Asociación Universidad Privada San Juan BautistaFACULTAD DE CIENCIAS DE LA SALUDESCUELA PROFESIONAL DE MEDICINA HUMANA

Curso: Biofísica Médica Guías de Laboratorio

INDICE Pg.

LABORATORIO Nº 01: Reconocimiento y Lectura de Instrumentos de Medición 02-10

LABORATORIO Nº 02: MEDICIONES: Mediciones de longitudes, áreas y volúmenes de diferentes objetos 11-15

LABORATORIO Nº 03: MOVIMIENTO: Movimiento corporal 16-19

LABORATORIO Nº 04: CENTRO DE GRAVEDAD: Determinación del centro de gravedad de un cuerpo 20-25

PRIMER PARCIAL DE LABORATORIO

LABORATORIO Nº 05: FUERZA: Determinación de la fuerza muscular de una persona 26-29

LABORATORIO Nº 06: ENERGIA: Transformación de energía 30-34

LABORATORIO Nº 07: ELASTICIDAD: Modulo de Young 35-37

LABORATORIO Nº 08: PRESION: Presión Hidrostática 37-39

SEGUNDO PARCIAL DE LABORATORIO

LABORATORIO Nº 09: PRESION ARTERIAL: Medición indirecta de la presión arterial 40-43

LABORATORIO Nº 10: DENSIDAD: Densidad de sólidos 44-47

LABORATORIO Nº 11: DENSIDAD: Densidad de fluidos 48-50

LABORATORIO Nº 12: VISCOSIDAD: Viscosidad de fluidos 51-54

LABORATORIO Nº 13: CALOR ESPECÍFICO: Medición de pérdida y transferencia de calor 55-58

LABORATORIO Nº 14: OPTOMETRIA: Agudeza visual 59-61

ESTRUCTURA DEL FORMATO PARA LA ENTREGA DE INFORMES DE LABORATORIO 62-63

TERCER PARCIAL DE LABORATORIO

1

Asociación Universidad Privada San Juan BautistaFACULTAD DE CIENCIAS DE LA SALUD

ESCUELA PROFESIONAL DE MEDICINA HUMANACurso: Biofísica Médica Ciclo: I GUIA DE LABORATORIO Nº 09

PRESION ARTERIAL: Medición indirecta de la presión arterial

COMPETENCIA1. Determina indirectamente la presión arterial.2. Aplica técnicas y procedimientos para la medición de la presión arterial.FUNDAMENTO TEORICODefinición. Es la medición indirecta de la presión dentro de las arterias ejercida por la sangre impulsada por el corazón.Sinónimos. Tensión arterial, TA, PA.Material. Se requiere un estetoscopio, tensiómetro, manómetro. Existen tres tipos principales: De columna de mercurio, aneroide y digital. Todos ellos requieren calibración periódica.

Método. La habitación debe ser cómoda con una temperatura apropiada. El sujeto debe estar sentado con la espalda apoyada en el respaldo o acostado durante 5 a 10 minutos antes de la medición. También debe estar tranquilo, relajado y en silencio, sin cruzar ni brazos ni piernas. Si se desea volver a medir, hay que dejar pasar un periodo de al menos 5 minutos.El método es similar para el esfigmomanómetro de mercurio y aneroide. En el caso de los manómetros digitales, no se requiere el empleo del estetoscopio.Se recomienda el empleo de esfigmomanómetros de brazo más que los de muñeca, ya que a mayor distancia del corazón, es posible que la información obtenida no sea fidedigna.Interpretación.

Tabla 01.

Categorías Actuales de Hipertensión Arterial

Categoría Presión Sistólica (mm. Hg) Presión Diastólica (mm. Hg)

Pre hipertensión 120-139 80-89

Estado 1 de Hipertensión 140-159 90-99

Estado 2 de Hipertensión ≥ 160 ≥100

Fuente: The Seventh Report of the Joint National Committee on Prevention, Detection, Evaluation and Treatment of High Blood Pressure. The JNC7 Report.

Precauciones.El manguito debe cubrir dos tercios del brazo a lo largo. En caso de pacientes muy delgados o muy obesos, debe usarse un manguito especial. Si la manga arremangada de la camisa o blusa constriñe el brazo, es mejor que el sujeto se la quite y vista una bata de paciente. En presencia de una fístula arteria-venosa en ese brazo (habitualmente para hemodiálisis), se mide la presión en el otro brazo. En la primera medición se hace en cada brazo y se anota en el expediente en cuál brazo es mayor. En las demás mediciones se usará ese brazo.

MATERIALES1 tensiómetro 1 estetoscopio1 reloj 3 manómetros1 calculadora 1 hoja de papel A4

2

Instrumentos empleados en la determinación de la presión arterialLos instrumentos para medir la presión cuentan en todos los casos con un brazalete de vinil, un sistema para registrar la presión en kPa y/o mm. Hg y un fonendoscopio. Los equipos de uso común que se encuentran en el mercado son los siguientes:1. Esfigmomanómetro de mercurio .-

Es el instrumento de elección por su fiabilidad, este tipo de equipo es el que menos se descalibra y permite obtener las medidas de presión más exactas. Los demás tipos de esfigmomanómetros deben ser calibrados y/o validados con un esfigmomanómetro de mercurio de referencia.Existen presentaciones de una y dos columnas.Este instrumento tiene una alta durabilidad, trabaja por gravedad y aunque existen versiones más ligeras para su uso en el hogar, este no es muy recomendable, debido principalmente a los peligros asociados con el mercurio y a que se requiere de un personal entrenado para lograr mediciones exactas. Para su adecuado mantenimiento se requiere guardar el instrumento en posición vertical sobre una superficie plana y revisar regularmente los caños de goma, el manguito y la columna tubular, con el fin detectar posibles roturas o pérdidas de mercurio. Se debe calibrar el aparato anualmente.

Figura1.

Esfigmomanómetro de mercurio

2. Esfigmomanómetro aneroide -de tipo reloj

Consta de las siguientes partes: Brazalete de vinil, manómetro con elementos sensores elásticos, pera anatómica, estetoscopio de fácil manejo.Es el esfigmomanómetro más comúnmente utilizado, pero también es los más susceptibles a la descalibración. Suele ser de bajo costo, fácil de cargar y de guardar. El reloj debe ser leído de frente al observador. Su manejo adecuado requiere de personal entrenado.Se recomienda calibrar el instrumento semestralmente, después de una caída o en caso de detectar una diferencia mayor a 4 mm. Hg en las medidas de presión, cuando el mismo observador lo compara con un esfigmomanómetro de mercurio calibrado y en buenas condiciones -también puede utilizarse como referencia un esfigmomanómetro automático debidamente calibrado y validado-La agudeza visual y auditiva del observador debe revisarse semestralmente.

Figura 2. Esfigmomanómetro

aneroide Equipo de Presión

3. Esfigmomanómetro digital:

Este puede ser automático o semiautomático. Existen también modelos automáticos de pulsera (o con ajuste a la muñeca). A diferencia de los otros tipos de esfigmomanómetro, el tensiómetro digital permite la detección indirecta de la presión arterial mediante un transductor electromecánico.El equipo automático tiene todas sus partes integradas, es muy fácil de operar y minimiza el error humano que pueda injerir en los resultados obtenidos. El brazalete tiene un tamaño variable que facilita el ajuste de acuerdo a las características del paciente (aunque esta propiedad es limitada). Son instrumentos ligeros y fáciles de transportar. Determinan tanto el pulso como la presión arterial sistólica y diastólica.Sin embargo, suele ser más caro que los otros modelos, a la vez que son frágiles y sensitivos, por lo que la exactitud de su determinación puede verse afectada por factores ambientales como el ruido, la vibración e incluso por el movimiento del paciente durante la toma de su presión arterial.

3

El aparato debe ser calibrado y validado utilizando como patrón un esfigmomanómetro de mercurio.

PROCEDIMIENTOS

a. El brazo izquierdo es donde habitualmente se mide la presión y debe localizarse a la altura del corazón, si el sujeto está sentado, el antebrazo debe apoyarse en una superficie como una mesa con la palma hacia arriba. Si el sujeto está acostado, solo que extienda el brazo al lado del cuerpo.

b. Se coloca el manguito (bolsa inflable de hule cubierta por tela) alrededor del brazo izquierdo por arriba del pliegue del codo sin ninguna prenda de vestir entre la piel y el manguito. No debe quedar apretado, debe permitir el paso del dedo meñique entre la piel y el manguito. Las mangueras que conectan el manómetro con el manguito deben localizarse sobre el pulso braquial (sitio localizado arriba del codo, por dentro del músculo bíceps donde se palpa el latido cardiaco).

c. La base del esfigmomanómetro se coloca a la altura del corazón del sujeto.d. Se coloca el disco del estetoscopio en el mismo sitio y se bombea rápidamente la perilla del

tensiómetro vigilando que la cifra alcanzada sea 220 (solo si se sospecha presión alta, insufle hasta 250).

e. Se libera lentamente la presión del manguito y se escucha atentamente a través del estetoscopio para detectar el inicio de las pulsaciones que corresponde a la presión sistólica, es la presión que se anota primero y es la más alta.

f. Se continúa escuchando las pulsaciones hasta que cambian de tono antes de desaparecer. Esa presión es la diastólica, es la que se anota después de la diagonal y es la más baja. Así, una presión sistólica de 120 y una presión diastólica de 80, se anotarían 120/80. Es conveniente anotar la hora y la fecha, así como si la hora de la toma de medicamento, su nombre y dosis.

Reporte de la presión arterial

Es conveniente contar con tarjetas u hojas impresas especiales, donde reportar los datos de presión arterial obtenidos. Se sugiere el siguiente formato:

PAS: Presión arterial sistólica PAD: Presión arterial diastólica

Nombre del paciente:

Orden Paciente Evaluador PAS (mm. Hg) PAD (mm. Hg)

01

02

03

04

05

06

07

08

09

10

Promedio:

4

SITUACIONES PROBLEMATICAS

1. Determina los promedios de las presiones: PAS y PAD, en su mesa de trabajo y compare con los datos de la tabla Nº 01

2. ¿Es recomendable repetir varias veces una misma medición en la presión arterial? ¿Por qué? Sustenta tu respuesta.

3. ¿En qué brazo es recomendable medir la presión arterial o es indiferente elegir uno u otro?

4. ¿La presión arterial en un mismo ser humano es constante en toda su vida?

5. ¿Cuáles son los factores que determinan la diferencia de presión arterial en los seres humanos?

6. ¿Cómo medirías la presión arterial a un recién nacido?

7. ¿La presión arterial de los varones y las mujeres son diferentes, a que se debe esta diferencia?

8. ¿Qué problemas de salud tendrían los seres humanos si supresión sistólica es menor 90 mm. Hg o superior a 120 mm. Hg?

9. ¿Cómo afecta la presión atmosférica en la dinámica interna del organismo humano? Alcanzar cinco ejemplos.

5

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GUIA DE LABORATORIO Nº 10 DENSIDAD: Densidad de sólidos

COMPETENCIA:1. Determina la densidad de sólidos de forma regular e irregular utilizando el principio de

Arquímedes

MATERIALES01 Soporte universal 01 balanza 01 vaso precipitado01 cilindro de Cu, Al 01 Cuerpo irregular (hueso) 01 vernier01 canica 01 calculadora 01 guante01 regla graduada 01 Hígado de pollo 01 Corazón de pollo

FUNDAMENTO TEORICO

La densidad es una cantidad escalar, representa la relación entre la masa de una sustancia contenida en un determinado volumen, para calcular la densidad (ρ) de una sustancia se mide la masa (m) y el volumen (V), la unidad en el sistema internacional es kg/m3, la densidad de una sustancia se determina utilizando la siguiente relación:

ρ=m

V ……………………………… (1)La densidad del agua a 4oC es de 1000 kg/m3 en general la densidad depende de la temperatura y presión Método de ArquímedesUn cuerpo de forma arbitraria sumergido totalmente en un liquido contenido en un recipiente, experimentará una fuerza vertical hacia arriba denominado empuje (E), la magnitud de esta fuerza es igual al peso del liquido desplazado, debido a esta fuerza el cuerpo experimentará una disminución de su peso medido en el aire denominado peso real (W) el cual llamaremos peso aparente (W´) tal como se indica en la figura (1)

W’ W

(a) E (b) W De la figura (1.b) se cumple:

6

W´= W - E …………………………….. (2)Luego: E = W – W´ …………………………….. (3)

En virtud del principio de Arquímedes ¨la magnitud del empuje sobre el cuerpo es igual al peso del líquido desalojado por el mismo¨ es decir:

E=mL g= ρL V L g ………………… (4)Donde: ρL= densidad del líquido VL = volumen del líquido desalojado mL= masa del líquido desalojado g = aceleración de la gravedad

Igualando la ecuación 3 y 4 se obtiene:

ρLV L g=W −W ´ ……………………. (5)Ya que:

V L=V = m

ρc ……………………….. (6)Donde: V= volumen del cuerpo m= masa del cuerpo ρc= densidad del cuerpoReemplazando (6) en (5) y despejando ρc se obtiene:

ρc=

WW−W ´

∗ρL …………………. (7)

Esta ecuación permite calcular la densidad de una sustancia conociendo la densidad del líquido, a este proceso se denomina método de Arquímedes

PROCEDIMIENTOS

1. Densidad de sólidos por el método de Arquímedes

a) Fija la balanza de acuerdo a las indicaciones del docente.b) Calibre la balanza.c) Mediante un hilo suspenda el cuerpo solido de la balanza según las indicaciones del

docente y mide la masa del cuerpo en la posición suspendida (masa del cuerpo en el aire) anote el resultado en la tabla (1).

d) Coloca suficiente agua en el vaso precipitado y sumergir completamente el cuerpo sin que toque el fondo ni la pared del vaso.

e) Mide la masa del cuerpo sumergido en el agua (masa del cuerpo en el agua) anote el resultado en la tabla (1).

f) Con los datos encontrados calcule el peso del cuerpo en el aire y en el agua.

7

g) Calcule la densidad del cuerpo con la ecuación (7) considerando que la densidad del agua es 1000 kg/m3.

Tabla (1)

Solido Masa del cuerpo en el

aire (kg)

Masa del cuerpo sumergido (kg)

W (N) W´(N) ρ(kg/m3)

Cilindro AlCilindro CuEsfera de aceroEsfera de vidrioHueso humanoHígado de polloCorazón de polloAnillo

En consecuencia el método de Arquímedes permite determinar la densidad de sólidos tanto regulares como irregulares.

OTROS METODOS

2. Para los sólidos regulares: modelo matemáticoPara sólidos regulares como: cilindro esfera, paralelepípedo, etc. también se puede determinar su densidad mediante el modelo matemático, conociendo su masa de modo directo y hallando su volumen con la formula correspondiente.

Veamos:a) Mide la masa de cada uno de los cuerpos y las dimensiones de los cuerpos usando la balanza y el

vernier respectivamente y anota tus datos en la tabla (2)

Tabla (2)Sólido masa (kg) Diámetro (m) altura (m)

Cilindro Al

Esfera de acero

b) Con los datos anteriores determina el volumen de cada solido y anota tus resultados y luego Calcula la densidad de los sólidos usando la ecuación (1) y completa la tabla (3)

Volumen cilindro: Volumen esfera: Tabla (3)

Solido Masa (kg) V(m3) ρ(kg/m3)

Cilindro Al

Esfera de acero

8

3. Para sólidos irregulares : Método de la probetaEl método de la probeta sirve tanto para sólidos regulares como irregulares, pero imprescindible para sólidos irregulares Procedimientos:a) Se mide la masa del solidob) Echar cierta cantidad de agua a la probeta y anotar la lectura, volumen 1 (V1)c) Introducir el sólido u objeto en la probeta con agua, se observa la nueva lectura (V2)d) el volumen del solido introducido es la diferencia de la lectura V2 menos V1 (V)

Tabla (4)

Solido Masa(kg) V1 (cm3) V2 (cm3) V (m3) ρ(kg/m3)

canica

piedra

DATOS Y RESULTADOS

1. Densidad de los sólidos regularesa) Con los datos de la tabla (1) y (3) comparar los resultados obtenidos para la densidad por los dos

métodos, usa la ecuación (9) y completa la tabla (5)

%E=|ρ−ρ´

ρ|∗100%

………………………… (9)Donde: %E = error porcentual ρ = densidad por el método matemático ρ´= densidad por el método de Arquímedes Tabla (5) Comparación de resultados

Solido ρ(kg/m3) método matemático

ρ ´ (kg/m3) método Arquímedes

%E

Cilindro AlCilindro CuEsfera de aceroEsfera de vidrio

2. Densidad de los cuerpos irregularesa) Con los datos de la tabla (1) los cuatro últimos y el valor teórico (investigue) compare los

resultados obtenidos para la densidad de los diferentes objetos usa la ecuación (9) y completa la tabla (6) Tabla (6)

Comparación de resultados

Solido ρ(kg/m3) método Arquímedes

ρ(kg/m3) valores teóricos

%E

Hueso humano Hígado de polloCorazón de polloanillo

SITUACIONES PROBLEMATICAS

a) Según el resultado obtenido de la densidad del anillo ¿de que material podría ser dicho anillo? b) ¿Cómo se podría determinar la densidad de cualquier órgano humano?

9

c) Un cuerpo irregular de 3 kg de masa está suspendida de un dinamómetro, el cual mide el peso aparente de 12,3 N hallar la densidad del cuerpo (g=9,81m/s²; ρagua = 1g/cm3).

d) Si tiene un recipiente con agua, el cual es colocado sobre una balanza, si introduce su dedo explica que pasa con la balanza.

e) Investiga sobre el valor teórico de las densidades del hueso.

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GUIA DE LABORATORIO Nº 11 DENSIDAD: Densidad de fluidos

COMPETENCIA:1. Determina la densidad de líquidos mediante el principio de Arquímedes

MATERIALES01 balanza 01 vaso precipitado01 vernier 01 probetas graduadas01 calculadora Agua, alcohol, suero, sal, leche, aceite

FUNDAMENTO TEORICO

La densidad es una propiedad general de todas las sustancias. No obstante su valor es específico para cada una de ellas, lo cual permite identificarla o diferenciarla de otras.

La densidad de los líquidos se mide de una manera similar a como se midió la densidad de los sólidos. En este caso también se puede calcular de tres formas: el método directo empleando directamente el densímetro, el método de la probeta y mediante el principio de Arquímedes. Es necesario tener en cuenta la temperatura porque ésta influye en el valor de la densidad: a medida que aumenta la temperatura, la densidad del líquido se hace ligeramente menor.

La presente practica pretende enseñar y establecer de una forma sencilla que es densidad, así como también algunos métodos para obtener el volumen y la masa y a partir de ellos calcular la densidad de algunas sustancias, o simplemente enseñarnos cuál es el manejo adecuado para usar un instrumento especializado en la medición de esta propiedad.

Para poder determinar la densidad de cualquier líquido por el método de Arquímedes previamente debemos tener la densidad de un sólido de referencia ya sea aluminio, cobre, bronce, etc. determinado previamente también por el método de Arquímedes en el agua mediante la ecuación ya conocida en la práctica anterior.

ρc=

WW−W ´

∗ρL …………………. (1)

Luego despejando ρL de la relación anterior, la ecuación que permite determinar la densidad de un líquido, mediante el principio de Arquímedes esta dado por:

ρL=

W −W '

W∗ρc

………………… (2)

Donde:

10

ρL = densidad del liquido en estudio ρC = densidad del solido de referencia W = peso del sólido en el aire W ´= peso del sólido en el liquido sumergido

PROCEDIMIENTOS

1. Determinación de la densidad del sólido de referencia

a) Fija la balanza de acuerdo a las indicaciones del docente. b) Calibre la balanza.c) Mediante un hilo suspenda el cuerpo solido de la balanza según las indicaciones del

docente y mide la masa del cuerpo así suspendido (masa en el aire) anote el resultado en la tabla (1).

d) Coloca suficiente agua en el vaso precipitado y sumergir completamente el cuerpo suspendido sin que toque el fondo ni la pared del vaso y nuevamente mide la masa (masa en el agua) anote el resultado en la tabla (1).

e) Con los datos encontrados calcule el peso del cuerpo en el aire y en el agua.f) Calcule la densidad del cuerpo con la ecuación (1) considerando que la densidad del agua

es 1000 kg/m3 Tabla (1)

Solido de referencia

Masa del cuerpo en el aire (kg)

Masa del cuerpo sumergido (kg)

W (N) W´(N) ρ(kg/m3)

2. Densidad de líquidos por el método de Arquímedes a) Con el montaje realizado y con el sólido de referencia , ahora cambia el agua del recipiente por otro

liquido anota en la tabla (2) el valor del peso en el liquido respectivo, porque en el aire es el mismob) Repite los pasos de los procedimientos con los diferentes líquidos de la tabla (2)c) Calcula la densidad de los líquidos usando la ecuación (2) considerando como densidad de

referencia, la densidad del solido determinado en el procedimiento (1)

Tabla (2)

Sustancia Masa del cuerpo en el

aire (kg)

Masa del cuerpo

sumergido (kg)

W (N) W´(N) ρ(kg/m3)

AceiteLecheSueroAlcoholAgua saladacoca cola

DATOS Y RESULTADOSa) Con los de la tabla (2) y el valor teórico (investigue) compare los resultados obtenidos para

cada liquido y determina el porcentaje de error para cada caso. Tabla (3)

Sustancia ρ(kg/m3) método Arquímedes

ρ(kg/m3) valores teóricos

%E

Aceite

11

LecheSueroAlcoholAgua saladacoca cola

OTROS METDOS PARA DETERMINAR LA DENSIDAD DE LIQUIDOS

1. Método directo Consiste en llenar el líquido en una probeta y luego se introduce el densímetro y de manera directa se podrá observar la lectura en dicho instrumento.

2. Método de la probetaEn este procedimiento se utiliza la balanza y la probeta, primero de mide la masa de la probeta vacía, luego se introduce una cantidad de líquido, el cual ya se puede observar el volumen de manera inmediata, luego nuevamente se mide la masa de la probeta con el líquido en su interior y se tendrá una nueva masa, y por diferencia se determina la masa del líquido, finalmente se aplica la formula conocida:

ρ=m

V

SITUACIONES PROBLEMATICAS

a) Si los líquidos ejercen empuje, entonces el aire también ejercerá empuje, ¿Por qué?b) Un cuerpo de 4 litros de volumen se encuentra sumergido completamente en un

liquido contenido en un recipiente, determina el valor de la fuerza de empuje que actúa sobre dicho cuerpo en N

c) Tratar los métodos para determinar la densidad de los líquidos d) ¿Qué es un aerómetro e indique sus usose) Investiga sobre el valor teórico de la densidad de los fluidos. f) ¿La densidad sirve como criterio para establecer la pureza de un líquido?g) ¿Se afecta significativamente la densidad de un líquido con los cambios de

temperatura? ¿Con los cambios de presión?

12

h) ¿Cómo se determina la densidad de un gas? ¿Qué factores afectan la densidad de los gases?

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ESCUELA PROFESIONAL DE MEDICINA HUMANACurso: Biofísica Médica Ciclo: IGUIA DE LABORATORIO Nº 12

VISCOSIDAD: Viscosidad de fluidos

COMPETENCIA

1. Determina el coeficiente de viscosidad de un líquido cuando fluye a través de un tubo capilar del viscosímetro de OSTWALD.

2. Evalúa la viscosidad de algunos fluidos orgánicos.

MATERIALES Y REACTIVOS QUÍMICOS

1. Viscosímetro de Ostwald2. Pipeta de 10ml3. Cronómetro4. Termómetro

5. Densímetro6. Probeta7. Vaso precipitado.8. Líquidos diferentes

MARCO TEÓRICO

El coeficiente de viscosidad de un líquido, o simplemente viscosidad se define como la fuerza necesaria para deslizar un plano de área unitaria con velocidad unitaria, en relación a otro plano paralelo situado a la distancia unitaria, siendo el espacio entre ellos ocupado por el líquido en estudio. Es decir una medida de la resistencia a la deformación del fluido.

La aplicación de las fuerzas sobre un líquido produce diferencias de velocidades entre las capas adyacentes en el interior del líquido. Así, en un líquido fluyendo a través de un tubo circular, sus capas de mueven con velocidades que aumentan de afuera hacia adentro. Esta forma de flujo se conoce como flujo laminar.

TIPOS DE VISCOSIDADa) VISCOSIDAD DINÁMICA O ABSOLUTA (η).- Según la ley de Poiseuille la cantidad de fluido

que circula por una tubería es proporcional a la disminución de la presión a lo largo de la misma y a la cuarta potencia del radio de la tubería, es decir:

13

η : viscosidad dinámica del liquidoR: radiot : tiempo de escurrimientoΔP : (P1-P2) = diferencia de presiones a través de la longitud del tubo.V: volumen del liquidoL: longitud del tubo.

Así pues, si se mantiene una diferencia de presión (ΔP=ρ gh ) constante a lo largo del

tubo, se mide ΔP=ρ gh , V, t, L y R, puede conocerse la viscosidad del líquido. Esto sería una medida absoluta de la viscosidad. Si el tubo es vertical, el desplazamiento del fluido se debe a la acción de la gravedad sobre él.De (1) despejamos la viscosidad (η), entonces:

UnidadesLas unidades en S.I.de viscosidad más utilizadas son los milipascales por segundo (mPa·s).

1000 mPa·s = 1 Pa·s

El sistema CGS aún se sigue usando, siendo la unidad de medida el centiPoise (cP):

La conversión de unidades entre los dos sistemas es:

1 cP = 1 mPa·s

1 Poise = 1 g/cm·s

b) LA VISCOSIDAD CINEMÁTICA (ηC ).- Es la relación de cociente que existe entre la

viscosidad dinámica (η) y la densidad absoluta () del líquido esto es:

ηc : Viscosidad cinemática η : Viscosidad dinámica : Densidad absoluta

-

14

(3)

(1)

(2)

Q=Vt=πR4 ΔP

8 ηL

η=πR4 ρ ght8 LV

η=πR4 Δ Pt8 LV

ηc=ηρ

Partiendo de la ley de Pouseille se puede obtener la viscosidad de un líquido conociendo la viscosidad del otro y la densidad de ambos.

Dividiendo la relación (2) de un líquido con respecto al otro:

Entonces:

PROCEDIMIENTOS

1. Con la ayuda del densímetro se determina las densidades de los líquidos y se anota en la tabla Nº01

2. Se vierte agua (destilada) con una pipeta por la rama ancha del viscosímetro hasta llenar las ¾ partes del bulbo mayor.

3. Se aspira con la bomba manual el agua por la rama del bulbo menor hasta que el agua llene el ensanchamiento y llegue a un nivel ligeramente superior a la señal A.

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Un densímetro, es un instrumento que sirve para determinar la densidad relativa de los líquidos sin necesidad de calcular antes su masa y volumen. Normalmente, está hecho de vidrio y consiste en un cilindro hueco con un bulbo pesado en su extremo para que pueda flotar en posición vertical.

El viscosímetro de Ostwald es un aparato relativamente simple para medir viscosidad () de fluidos Newtonianos. En un experimento típico se registra el tiempo de flujo (t) de un volumen dado V (entre las marcas A y B) a través del capilar de longitud L (h) bajo la influencia de la gravedad.

Donde:η: viscosidad de un liquido cualquieraη’: viscosidad del liquido de referencia: Densidad del líquido’: Densidad del líquido de referencia

(4)

ηη '

=

πR4 ρ ght8LV

πR4 ρ ' ght '8LV

η= ρtη 'ρ ' t '

4. Se deja fluir el agua. Cuando su nivel pasa por A, se empieza a cronometrar el tiempo que tarda ésta en llegar a la marca B que indica el vaciado del líquido. Se realizan las medidas necesarias. (anotar en la tabla Nº 01).

5. Se limpia y se seca el viscosímetro para repetir el experimento con los líquidos problema. En igualdad de condiciones, y anotando el tiempo que tarda en realizarse el vaciado de cada liquido en la tabla Nº 01.

6. Se realizan al menos tres medidas. Con los valores medios de los intervalos de tiempo y empleando la ecuación (4), se determinan la viscosidad dinámica y cinética del líquido problema. En la tabla Nº 02.

TABLA Nº 01

Nº LíquidosDensidad(kg/m3)

Tiempo de escurrimiento (s) Promedio tiempo (s) T (°C)

1° medida 2° medida 3° medida01 Agua 21º020304

TABLA Nº 02

Líquidos T(s) η

(kg/m3) (g/cm3)(mPa.s)(g/m.s)

(cPoise)(cg/cm.s)

(m2/s)(Stokes)(cm2/s)

Agua 1,002

SITUACIONES PROBLEMÁTICAS

1. Determina de acuerdo a las Tablas 1 y 2 la Viscosidad relativa para cada fluido, con relación al fluido de referencia.

2. Evalúa si afecta el experimento que el viscosímetro no se encuentre perfectamente vertical, explique brevemente.

3. ¿Cómo afecta la temperatura en la viscosidad de los líquidos analizados?

4. La viscosidad de la sangre disminuye al aumentar el gradiente de presión? ¿En qué proporción aumenta el flujo sanguíneo si se duplica el gradiente de presión?

5. ¿La sangre puede considerarse un fluido no newtoniano? Explica.

6. En caso de que una persona sufra de shock. ¿Aumenta o disminuye la viscosidad de la sangre?

16

ηc

CONCLUSIONES

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GUIA DE LABORATORIO Nº 13 CALOR ESPECÍFICO: Medición de pérdida y transferencia de calor

COMPETENCIA1. Relaciona la regulación de la temperatura corporal y la propagación del calor: Conducción,

convección, y radiación en interacción con el medio ambiente.2. Determina el calor específico de un sólido utilizando el método de mezclas

MATERIALES

01 calorímetro 01 Mechero 01 Termómetro 0o a 100 oC 01 Soporte, rejilla, pinza 01 Balanza 01 Sólido (acero, aluminio o cobre)

FUNDAMENTO TEORICO

Calor es la energía que fluye de un objeto a otro como resultado del movimiento al azar de las moléculas de los objetos. El calor puede ser creado por reacciones químicas (como en la combustión) por disipación electromagnética (como en los hornos de microondas) o por disipación mecánica (fricción) su concepto está ligado al principio cero de la termodinámica, que dictamina que dos cuerpos en contacto intercambian energía hasta que su temperatura se equilibra, el calor puede ser transferido entre objetos por diferentes mecanismos, entre ellos conducción, convección y radiación.

Cuando dos sistemas a diferente temperatura entran en contacto; miles de millones de colisiones se suceden y se observa que se transfiere energía desde el objeto más caliente hacia el objeto más frio. Esta transferencia de calor eleva la temperatura del sistema frío y reduce la temperatura del sistema caliente. Después de un cierto tiempo, los dos sistemas alcanzan una temperatura intermedia y común a ambos. En esta situación la transferencia de calor se detiene.

El cuerpo humano mantiene una temperatura interna de 37 oC. Como ésta es en general superior a la temperatura del medio ambiente, hay un flujo continuo de calor desde el cuerpo al medio. Esta transmisión del calor es absolutamente esencial por que el proceso del metabolismo convierte continuamente energía química en energía térmica interna. La velocidad de generación de la energía interna o velocidad metabólica, es aproximadamente de 120 watt (W) en un hombre adulto y se eleva hasta 1000W durante el ejercicio. Para ello es activan los mecanismos de termorregulación detectadas por la región del hipotálamo.

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Ya que el calor es una forma de energía, sus unidades son las de la energía, es decir, el Joule (J) en el sistema internacional (SI). Antes que se reconociera que el calor es una forma de energía, se le asignaban otras unidades, algunos son actualmente utilizados como la caloría. Y la unidad térmica británica (BTU).

La Caloría.- Siendo la cantidad de calor que se necesita transmitir a 1 g de agua para elevar su temperatura en 1 oC. Usualmente se utiliza una unidad más grande “la kilocaloría” (1Kcal=1000Cal).

1cal = 4,186 J

Además; la “caloría” en uso común como una medida de nutrición (Cal) es en realidad una kilocaloría; esto es:

1 Cal = 1000 cal = 4186 J

El Calor Específico.- es la cantidad de calor necesaria para calentar una unidad de masa de la sustancia tal que su temperatura varié en una unidad de grado.Para una sustancia, el calor específico, matemáticamente será:

C e=Q

m ∙∆ T ……………….. (1)

En este experimento mezclaremos masas conocidas de agua caliente con fría y utilizando la definición de caloría podremos determinar la cantidad de energía que es transferida al poner en contacto un cuerpo caliente con otro frío y veremos si la energía se conserva en este proceso.

EQUILIBRIO TÉRMICO

La idea básica es que si consideramos un sistema aislado (que no puede intercambiar calor con el exterior). El calor que libera los cuerpos calientes se compensa con el calor que absorbe los cuerpos fríos. (Figura Nº 01).

Matemáticamente: Q = 0Σ ………………………………. (2)

Q1 + Q2 = 0

m1Ce1 (T eq−T1 )=−m2Ce2 (T eq−T 2 )

m1Ce1 (T eq−T1 )=m2Ce2 (T2−Teq )

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Q1 Q2

T1

m1(Ce1)T2

M2(Ce2)Teq

En donde:

T1 : temperatura del cuerpo fríom1 : masa del cuerpo fríoCe1 : calor específico del cuerpo fríoT2 : temperatura del cuerpo calientem2 : masa del cuerpo calienteCe2 : calor específico del cuerpo calienteTeq : temperatura del equilibrio térmico

En donde:

Q : cantidad de calorm : masa del cuerpo Ce : calor específico T : variación de temperatura

Finalmente; para halla el Ce de cualquier sustancia:

Por ejemplo para el cuerpo más caliente: Ce2=m1Ce1 (T eq−T1 )

m2 (T 2−Teq )……………………….(3)

PROCEDIMIENTOS

A. Equilibrio térmico (anotar los dato en la tabla 01)

a. Mide la masa del calorímetro vacio y anotar su datos b. Llena en un recipiente cierta cantidad de agua aproximadamente hasta 1/3 de su capacidad y luego

medir la nueva masa (agua mas calorímetro)c. Mide la temperatura del agua fría d. Mide la masa del otro calorímetro para el agua calientee. Llena en un recipiente cierta cantidad de agua y luego medir la nueva masa (agua mas calorímetro)f. Calienta el agua hasta la temperatura aproximadamente a 80ºC g. Inmediatamente el agua caliente a dicha temperatura agregamos al agua fría y mezclamos hasta

que la temperatura se estabilice y medimos su temperatura con el otro termómetro (temperatura de equilibrio)y también medimos la masa total

h. Repite el mismo procedimiento invirtiendo las cantidades de agua ( ensayo 2)i. Repite el mismo procedimiento para igual cantidad de agua (ensayo 3)

Masa calorímetro (1) …………………………………. Masa calorímetro (2) ………………………………………..

Tabla Nº 01

magnitudes

Ensayos

m1

(g)

m2

(g)

T1

(ºC)

T2

(ºC)

Teq

(ºC)

Q1

(Cal)

Q2

(Cal)

Ensayo 1

Ensayo 2

Ensayo 3

B. Calor específico de sólidos

En esta situación se determina el calor específico de un sólido, considerando como cuerpo caliente. Queda claro que para calentar el sólido no será directamente en contacto con el mechero sino mas bien colocando en un vaso pírex con agua sobre el mechero hasta llegar al punto de ebullición del agua

a. Mide con la probeta graduada aproximadamente 200 g de agua y viértalo al calorímetro (m1)b. Mide la temperatura del agua en el calorímetro ( T1

)c. Mide la masa de un cuerpo solido (ms)

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d. Con el termómetro mide esta temperatura (Ts)e. Rápidamente retira el cuerpo solido del vaso con agua hirviendo y colóquelo en el calorímetro

con agua, agite suavemente la mezcla y mide la temperatura de equilibrio (Teq) f. Repite los pasos anteriores para los otros sólidos y completa la tabla 2g. Con los datos obtenidos use la ecuación (3), y determina el calor específico del sólido.

Considerando el calor especifico del agua 1 cal/g .ºC .

h. De la ecuación Nº 03, y considerando el calor específico del sólido queda así:

Ce s=m1 Ce1 ( Teq−T 1 )

ms (T s−Teq ) ………………………(4)

Tabla Nº 02

Sólido m1

(g)

ms

(g)

T 1

(ºC)

T s

(ºC)

T eq

(ºC) Ce s

(cal

g ∙ ºC) (

Jkg ∙ ºC

)

Aluminio

Cobre

Hierro

SITUACIONES PROBLEMATICAS

Equilibrio térmico

a. ¿Cuál sistema tiene más energía, las dos recipientes antes de mezclarse o después? ¿Se conservo la energía?

b. Evalúa las posibles causas de ganancia o pérdida de calor que puedan afectar la experiencia

c. Con los datos iniciales del agua frio y del caliente determina la temperatura de equilibrio por el método analítico

d. ¿En qué medida nuestro organismo transfiere calor al medio ambiente; mediante conducción, convección, radiación y evaporación?.

e. Describe cómo y cuándo se activan los mecanismos de regulación de la temperatura corporal y la fiebre.

f. ¿En qué consiste el concepto de “ punto de ajuste” para el control de temperatura corporal.

g. Explica detalladamente los conceptos relacionados a: escalofríos y golpe de calor.

Calor específicoa. ¿Cuáles son las principales dificultades encontradas en la práctica?

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Donde:1 : agua frías : sólido (caliente)

b. Mediante que proceso se trasmite el calor entre los cuerpos dentro del calorímetroc. ¿Qué materiales son buenos y malos conductores de calor?d. Con los datos de la tabla determina el calor específico de cada sólido por el método

analítico

Asociación Universidad Privada San Juan BautistaFACULTAD DE CIENCIAS DE LA SALUD

ESCUELA PROFESIONAL DE MEDICINA HUMANA Curso: Biofísica Médica Ciclo: I

GUIA DE LABORATORIO Nº 14OPTOMETRIA: Agudeza Visual

COMPETENCIAS1.1 Determina la agudeza visual y mínimo ángulo de resolución de cada uno de los ojos.

MATERIALES E INSTRUMENTOS05 Tablas de Snellen 05 Reglas de 5 metros 05 Cronómetros

FUNDAMENTO TEORICOLa óptica estudia el comportamiento de la Luz (definida como espectro electromagnético) ante la materia; esta materia puede ser lentes, espejos y prismas, en ese sentido el ojo no es más que diferentes combinaciones de lentes. Los seres vivos siempre dependieron de la luz; pero fue gracias a la aparición del ojo que se aprovecho mejor el medio para una sobre vivencia más cosmopolita. La evolución del ojo es quizás una de las pruebas más interesantes y controversiales que tiene la biología sobre el fenómeno de una evolución, porque se muestran no solo los rasgos hereditarios comunes entre los diversos taxones, medibles hoy en día mediante marcadores moleculares, sino también muestra una historia de selección natural que no ha cambiado el principio básico de la visión, pero si lo ha potenciado; lo cual explica porque las observaciones genéticas muestran que en varias familias de organismos los ojos han evolucionado independientemente. Entonces se puede decir que el ojo del ser humano no es más que una evolución de las primeras células fotosensibles, ya que en todos se encontró la opsina (una molécula sensible a la luz).La importancia del estudio de la visión del ser humano está centrada en el cálculo optométrico de la agudeza visual, que es la capacidad del sistema de visión del paciente para percibir, detectar o identificar objetos espaciales con unas condiciones de iluminación buenas. Para ello se le somete al paciente a observar un instrumento oftalmológico (optotipo) que le va evaluar su agudeza visual y su nivel de visión de los colores, y el diagnóstico es de acuerdo al nivel de rendimiento de la vista con el Test (de Snellen, o de Landonlt, o de contraste y frecuencias, o la estereoscópica). El Test de Herman Snellen (1862) es el más utilizado, en donde el paciente debe identificar correctamente las letras en una gráfica, conocida como gráfica de Snellen o tabla de Snellen. Solo se utilizan 9 letras que son C, D, E, F, L, O, P, T y la Z. Las letras tienen un tamaño decreciente dependiendo del nivel en que se encuentran. Este Test se basa en la demostración de Helmholtz, donde el punto de fijación no está sobre el eje óptico del ojo, sino que hay otros ejes ópticos.

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Como se puede ver en la anterior figura el punto nodal objeto N coincide prácticamente con el centro de curvatura de la córnea, donde S es la vértice corneal, la letra C es el centro de la zona óptica, y la P es el polo oftalmométrico. Al estar N muy cerca del centro de curvatura de la córnea el eje visual es casi perpendicular a la córnea, lo que implica que el punto P de corte con la córnea es el que se utiliza para medir los radios de curvatura “r”, ya que en este punto se centran las imágenes por reflexión.El eje óptico no pasa por la fóvea sino que está desviado respecto de ésta hacia el lado nasal en la retina, llamaremos α al ángulo que forman entre sí ambos ejes (pupilar y línea de mirada). En sujetos adultos α varía entre 4º y 8º, el valor medio sería de 5º. El Test de Snellen para establecer la agudeza visual presenta un símbolo (en este caso una letra) que van desde pequeña a grande a una distancia fija (en este caso 6 metros) el cual se toma como valor umbral, y se expresa en minutos de arco (equivalente a 1/60 de un grado sexagesimal). La agudeza visual se expresa en la siguiente fórmula:

La distancia a la cual el carácter más pequeño que es leído, es la distancia a la que el paciente debería verlo si tuviera AV unidad. Es decir 5/5 = 1, pero como se expresa en ángulos métricos se debe poner en pies entonces 6 m = 20 pie, por lo que AV 1,0 = 6/6 = 20/20.

Con el optotipo también se puede establecer el ángulo mínimo que debe ver un paciente denominado MAR (mínimo ángulo de resolución) el cual se expresa mediante: MAR = 1/ AV por lo que AV = 1/MAR

Todos los optotipos de Snellen presentan una progresión aritmética de 20/20, 20/30, 20/40 hasta llegar a 20/200 al costado de cada letra.Según como vea el paciente cada nivel de letra se le asigna una Dioptría (1 D = m-1) el cual resulta del potencial que tiene el ojo para identificar cada tamaño de letra, este potencial está asociado a un potencial de un lente el cual está dado por la fórmula: P = 1/f’ = 1/s’ - 1/s donde f’ es el focal, s’ es la máxima y s la mínima refracción (lo que puede ver como máximo o mínimo). Así a un paciente se le declara Miope si su dioptría es >-6 y <-3 D o dp; si tiene Hipermetropía tendrá de > +6 a <+3 dp; y si tiene Astigmatismo tendrá de >+3 a <+1 dp.

PROCEDIMIENTOS1. Poner en la pared el optotipo visual de tipo

Snellen.2. Ubicar a nuestro paciente en un silla sentado a 6

metros del optotipo, de tipo Snellen, y luego le pedimos que cierre un ojo (derecho o izquierdo).

3. Le pedimos leer las letras Tipo 11 hasta llegar al Tipo 1, y medimos el tiempo que se demora en un lapso de 5 min por persona.

4. Para la medición de la vista tenemos en cuenta la escala del optotipo y sus equivalencias:

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Agudeza Visual (AV) = Distancia realización del test . Distancia carácter más pequeño leído subtiende 5 minutos de arco

AV = Dt/Da AV TL = AVx10 Eq: 6/x Interp MAR (min de arco)Ciego: 20/10 2,00 20 6/3 3 m 10/20 = 0,5

20/20 1,00 10 6/6 6 m 20/20 = 120/25 0,80 8 6/8 7,5 m 25/20 = 1,2520/30 0,67 7 6/9 9 m 30/20 = 1,520/40 0,50 5 6/12 12 m 40/20 = 220/50 0,40 4 6/15 15 m 50/20 = 2,520/70 0,29 3 6/21 21 m 70/20 = 3,520/100 0,20 2 6/30 30 m 100/20 = 520/200 0,10 1 6/60 60 m 200/20 = 10

Nota: Al AV es desde 0,1 hasta el 1 de visión, (10 a 100%), si ve 10% = 20/200 => 2 D 5. El alumno que finge de oculista deberá observar la coincidencia de la lectura de la letra que

deletrea el alumno paciente y la medición de la agudeza visual, es decir el número de tipo de letra (Del 1 al 11) y ver a su costado que tipo de AV tiene (ej. 20/40)

ANALISIS DE LOS RESULTADOS

1) Luego el alumno deberá anotar los siguientes resultados:

Oculista PacienteAV del Ojo MAR

Diagnóstico Preliminar

Derecho Izquierdo Derecho Izquierdo Derecho Izquierdo

CUESTIONARIO1. ¿Cuáles son los factores que afectan a la agudeza visual teóricos y cuales afectaron en tu

práctica? 2. ¿Qué recomendaciones debes tener en cuenta para que los factores físicos que afectan a

la agudeza visual sean mínimos?3. Describa la utilidad de los diversos tipos de optotipos que existen, y cuál es el utilizado en

pediatría.4. Explique biológicamente porque percibimos los colores y el rol de los conos y bastones en

la percepción del ser humano. 5. Compara estadísticamente (* y **) las proporciones de tus compañeros que presentan los

diferentes tipos de defectos visuales (errores de refracción) con las del poblador peruano de los últimos años.

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6. Luego de analizar cada medida de la vista de tus compañeros pacientes, ¿Qué tipo de lente corrector debería utilizar y qué medida debería tener?

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ASOCIACIONUNIVERSIDAD PRIVADA

SAN JUAN BAUTISTA

FACULTAD DE CIENCIAS DE SALUDESCUELA PROFESIONAL DE MEDICINA HUMANA

Rector de la Asociación Universidad Privada San Juan Bautista: ____________________________________________________________

Decano de la Facultad de Ciencias de la Salud: _____________________________________________________

Director de la Escuela Profesional de Medicina Humana: _____________________________________________

CURSO:TEMA:LABORATORIO Nº: ______PROFESOR:CICLO:TURNO:SEMESTRE:FECHA:SEDE:PARTICIPANTES:

Formato para preparar el Informe:

1. Carátula, Nombre de la Universidad, Facultad, Escuela, Sede, Curso, Número de Laboratorio, Grupo, Integrantes en orden alfabético, Profesor y fecha.

2. Introducción.

3. Tarea1, Tarea2

4. Recomendaciones o conclusiones

5. Anexos.

6. Bibliografía.

7. Los fólderes tendrán como máximo la participación de los integrantes de cada mesa de trabajo.

8. Grupo de Practica MA folder de color rojo, MB folder de color naranja, MC folder de color azul, TA folder de color celeste, TB Folder de color amarillo.

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CURSO:TEMA:LABORATORIO Nº: ______PROFESOR:CICLO:TURNO:SEMESTRE:FECHA:SEDE:PARTICIPANTES: