Природа губительного действия ультразвука на микроорганизмы: решение задачи

Природа губительного действия ультразвука на микроорганизмы связана прежде всего с физико-химическими процессами, происходящими в жидкой среде под воздействием высокочастотных колебаний. Правильный ответ: c. с кавитационным эффектом. Обоснование для записи в тетрадь: Основным фактором, вызывающим гибель микроорганизмов при воздействии ультразвука, является кавитация. Суть этого процесса заключается в следующем: 1. В жидкости под влиянием ультразвуковых волн образуются микроскопические пузырьки (кавитационные каверны). 2. Эти пузырьки мгновенно расширяются и захлопываются. 3. В момент захлопывания пузырька возникают колоссальные локальные давления, достигающие сотен мегапаскалей. Формула давления \( P \) в общем виде: \[ P = \frac{F}{S} \] где \( F \) — сила, а \( S \) — площадь воздействия. 4. В результате возникают мощные гидравлические удары и микропотоки, которые механически разрушают клеточные оболочки бактерий (цитолиз). 5. Также при кавитации происходит частичная ионизация молекул воды с образованием активных радикалов, таких как \( H^{+} \) и \( OH^{-} \), которые химически повреждают структуру клетки. Таким образом, именно кавитационный эффект обеспечивает эффективную стерилизацию и дезинфекцию сред при помощи ультразвуковых установок. Это достижение отечественной и мировой науки широко применяется в медицине и пищевой промышленности.