Kraftübertragung statt, wenn das Volumen gleich bleibt? Können Sie mir auf Teilchenebene vermitteln wie diese Kraftübertragung an der Grenzfläche funktioniert?

Ihr würdet mir mit einer Antwort echt weiterhelfen!!!

Beste Grüße

Geändert von ulchi (16.10.18 um 14:35 Uhr)
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  #2  
Alt 16.10.18, 15:02
Timm Timm ist offline
Singularität
 
Registriert seit: 26.03.2009
Ort: Weinstraße, Rheinld.Pfalz
Beiträge: 2.371
Standard AW: Isovolumetrische Kontraktion der Kammern vom Herz

Zitat:
Zitat von ulchi Beitrag anzeigen
Da kontrahiert der Herzmuskel und die Wandspannung steigt ohne dass das Kammervolumen vermindert wird. In Folge erhöht sich der Druck in der Kammer. Aber wie kann sich in einer abgeschlossenen, nahezu inkompressiblen Flüssigkeit der Druck erhöhen wenn das Volumen gleich bleibt?
Das Volumen einer Flüssigkeit bleibt unter Druck nahezu aber eben nicht exakt konstant. Und die Kompressibilität von Flüssigkeiten ist zwar sehr klein (für Wasser 10^-6/bar) aber nicht Null. Unter Druck verringern sich die Abstände zwischen Atomen und Molekülen um einen entsprechend winzigen Betrag.
__________________
Der Verstand schafft die Wahrheit nicht, sondern er findet sie vor - Aurelius Augustinus

Geändert von Timm (16.10.18 um 17:04 Uhr)
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  #3  
Alt 16.10.18, 18:44
Bernhard Bernhard ist offline
Moderator
 
Registriert seit: 14.06.2017
Beiträge: 755
Standard AW: Isovolumetrische Kontraktion der Kammern vom Herz

Hallo ulchi,

Zitat:
Zitat von ulchi Beitrag anzeigen
Aber wie kann sich in einer abgeschlossenen, nahezu inkompressiblen Flüssigkeit der Druck erhöhen wenn das Volumen gleich bleibt?
ich vermute, dass da ein Mißverständnis vorliegt, weil es bei einer reinen Änderung der Form des Volumens tatsächlich keine Änderung am gemittelten Druck gibt.

Ich vermute vielmehr, dass die vermutlich zitierte isovolumetrische Kontraktion nur partiell auch wirklich isovolumetrisch ist.
__________________
Freundliche Grüße, B.
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  #4  
Alt 17.10.18, 08:14
Bernhard Bernhard ist offline
Moderator
 
Registriert seit: 14.06.2017
Beiträge: 755
Standard AW: Isovolumetrische Kontraktion der Kammern vom Herz

Zitat:
Zitat von ulchi Beitrag anzeigen
Wenn das Herz kontrahiert dann erfolgt dies zuerst in Form einer isovolumetirschen Kontraktion und dann einer auxotonen Kontraktion.
Wer behauptet das eigentlich? Oder hast Du das nur falsch abgeschrieben. Es gibt auch eine isometrische Kontraktion.

Generell ist es so, dass bei einer inkompressiblen Flüssigkeit sehr kleine Volumenänderungen große Druckunterschiede bewirken. Als Ursache für den Blutkreislauf, kann ich mir (wie gesagt) eigentlich auch keine reine Verformung des Herzens vorstellen. Da muss schon mehr passieren.
__________________
Freundliche Grüße, B.
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  #5  
Alt 17.10.18, 09:32
Timm Timm ist offline
Singularität
 
Registriert seit: 26.03.2009
Ort: Weinstraße, Rheinld.Pfalz
Beiträge: 2.371
Standard AW: Isovolumetrische Kontraktion der Kammern vom Herz

Zitat:
Zitat von Bernhard Beitrag anzeigen
Wer behauptet das eigentlich? Oder hast Du das nur falsch abgeschrieben. Es gibt auch eine isometrische Kontraktion.

Generell ist es so, dass bei einer inkompressiblen Flüssigkeit sehr kleine Volumenänderungen große Druckunterschiede bewirken. Als Ursache für den Blutkreislauf, kann ich mir (wie gesagt) eigentlich auch keine reine Verformung des Herzens vorstellen. Da muss schon mehr passieren.
Das kann man ja nachlesen, z.B. hier.
Der Punkt ist, daß Flüssigkeiten eben nicht "inkompressibel" sind, wenngleich die relative Volumenänderung sehr klein ist, s. oben. Insofern trifft "isometrische Kontraktion" praktisch zu, aber nicht strikt deltaV/V = 0.
__________________
Der Verstand schafft die Wahrheit nicht, sondern er findet sie vor - Aurelius Augustinus
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  #6  
Alt 17.10.18, 09:34
Ich Ich ist offline
Moderator
 
Registriert seit: 18.12.2011
Beiträge: 1.582
Standard AW: Isovolumetrische Kontraktion der Kammern vom Herz

Zitat:
Zitat von ulchi Beitrag anzeigen
Durch die ungeordnete thermische Bewegung stoßen die Moleküle ständig auf andere Moleküle und gegen die Gefäßwände. Auf die Wände wirken dadurch die dadurch von Ihnen oben beschriebenen nach außen gerichtete Druckkräfte.
Ich weiß nicht, ob das der Knackpunkt ist, aber diese Aussage trifft nicht zu. Druck durch Impulsübertrag (also Stöße der freien Teilchen gegen die Wand) ist bei Gasen der Hauptanteil, bei idealen Gasen rechnet sogar sogar nur mit diesem Mechanismus.
In Flüssigkeiten ist das nicht so wichtig. Hier ist entscheidend, dass Moleküle kaum komprimierbar sind. Man kann sich das als lauter harte Bälle vorstellen, ohne zu stark zu vereinfachen - ein gefülltes Volumen ist dann vergleichbar mit einem Kissen, das mit Styroporkugeln gefüllt ist. Lässt man es in Ruhe, gibt es keinen Druck, weil wie gesagt die thermische Bewegung keine Rolle spielt. Versucht man es zusammenzudrücken, dann wird die Kraft über die starren Kugeln weitergegeben. Die halten ziemlich viel Kraft aus, ohne sich nennenswert zu verformen.
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druck flüssigkeiten herz

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