106年:放射器材(1)

若在一長且直的血管中,血管流動阻力( flow resistance )變成二倍,則血流體積流率( volumetric flow rate )為何?

A減半
B不變
C變大二倍
D變小四分之一

詳細解析

本題觀念:

本題考查血液動力學中的 Poiseuille 定律(Poiseuille's law)。核心關係式為流量(Q)、壓差(ΔP)、流動阻力(R)三者的關係:Q=ΔPRQ = \frac{\Delta P}{R}

選項分析

題目假設壓差 ΔP 不變,阻力 R 變成 2 倍,求體積流率 Q 的變化。

由公式 Q=ΔPRQ = \frac{\Delta P}{R}:若 R 變為 2R,則:

Q=ΔP2R=12ΔPR=Q2Q' = \frac{\Delta P}{2R} = \frac{1}{2} \cdot \frac{\Delta P}{R} = \frac{Q}{2}

(A) 減半 — 正確。阻力加倍,流率減半。

(B) 不變 — 錯誤。Q 與 R 呈反比,R 改變必然影響 Q。

(C) 變大二倍 — 錯誤。混淆了正比與反比關係。

(D) 變小四分之一 — 錯誤。若阻力與半徑有關(R1/r4R \propto 1/r^4),則半徑減少到某程度才會造成 Q 降為 1/4;但本題直接告知 R 變成 2 倍,故 Q 只減半,而非降至 1/4。

答案解析

Poiseuille 定律的核心公式為:

Q=ΔPπr48ηLQ = \frac{\Delta P \cdot \pi r^4}{8 \eta L}

此公式可改寫為 $Q = \frac{\Delta P}

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