Vér 4: Passzív vérnyomok – helyszínelés

Cél: Hogyan elemzik a tudósok a vérnyomokat?

Célkitűzések: A tanulók képesek lesznek:
1) Megértik, hogy a folyadék molekuláris összetétele hogyan befolyásolja a folyadék viszkozitását, felületi feszültségét és sűrűségét.
2) Megmagyarázzák, hogy a vér fizikai jellemzői hogyan befolyásolják az ütközéskor keletkező mintázatokat.
3) A tanulók képesek lesznek Beszéljétek meg, hogy a különböző felületek hogyan befolyásolják a vérfoltok megjelenését.
4) Csoportmunkában vizsgáljátok meg, hogy a becsapódás magassága és szöge hogyan befolyásolja a vérfoltok
mintázatának megjelenését.
Motiváció: Mutassunk a tanulóknak különböző folyadékokat — tej, víz, vér, kukoricaszirup stb. — és kérjék meg őket, hogy jósolják meg, melyik folyadék fog a leggyorsabban lefolyni egy ferde felületen. Beszéljétek meg a viszkozitást (a folyadék áramlási ellenállását).
Hány cseppet lehet az egyes folyadékokból egy fillérre helyezni anélkül, hogy túlcsordulna? Beszéljétek meg a felületi feszültséget.
Háttéranyag:
Blood is considered to be a fluid. A fluid is a substance with no fixed shape and is subject to external pressure. A fluid can be either a liquid or a gas. A liquid is a fluid that has a fixed volume while a gas is afluid that can expand indefinitely.

Viscosity: Viscosity is defined as a fluid’s resistance to flow. The more viscous a substance is, the more slowly it will flow. The SI unit for viscosity is the Pascal second. Fluid viscosity is compared to water that has a viscosity of one. Blood is thicker than water and is viscous primarily due to the cellular component. The viscosity of some common substances, including blood:

Liquid Viscosity (mP·s-1)
Milk (25oC) 3
Blood (37oC) 3-4
Glycerin (20oC) 1420
Mercury (15oC) 1.55
Water (20oC) 1.0
Water (100oC) 0.28

Surface tension: Surface tension is the force that pulls the surface molecules towards the interior of a liquid, decreasing the surface area and causing the liquid to resist penetration or separation. Surface tension is the tendency of the surface of a liquid to contract to the smallest area possible. The fluid is able to do this as the cohesive forces are stronger on the surface of liquids as there are no neighbouring molecules above. Ennek eredményeként a molekulák és a felszínen lévő legközelebbi szomszédaik között erősebbek a vonzóerők; a felületi feszültség erő valójában felfelé ható erőt fejt ki. A felületi feszültség olyan, mintha egy rugalmas film lenne a felszínen.
A felületi feszültség fontos a vérfoltok mintázatának elemzésében, mivel;
a gravitációs erőnek le kell győznie a vér felületi feszültségét, mielőtt a vércsepp le tud esni, és a vércseppek a felületi feszültségnek köszönhetően sértetlenek maradnak, amikor a levegőben mozognak.

Sűrűség:

A sűrűséget az egységnyi térfogatra jutó tömegként határozzuk meg. A víz sűrűsége 1000 kg/m3. A vér sűrűsége arányos a vér teljes fehérjekoncentrációjával vagy sejtes összetevőjével, és csak kis mértékben befolyásolják a plazmában oldott egyéb ionok, gázok stb. A vérplazma sűrűsége körülbelül 1025 kg/m3 , a vérben keringő vérsejtek sűrűsége pedig körülbelül 11 25 kg/m3 . A teljes emberi vér átlagos sűrűsége körülbelül 1060 kg/m3 .

Vércseppek: A vértömegre kifejtett erő hatására a tömeg cseppekre bomlik. Ahogy a vércsepp a levegőben halad, a felületi feszültség miatt megtartja gömb alakját. A kisebb cseppek (1 mm átmérőjűek és kisebbek) szinte tökéletes gömbök, míg a nagyobb cseppek a cseppre ható egyéb erők miatt oszcillálnak. A cseppek mozgás közben nem “törnek szét”; más erőnek kellene hatnia ahhoz, hogy a cseppek tovább osztódjanak. Az oszcilláció általában nincs hatással a keletkező fröccsenés mintázatára, kivéve azokat az eseteket, amikor csak néhány folt van, és ezek a forrástól kevesebb mint 100 cm-re lévő felületeken vannak jelen.
Hatás: Amikor egy vércsepp 90 fokban vízszintes felületre csapódik, kör alakú foltot hoz létre. Ha a felület textúrája sima, például üveg vagy csiszolt csempe, a felületi feszültség a cseppet a kör alakú mintázatban tartja. Lényegében a felület befolyásolja a kiáramlást. A felületi feszültség biztosítja, hogy a csepp egyenletesen omoljon össze, azonban a sima felület azt jelenti, hogy a perem kiáramlása egyenletes.

Az irány: A helyszínelők meg tudják határozni, hogy a vércsepp milyen irányban haladt, mivel a cseppek egyenletesen csapódnak a felületekbe. A csepp ugyanazon az úton halad tovább, amelyen a felületnek való ütközés előtt haladt. A felületnek való ütközéskor a cseppben lévő vér az összeomlási fázisban kifelé mozog, és elliptikus vagy kör alakú foltot hoz létre. A folt hosszú tengelye (nagytengelye) jelzi, hogy a csepp milyen irányban haladt a befogadó felülettel való érintkezés előtt, és így milyen irányból érkezett.

Vérfolt mintaelemzés: A vérontással járó bűnügyi helyszínek gyakran rengeteg információt tartalmaznak vérfoltok formájában. Az ilyen foltok mintázata, mérete, alakja és elhelyezkedése nagyon hasznos lehet a történt események rekonstruálásában.

A vérfoltok kategóriái

1. Passzív
a. egyedül a gravitációs erő hatására keletkezik
b. tagolt (cseppek, cseppminták, tócsák, rögök)
c. a testből szivárog vagy ömlik, csöpögő ujj vagy kar, késből cseppen

2. Átvitel
a. nedves véres felület másodlagos felülettel érintkezik
b. törlés, elkenődés, elkenődés vagy elkenődés
c. példák, ujj elkenődése, kéz ruhára törlése, cipőnyom, szövésminta a nadrágon

3. Kivetített vérfröccsenés
a. amikor a szabadon lévő vérforrást a gravitációnál nagyobb hatás vagy erő éri
b. Belső tevékenység (kiömlő vér) VAGY külső erő (szúrás, verés, lövés)
c. alcsoportosítása
– artériás fröccsenés/ömlés
– levetett foltok: a vért hordozó tárgyból mozgásban lévő vér szabadul fel
– ütés okozta fröccsenés: a vérforrást ütés vagy erőhatás éri, ami kisebb cseppek véletlenszerű
szórásához vezet

Lekció áttekintése:
A vérfröccsenés bizonyítékai kulcsszerepet játszottak a törvényszéki elemzésben. Hogyan befolyásolja a magasság, a sebesség és az irány a vérfröccsenés mintázatának alakját?
1. gyakorlat: A vért egyes cseppek formájában különböző magasságból engedjük ki, és megmérjük a keletkező folt átmérőjét. A tanulók grafikonon ábrázolják a magasságot, ahonnan a vért leejtették, a cseppátmérő függvényében. Ez a grafikon felhasználható annak megjóslására, hogy milyen magasságból származik egy vércsepp, ha csak a fröccsenés átmérője és a csepp mérete ismert. Milyen magasságban szűnik meg a csepp átmérője növekedni? Miért történik ez?
2. gyakorlat: A tanulók több vércseppet ejtenek több magasságból. Hogyan befolyásolja a magasság a cseppek megjelenését? Ismételjük meg különböző felületeken. Hogyan befolyásolja a felület textúrája a cseppek megjelenését?