М. С. Омаров биоматериалдар биотехнологиясы тағамдық және биотехнологиялық мамандықтарының студенттеріне арналған Зертханалық практикум

1 Пуазейль формуласын жазыңыз.

2 Оствальд вискозиметрі не болып келеді?

3 Тұтқырлықты Оствальд әдісімен анықтау үшін формула шығарыңыз.

4 Осы әдіспен сұйықтың тұтқырлығын өлшеген кезде қандай шарттар орындалуы керек?

5 Лабораториялық вискозиметрдің құрылғысы мен жұмысының принципін суреттеңіз.

6 Лабораториялық вискозиметрдің көмегімен сұйықтың тұтқырлығын анықтау үшін есептік формуланы жазыңыз.
Өздік бақылау үшін тапсырмалар

1 Пуазейль формуласын көрсетіңіз:

а) ;

б) ;

в) ;

г) ;

д) .
2 Кинематикалық тұтқырлықтың СИ бірлігін көрсетіңіз:

а) Па;

в) Па·м;

д) м²/с.

а) ағыс жылдамдығының ұлғаюы;

б) сұйық көлемінің кішіреюі;

в) ағыс жылдамдығының төмендеуі;

г) ламинарлы ағыстың пайда болуы;

д) турбулентті ағысты құру үшін.

а) ұлғаяды;

б) өзгеріссіз қалады;

в) кішірейеді;

г) он есе ұлғаяды;

д) бұрыңғы деңгейде қалады.

а) олардың тұтқырлықтарына тура пропорционалды;

б) тұтқырлыққа кері пропорционалды;

в) сұйықтардың тұтқырлықтарына тәуелді емес;

г) олардың тұтқырлықтарының квадраттарына тура пропорционалды;

д) олардың тұтқырлықтарының квадраттарына кері пропорционалды.

Көп шарикті вискозиметр, секундомер, әр түрлі концентрациялы ерітінділердің жиынтығы.

Биологиялық макромолекулалар полимерлі молекулалар болып табылады, яғни иілгіш, бос қосылған тізбекті молекулалар. Олар үшін концентрацияның өсуімен ұлғаятын молекулалар арасындағы өзара қатынаспен ескермеуге болмайды. Келтірілген тұтқырлық заттардың әр түрлі концентрацияларында бірдей емес және тек кіші с сипаттамалық константалары мағынаға ие, яғни заттың сипаттамасы ретінде т тең шама болуы мүмкін.

Ньютондық емес сұйықтар үшін (1 жұмыс) Ньютонның теңдеуі орындалмайды, яғни олардың тұтқырлығы g жылдамдықтың градиентіне тәуелді. Жылдамдықтың тек кіші градиенттерінде ғана сұйық ағынында тізбекті молекуланың қодырауы болмайды.

шамасы – сипаттамалық тұтқырлық деп аталады.

Ерітіндіде иілгіш тізбекті биомолекулалар гауссты түйнек формасына келеді, яғни айналу эллипсоиді түрінде келтіруге болатын ассиметриялық түйнек. Осындай молекула берілген түйнекті тіліп өтетін сұйықпен бірге айналады, яғни сұйық үшін өтіп кетпейтін болып табылады. Өтіп кетпейтін макромолекуланың сипаттамалық тұтқырлығы молекулярлы массаға тәуелді.

Белгілі бір ерітіндіде бір гомологиялық қатардағы полимерлер үшін (бір немесе бірнеше метиленді топқа ажыратылатын бірдей химиялық функциялары және біртипті құрылымы бар туыс органикалық қосылыстар топтары) келесі тәуелділік бар
(3.1)
мұнда k - тұрақты коэффициент; М - молекулярлы масса.

Деңгей көрсеткіші а полимер молекуласының формасына, домбығу деңгейіне және молекуланың өтіп кетуіне байланысты. Тұтас шартәрізді бөлшектер үшін а = 0. Макромолекуланың түйінінің ассиметриясы күшті болған сайын, соғұрлым а. үлкен. Өтіп кететін эллипсоидты үшін а = 0,5. Толығымен өтіп кететін түйін үшін а = 1. Теңдеуді (3.1) басқаша түрде жазуға болады

Белгілі молекулярлы массалары бар бір гомологиялық қатарлы полимерлердің бірнеше ерітінділерінің сипаттамалық тұтқырлықтарын өлшеп, және тәуелділік графигін салып , k және а коэффициенттерін анықтауға болады және сипаттамалық тұтқырлық өлшенген полимердің белгілі емес молекулярды массасын табуға болады.

Сипаттамалық тұтқырлықты анықтау үшін көп шарикті вискозиметрді пайдалануға болады (сурет 3.1).

Ол Оставальд вискозиметрінен (2 жұмыс) ұзынырақ капиллярдың болуымен ерекшеленеді. Бұл сұйықтың өтіп кету уақытын нақты өлшеуге мүмкіндік береді. Одан басқа, үш шариктің болуы жылдамдықтың әр түрлі градиенттерін құруға мүмкіндік береді.

Сурет 3.1
Жылдамдық градиенті вискозимерде сұйықтың көтерілу деңгейіне байланысты, яғни шариктердің толтырылуына. Әрбір шарик үшін жылдамдықтардың градиенттерінің мәндері құрылғыға жалғасатын кестеде көрсетіледі. Жұмысты орындау үшін белгісіз молекулярлы массасы бар бір гомологиялық қатардың екі биополимерлердің ерітінділерін дайындау қажет. Әрбір заттың ерітінділері үш концентрацияда дайындалады.

Тұтқырлықты көпшарикті вискозиметрмен өлшеу Оствальд вискозиметрімен сияқты жүргізіледі (2 жұмыс).

1 Жылдамдықтың әр түрлі градиенттерінде g үш концентрациялы биополимер ерітінділерінің тұтқырлығын өлшеңіз η.

2 Ерітінділердің келтірілген тұтқырлықтарын анықтаңыз (берілген температурада еріткіштің тұтқырлығын η₀ анықтамалықтан алыңыз).

3 Тәуелділік графиктерін құрыңыз (сурет 3.2) және экстраполяция жолымен үш концентрацияда табыңыз.

с, кг/м3	g, с-1	τ1, с	τ2, с	τ3, с	, с	η, кг/(м·с)	ηпр, м3/кг	η0пр, м3/кг	[η], м3/кг

6 1-5 тапсырмаларын басқа екі биополимерлер үшін қайталаңыз.

7 Логарифмдік координаттарда тәуелділік графигін салыңыз осы ерітінділер үшін (сурет 3.4).

8 Салынған график бойынша белгісісіз полимердің М молекулярлы массасын және берілген гомологиялық қатардың а = tg α және k коэффициенттерін анықтаңыз.

1 Ерітіндінің тұтқырлығы деп не аталады?

2 Ерітіндінің сипаттамалық тұтқырлығы деп не аталады?

3 Ерітіндінің сипаттамалық тұтқырлығын қалай анықтауға болады?

4 Сипаттамалық тұтқырлық заттың молекулярлы массасымен қалай байланысты?

5 Теңдеуде (3.1) а коэффициенті неге тәуелді?

6 Көп шарикті вискозиметрдің ерекшеліктері қандай?

7 Заттың келтірілген тұтқырлығы деп не аталады?

8 Тұтқырлы сұйық үшін Ньютон теңдеуін жазыңыз.

9 Қандай сұйықтықтар ньютондық деп аталады?

1 Ньютондық сұйық аталады:

а) тұтқырлығы жылдамдықтың градиентіне тәуелді тұтқырлық;

б) тұтқырлығы ағыс жылдамдығына тәуелді;

в) Ньютон теңдеуіне бағынбайтын;

г) тұтқырлығы жылдамдықтың градиентіне тәуелді емес тұтқырлық.

а) ;

б) ;

в) ;

г) ;

д) .

а) Па·с;

в) Н/м²;

г) м³/кг;

д) өлшемсіз шама.

Ребиндер әдісімен беттік керілісті анықтау үшін қондырғы, зерттелетін сұйық, тамызғыш, әр түрлі концентрациялы спирт ерітінділері.

Сыртқы күштер болмаған кезде сұйықтың молекулалары потенциалды энергияның минимумына сәйкес келетін орынды алуға тырысады, сондықтан сұйық бос жағдайда ауданның минималды ауданына ие болғысы келеді және шар формасына келеді. Беттік қабат тығызданады, бетке жанама бойынша бағытталған серпімді күштер (беттік керіліс күштері) әрекет етеді. Егер шартты түрде сұйық бетінде ұзындығы l кескінді таңдасақ (сурет 4.1), онда беттік керіліс күштері F кескінге перпендикуляр бағдарлармен суреттеуге болады.

Беттік қабаттың молекулалары сұйықтың ішінде орналасқан молекулалармен салыстырғанда үлкен потенциалды энергияға ие болғандықтан, онда сұйықтың бетінің ауданын ұлғайту үшін беттік керіліс күштеріне қарсы жұмыс жасау керек. Онда

Беттік керілісті анықтау үшін тамшылардың үзілу алу әдісін пайдаланады. Тесік немесе тік түтікшеден сұйықтың баяу ағуы кезінде тамшы пайда болады. Радиусы тесік радиусынан аз тамшы мойыны немесе перетяжка бойынша жұлынып алу өтеді. Болжанып отырғандай, жұлынып алу кезінде беттік керілістің күші

тамшының ауырлық күшіне тең

мұнда R – тамшы мойынының радиусы; ρ – сұйықтың тығыздығы; V – тамшы көлемі.

Яғни
,

осыдан

(4.1)
Тамшының мойынының радиусын тәжірибе жүзінде өлшеу мүмкін емес (оны жұлып алу кезінде тамшыны фотоға түсіру кезінде ғана жасауға болады), сондықтан, тамшыны жұлып алу әдісін пайдалана отырып, салыстырмалы әдіске жүгінеді.

Егер стандартты сұйықтың беттік керілісі белгілі болса σ₀, мысалы судың, онда [(4.1) формуласы] келесідей жазуға болады

Егер сұйығы бар тығызы жабылған сауытқа қақпақша арқылы ұшы сұйыққа жанасатын, ал үстіңгі ұшы ашық капиллярға енгізсе, онда қысым азайған кезде сауытта сұйыққа капилляр арқылы атмосфералық қысым әсерімен р_ат ауаның көпіршігі сығылады. Көбікшенің үзілу алуы уақытында сауытта қысым және шамадан тыс қысымға тең атмосфералық қысым

(4.5) көрінісін пайдалана отырып, аламыз

Тамшыларды үзіп алу әдісімен беттік керілісті анықтау үшін қондырғы тік штативке бекітілген тамызғыш (сурет 4.1, а) немесе сталагмометр (сурет 4.1, б) болып келеді. Тамызғыш – ол тар төмеңгі сақинасы бар шыны түтікше.

Сурет 4.1

Сурет 4.2

Түтікшенің тар бөлігі алдында тамызғыштан сұйықтың ағуы реттелетін кран бар. Түтікшеге ағатын сұйықтың көлемін өлшеуге мүмкіндік беретін бөлгіштер салынған.

Сталагмометр – шар тәрізді кеңейтуі бар шыны капилляр түтікше. Сталагмометре сұйықтың белгілі бір көлемін шектейтін А және В белгілері бар. Сталагмометрге сұйық резеңке грушамен сорылады.

Ауа көбікшесінде максималды қысым әдісімен беттік керілісті өлшеу үшін құрылғы (сурет 4.2) П. А. Ребиндермен құрастырлған.

Ол манометрмен және жабық сауытпен В қосылған сумен толтырылған аспиратордан N тұрады. В сауытын электроплиткамен жылытыла алатын суы бар стаканға салады. Температура термометрмен өлшенеді. К кранын жауып, аспиратордың кранын ашса, онда одан ағып кетеді. Бұл аспираторда қысымның төмендеуіне әкеледі, демек онымен қосылған В сауытында да. Қысымдардың кейбір айырмашылықтарында (атмосфералық және жүйе ішінде арасында) сұйыққа капилляр арқылы ауаның көбікшесі жылжытылады. Осы кезде (4.6) шарты орындалады. Δр қысымы манометрмен өлшенеді. Беттік керіліс (4.7) формуласы бойынша анықтала алады. Капиллярдың радиусын табу үшін салыстырмалы әдісті қолданады. Алдымен стандартты сұйық үшін Δр₀ өлшеуін жүргізеді, оның беттік керілісі σ₀ белгілі. А = r/2 шамасы берілген құрылғының тұрақтысы болып табылады және стандартты сұйық үшін өлшеулерден анықталады
(4.8)
Зерттелетін сұйықтың беттік керілісі
(4.9)
Жұмысты орындау тәртібі

1 Тамшыларды жұлып алу әдісімен беттік керілісті анықтау:

а) тамызғышты жуыңыз, оны штативке тігінен бекітіңіз және оған тазартылған судың белгілі бір мөлшерін құйыңыз;

б) кранды аша отырып, берілген көлемде су тамшыларының санын есептеңіз п₀. Бақылауды үш рет қайталаңыз және табыңыз ;

в) тамызғышқа С концентрациялы спирттің ерітіндісінің сондай көлемін құйыңыз және берілген көлемде тамшылардың п санын есептңіз. Бақылауды үш рет қайталаңыз және табыңыз ;

г) басқа концентрациялы С₂ және С₃ спирт ерітінділерімен осындай өлшеулерді жүргізіңіз;

д) спирт ерітінділерінің беттік керілісін есептеңіз σ;

е) өлшеулер мен есептеулер нәтижелелерін 4.1 кестесіне енгізіңіз;

п1	п2	п3		σ, Н/м

ж) сенімді ықтималдылығы р = 0,95 әрбір концентрациялы ерітінділер үшін беттік керілісті өлшеудің қателігін анықтаңыз Δσ;

з) концетрациядан спирттің беттік керілісінің тәуелділік графигін салыңыз.

2 Ауа көбікшесінде максималды қысым жасау әдісімен беттік керілісті анықтаңыз:

а) аспираторға бүйір бөлшек деңгейіне дейін суды құйыңыз;

б) ұстауышқа В тазартылған су бар сауытты салыңыз.

Капиллярдың ұшы суға 2 мм аспай салынатындай етіп, капилляры бар қақпақпен тығыз жабыңыз;

в) К кранын жабыңыз;

г) қысымның өзгеруі баяу өтіп, көбікшелердің жұлынып алынуы кезінде сұйықтықтың деңгейлерін жеңіл есептеуге болатындай етіп аспиратордың кранын ашыңыз;

д) көбікшелердің жұлынып алынуы кезінде манометрдің сол жақ тізесі бойынша есептеуді жүргізіңіз Н₁. есептеуді үш рет кем емес жүргізіңіз және табыңыз;

е) көбікшелердің жұлынуын бақылай отырып, манометрдің оң жақ тізесі бойынша үш реттен кем емес есептеуді жүргізіңіз Н₂ және табыңыз;

ж) есептеңіз ;

з) құрылғының тұрақты А анықтаңыз [(4.8) формуласн];

и) өлшеулер мен есептеулер нәтижелелерін 4.2 кестеге жазыңыз;

Н11, мм	Н12, мм	Н13, мм	, мм	Н21, мм	Н22, мм	Н23, мм	, мм	Δр0, мм. су. ст.	А,

к) В₁ тазартылған су бар сауытты В₂ зерттелетін сұйық бар сауытқа алмастырыңыз;

л) электроплитканы қосыңыз және әр түрлі температураларда 1 тапсырмада сияқты өлшеулер жасаңыз;

м) әр түрлі температурада сұйықтан беттік керілісті есептеңіз [(4.9) қара];

н) өлшеулер мен есептеулердің нәтижелелерін 4.3 кестеге енгізіңіз;
Кесте 4.3

t, ºC	Н11, мм	Н12, мм	Н13, мм	, мм	Н21, мм	Н22, мм	Н23, мм	, мм	Δр0, мм. вод. ст.	σ, Н/м

Сұрақтар мен тапсырмалар

1 Беттік керілістің құбылысының мәні неде?

2 Беттік керіліс күші деген не және ол қалай бағытталған?

3 Беттік керілістің анықтамасын беріңіз және оны СИ бірлігіде көрсетіңіз.

4 Беттік-белсенді заттар деген не?

5 Тамшыларды жұлып алу әдісімен беттік керілісті өлшеудің мәні неде?

6 Көбікшете максималды қысым көрсету әдісімен беттік керілісті өлшеудің мәні неде?

7 Беттік керіліс температураға қалай тәуелді?

8 Беттік керілісті зерттеу қандай орынға ие?

9 Беттік керіліс ерітінді концентрациясына қалай тәуелді?

1 Беттік керіліс құбылысының пайда болу себебі болып табылады:

а) шекаралас орталардың температураларының айырмашылықтары;

б) шекаралас орталардың молекулаларының қозғалысының жылдамдықтарындағы айырмашылық;

в) шекаралас орталардың молекулалары арасында,ы өзара қатынас күштерінің айырмашылығы;

г) шекаралас орталардың тығыздықтарының айырмашылығы.

а) ;

б) ;

в) ;

г)
3 Беттік керілістің СИ бірлігін көрсетіңіз:

а) Па·с;

в) Дж/м;

а) ұлғаяды;

б) өзгеріссіз қалады;

в) кішірейеді;

г) 10% өзгереді.
5 r радиусының сұйықтың сфералық беті астында пайда болатын қосымша Δр қысым формула бойынша анықталады,:

а) ;

б) ;

в) ;

г) ;

д) .

Материалдардың серпімді қасиеттерін зерттеу үшін қондырғы, сүйек талшығының үлгісі, болат үлгі, жүктер жиынтығы, сызғыш, микрометр.

Қысу мен созу қожыраулары кезінде механикалық кернеуге тең

Серпімді қожыраулар үшін Гук заңы сәйкес келеді:

Механикалық кернеудің салыстырмалы қожырауға тәуелділігі 5.1 суретте көрсетілген. Салыстырмалы түрде үлкен емес мәндерде қожырау серпімді сипатқа ие, ол графикте тура пропорционады тәуелділікпен көрсетіледі (аймақ ОБ). Осы кезде Гук заңы орындалады. Қожырау серпімді сипатты сақтап қалатын ең үлкен механикалық кернеу серпімділік шегі деп аталады. Кернеудің келесі ұлғаюы кезінде қожырау пластикалық сипатқа ие (аймақ ВС), және кернеу кезінде σ_пр (беріктік шегі) үлгінің бұзылуы өтеді.

Сүйек талшығының құрылысы жеткілікті түрде күрделі. Оның құрамына органикалық материал енеді, басты түрде коллаген, және кальций, фосфор және т.б. тұратын неорганикалық қосылыстар. Коллаген сүйекте фибриллаларды түзеді - жіңішке ұзын жіптер. Органикалық емес заттардың кристаллдары фибриллалар арасында орналасқан және оларға берік бекітілген.

Сурет 5.1
Осындай күрделі құрылым сүйек талшығының механикалық қасиеттерін анықтайды - серпімділік және иілгіштік. Сүйек талшығының серпімділік модулі оның компоненттерінің серпімділік модульдері арасында аралық мәнге ие және олардың пайыздық мазмұнына маңызды түрде тәуелді.

Эксперименталды зерттеулер кезінде құрылымдық элементтерлің өлшемдері сүйектің өзінен әлдеқайда кіші болғандықтан тұтас құрылымға ие деген болжам жасайды. Сүйекті барлық нүктелерінде және барлық бағыттар бойынша бірдей механикалық қасиеттерге ие біркелкі және изотропты деп есептейді.

Серпімділік модулін анықтаудың әр түрлі әдістері бар. Берілген жұмыста серпімділік модулі иін қожырауынан анықталады.

Егер берік тірекке бос орналасқан тура серпімді өзектің ортасына F күші әсер етсе (сурет 5.2), онда өзек иіледі. Осындай иінде өзектің үстіңгі қабаттары сығылады, ал төмендегілер - созылады, ал нейтралды деп аталатын орташа қабат өзінің ұзындығын сақтайды және қисаюға ұшырайды.

Серпімділік модулін анықтау үшін қондырғы үлгіні 2 орналастыратын екі бағаны бар массивті платформадан 1 тұрады (сурет 5.3). Жылжытылмайтын бағанның ұшында тірек призмасы 3 бекітілген. Жылжытылатын бағанның ұшында тірек призмасы үлгінің жылжуы кезінде үйкелісті төмендету үшін айналатын роликпен 4 алмастырылған. Одан басқа, бағандар арасында тік жағдайда бекітілген микрометрі 5 бар өзек бар.

Онда

1 Микрометрмен және сызғышпен адамның сүйек талшығының енін b, қалыңдығын b а және ұзындығын L өлшеңіз (ұзындық тірек нүктелері арасындағы ара-қашықтық ретінде өлшенеді). Әрбір өлшемді үш рет үш жерлерде жасаңыз және есептеңіз , .

2 5.5 формуласына , және L мәндерін қоя отырып үлгінің тұрақты С есептеңіз.

3 Өлшеулер мен есептеулердің нәтижелелерін 5.1 кестеге енгізіңіз.

Үлгі	a1, м	а2, м	а3, м	, м	b1, м	b2, м	b3, м	, м	L, м	С, м-1

4 Үлгіні тіректерге салыңыз және қондырғыны тоқ көзіне қосыңыз.

5 Микрометр безгегін дабыл беруші шам жанғанша контактілі пластинкаға келтіріңіз және микрометрден көрсеткіштерді жазып алыңыз п₀.

6 Біртіндеп үлгіні т массалы жүктерді тиеңіз және микрометрдің сәйкесінше көрсеткіштерінің өлшемдерін жасаңыз п.

7 Әрбір жүктеме кезінде үлгінің серпімділік модулін есептңіз Е [(5.6) формуласы] және табыңыз .

8 Өлшеулер мен есептеулердің нәтижелелерін 5.2 кестеге енгізіңіз.

Үлгі	п0, м	т, кг	п, м	Е, Па	, Па

9 Сенімді ықтималдылығы р = 0,95 тең серпімділік модулінің өлшемінің қателігін есептеңіз ΔЕ.

10 Болат үлгісі үшін аналогты өлшеулер мен есептеулерді жасаңыз.
Сұрақтар мен тапсырмалар

1 Қожырау дегеніміз не? Қожыраудың түрлерін атаңыз.

2 Механикалық кернеу деген не?

3 СИ-де ол қандай бірліктерде көрсетіледі?

4 Берілген жұмыста серпімділік модулі қалай анықталады?
Өздік бақылау үшін тапсырмалар

1 Күш әсері аяқталғаннан кейін келесі қасиетке ие болатын қожырау серпімді деп аталады:

а) толық сақталады;

б) бөлшекті қалады;

в) бөлшекті жоғалады;

г) толық жоғалады.

а) ;

б) ;

в) ;

г) ;

д) .

3 Серпімділік модулінің физикалық мәнін көрсетіңіз:

а) тілік ауданының бірлігіне келетін күш;

б) ұзындық бірлігіне әсер ететін күш;

в) серпімді қожырау аяқталатын кернеу;

г) үлгі ұзындығы екі есе ұлғаятын кернеу.
4 Серпімділі модулінің өлшем бірлігін көрсетіңіз:

а) Н;

в) Н/м;

д) Па/м.
5 Гук заңының графигін көрсетіңіз:

персоналды компьютер.

Қатты денелердің механикалық қасиеттері қожыраулар кезінде анықталады. Жоғарыда келтірілген (5 жұмысты қара) серпімді және иілгіш қожыраулардан басқа қожыраулардың басқа түрлерін ажыратады.

Кернеудің релаксациялауды зерттеуді қожырауда изометриялық режимде жүргізеді: обьектте сатылы созылуды тудырады және оны тұрақты сақтай отырып (ε = const), тәуелділікті зерттейді σ = f(τ).

Кез-келген материалдың механикалық қасиеттерін зерттеген кезде алдымен механикалық кернеудің σ салыстырмалы қожыраудан тәуелділігін зерттейді ε: σ = f(ε) және кернеудің уақыттық тәуелділіктерін σ = f(τ) және салыстырмалы қожырауды зерттейді ε = f(τ).

Бұлшық еттер, сіңір, сүйек талышығы, қан тамырлары сияқты биологиялық талышқтар тұтқырлы серпімді жүйелер болып келеді. Сыртқы күштің әсерімен анықталатын олардың пассивті механикалық қасиеттері, серпімдә және тұтқырлы элементтерді үйлестіріп моделдеу ыңғайлы.

Денелердің тұтқырлы серпімді қасиеттері серпімді және тұтқырлы элементтердің үлгілерінің әр түрлі комбинацияларынан тұратын жүйелермен моделделінеді.

Максвеллдің үлгісі – серпімді және тұтқырлы элементтерді біртіндеп қосу (сурет 6.4, а). изотоникалық режимде (сурет 6.4, б) серіппе бір сәтте Гук заңы анықтайтын мәнге дейін ұзарады (уақыт моменті τ₁), ал поршень тұрақты жылдамдықпен тұрақты сыртқы күш әсер еткенше әрекет етеді. Жүктеме алынғанна кейін (уақыт моменті τ₂) серіппе бір сәтте қысқарады, ал поршень өзгеріссіз қалады. Изометриялық режимде (сурет 6.4, в) серіппе жылдам созудан кейін қысқара бастайды, осы кезде поршень де созылады, яғни кернеудің релаксациясы өтеді.

Биожүйелердің механикалық қасиеттері олардың құрылымдық құрылысымен негізделген.

1 Қожыраудың изотоникалық режимінде механикалық үлгілердің іс-әрекетін зерттеу:

а) серіппеге сыртқы күш салыңыз және оның әсерін белгілі бір уақыт ішінде ұстап тұрыңыз;

б) сыртқы күштің әсерін тоқтатыңыз;

в) дәптерге тұрақты сыртқы күштің әсер кезінде және жүктемені алғаннан кейін салыстырмалы ұзарудың уақыттың тәуелділігінің графигін салыңыз;

г) басқа үлгілер үшін пп. а)-в) сияқты әрекеттерді жасаңыз;

д) қай үлгілерде жорғалаушылық байқалатын туралы қорытынды жасаңыз.
2 Қожыраудың изометриялық режимінде механикалық үлгілердің әрекетін зерттеу:

а) серіппеге сыртқы күш салыңыз және оның әсерін белгілі бір уақыт ішінде ұстап тұрыңыз;

б) ұзартуды алып тастаңыз;

в) дәптерге тұрақты салыстырмалы ұзарту кезінде және жүктемені алғаннан кейін салыстырмалы ұзарудың уақыттың тәуелділігінің графигін салыңыз;

г) басқа үлгілер үшін пп. а)-в) сияқты әрекеттерді жасаңыз;

д) қай үлгілерде кернеудің релаксациясы байқалатыны туралы қорытынды жасаңыз.

а) кезекпен экранда тәуелділік графиктерін алыңыз майда бұлшықеттің қожырауы үшін; - қаңқа бұлшықеті үшін; - кернеудің екі мәнінде изотоникалық режимде сүйек талышығы үшін;

б) алынған графиктерді дәптерге салыңыз және әрбір аталған биологиялық талшықтар үшін сәйкес келетін үлгілерді көрсетіңіз.

4 Жануардың жасына байланысты сіңірдің серпімділік үлгісінің тәуелділігін зерттеу:

а) жануардың жасын енгізіңз және экранда тәуелділік графигін алыңыз ;

б) алынған график бойынша абциссалар осіне графиктің бұрышының тангенсі ретінде сіңірдің серпімділік модулін анықтаңыз Е;

в) жастың басқа мәндері үшін сол сияқты әрекеттерді жасаңыз;

г) алынған мәліметтерді 6.1 кестеге енгізіңіз;

д) жасына байланысты сіңірдің серпімділігінң модулінің тәуелділік графигін салыңыз;

е) жасына байланысты сіңірдің серпімділік модулінің өзгеру сипаты туралы қорытынды жасаңыз.

а) жануардың жасын енгізіңіз;

б) сіңірге қолданылатын жүктемені өзгерте отырып, F әрекетті күштен ε салыстырмалы қожырауының тәуелділігінің графигін экранда алыңыз;

в) алынған график бойынша ε_mах салыстырмалы ұзаруы мен F_max жүктемесінің шекті мәнін анықтаңыз;

г) сіңірдің серпімділік шегін формула бойынша есептеңіз (5 жұмыс)

мұнда S – сіңірдің көлденең тілігінің ауданы (2·10^-6 м² тең);
д) сіңірдің максималды абсолютті ұзаруын есептеңіз (қожырауға ұшырамаған 1₀ ұзындығын 0,12 м тең деп қабылдау);

е) жастың басқа мәндері үшін а)-д) пп. сияқты әрекеттерді жасаңыз;

ж) өлшеулер мен есептеулер нәтижелерін 6.1 кестеге енгізіңіз;
6.1 кесте

Жасы, жыл	Е, Па	Fmax, H	σуп, Па	εmax	Δlmax, м

з) жасына байланысты сіңірдің серпімділігі шегінің тәуелділік графигін құрастырыңыз;

и) жасына байланысты сіңірдің серпімділігінің өзгеру шегінің сипаты туралы қорытынды шығарыңыз.

1 Механикалық қожыраудың анықтамасын беріңіз.

2 Қожыраулардың мүмкін түрлерін атаңыз.

3 Қожыраудың изотоникалық және изометриялық режимдерінің мәні неде?

4 Кернеудің релаксациясы мен жорғалап жүруі деп не аталады?

5 Қатты денелердің үлгілерін көрсетіңіз және олардың қожырауларының ерекшеліктерін суреттеңіз.

6 Биологиялық талшықтардың механикалық қасиеттерін суреттеңіз.
Өздік бақылау үшін тапсырмалар

1 Тұтқырлы серпімді келесі қожырау аталады:

а) сыртқы күштің әсер етуі тоқтатылғаннан кейін толық жоғалады;

б) жүктемені алғаннан кейін сақталады;

в) тұрақты күш әсер еткен кезде уақыт өткеннен кейін маңызды шамаға жетеді, ал жүктеме алынғаннан кейін жоғалады;

г) жүктемені алғаннан кейін бөлшекті сақталады.

а) тұрақты жүктеме кезінде уақыт өткеннен обьекттің салыстырмалы қожырауының өзгеруі;

б) тұрақты салыстырмалы қожырау кезінде уақыт өткеннен кейін механикалық кернеудің азаюы;

в) сыртқы күштің әсері кезінде обьекттің ұзындығының өзгеруі;

г) сыртқы күштің әсері кезінде обьекттің формасының өзгеруі.
3 Қожыраудың изотоникалық режимінің мәні:

а) зерттелетін үлгіде тұрақты салыстырмалы ұзаруының құрылуында;

б) үлгіде тұрақты қожыраудың құрылуында;

в) зерттелетін үлгіде тұрақты механикалық кернеудің құрылуында.

4 Созылудың қожырауының шамасы болып табылады:

а) салыстырмалы созылу;

б) кернеу;

в) Юнг үлгісі;

г) абсолютті ұзарту.
5 Қодырау кезінде қаңқа бұлшықеттері келесі үлгі сияқты болады:

а) серпімді элемент;

б) Максвелл;

в) тұтқырлы элемент;

г) Зинер;

д) Кельвин-Фойгт.

2 Азаров Б. М., Назаров Н. И. Реология пищевых масс. - М. : МТИПП. 1970, 90 с.

3 Азаров Б. М., Арет В. А. Инженерная реология пищевых производств. - М. : МТИПП. 1978, 112 с.

4 Николаев Б. А. Структурно-механические свойства мучного теста. - М. : Пищевая промышленность, 1976, 247 с.

5 Мачихин Ю. А., Клаповский Ю. В. Современные способы формования конфетных масс. - М. : Пищевая промышленность, 1974, 184 с.

6 Общая технология пищевых производств. Под ред. Н. И. Назарова. - М. : Пищевая промышленность. 1980, 380 с.

7 Соколов А. Я. Основы расчета и конструирование оборудования пищевых производств. - М. : Пищевая промышленность, 1984.

МАЗМҰНЫ