106年:物治基礎(1)

下列何種定律可以說明血液傳導率會隨著血管直徑的增加而增加?

AOhm's law
BPoiseuille's law
CFrank-starling law
DLaplace's law

詳細解析

本題觀念:

本題考查血液傳導率(conductance)與血管直徑關係對應的物理定律。血液傳導率(conductance)是阻力(resistance)的倒數,說明血液流動的便利程度。

選項分析

(A) Ohm's law

歐姆定律(Ohm's law)描述電壓(V)= 電流(I)× 電阻(R),在血流動力學中對應為:血壓差(ΔP)= 血流量(Q)× 阻力(R)。歐姆定律僅描述流量、壓差、阻力三者的線性關係,並未說明阻力或傳導率與血管直徑的具體關係。

(B) Poiseuille's law ✅

泊肅葉定律(Poiseuille's law),又稱 Hagen-Poiseuille equation,正是說明血流量與血管半徑(或直徑)關係的定律:

Q=πr4ΔP8ηLQ = \frac{\pi r^4 \Delta P}{8 \eta L}

其中 QQ = 流量,rr = 血管半徑,ΔP\Delta P = 壓力差,η\eta = 血液黏度,LL = 血管長度。

血管阻力(resistance)為:R=8ηLπr4R = \frac{8 \eta L}{\pi r^4}

因此血液傳導率(conductance = 1/R)為:C=πr48ηLC = \frac{\pi r^4}{8 \eta L}

傳導率與半徑的 4 次方成正比,即直徑

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