Hoe verhoudt de wet van Boyle zich tot de ademhaling?

Hoe verhoudt de wet van Boyle zich tot de ademhaling?
Anonim

De thoracale holte die je longen vasthoudt is redelijk statisch omdat de ribbenkast niet flexibel is en er ook geen spieren zijn om de ribben te bewegen. Aan de basis van de ribbenkast bevindt zich echter een grote platte spier, het diafragma genaamd, dat de borstholte van de buikholte scheidt.

Wanneer het diafragma ontspant, wordt de spier naar boven samengeperst, waardoor het volume van de thoracale holte wordt verlaagd, waardoor de druk in de nieuw samengedrukte ruimte wordt verhoogd en een pomp wordt gecreëerd die luchtmoleculen uit de longen naar de bronchiolen, de bronchiën, trachea, strottenhoofd en strottenhoofd beweegt keelholte en verlaat het lichaam via de neusholtes of de mond als u slap en met open mond als een Neandrathal staat.

Wanneer het diafragma samentrekt, trekt het naar beneden in de richting van de buikholte en vergroot het het volume van de thoracale holte. Dit vermindert beurtelings de druk in de longen en creëert een lege ruimte die een vacuüm vormt. Deze drukvermindering trekt lucht in de longen. Die lucht kan de luchtwegen binnendringen vanuit je neusholten of je neandrathale open mond met slappe kaken, in de farynx, het strottenhoofd, de luchtpijp, de bronchiën, de bronchiolen en in de longblaasjes om zuurstof en kooldioxide te verspreiden.

Het is de omgekeerde relatie tussen druk en volume van de wet van Boyle die de pomp creëert - vacuümactiviteit die ons in staat stelt om te ademen.

SMARTERTEACHER

YouTube-video van SoCoolScienceShow

Ik geloof dat de ademhaling uitleg onjuist is.

Wet van Boyles: P1V1 = P2V2

"Voor een vaste massa van ingesloten gas bij een constante temperatuur blijft de productie van druk en volume constant."

Dit is niet van toepassing op ademhaling zonder druk. Het is alleen van toepassing op ingesloten ruimtes die het volume veranderen. Wanneer een zuiger in een motor op de compressieslag staat (d.w.z. gesloten kleppen) is de Wet van Boy van toepassing.

De enige ruimte waar de Boyles-wet van toepassing is met betrekking tot de ademhaling, is de pleuraholte die ingesloten is en daarom wisselingen van druk / volume ervaart wanneer de longen uitzetten en samentrekken.

In rust ervaren de longen vloeistofstroom met een toenemend / afnemend volume, maar omdat ze openstaan voor de statische atmosfeer, zijn er veranderingen in stroom / massa en geen druk / volume-veranderingen in de manier waarop de wet van Boyles aangeeft.

Een ballon die in de atmosfeer oprijst en uitdijt is een voorbeeld van de Boyles-wet omdat de ballon is verzegeld.

Er stroomt geen gas in of uit.

Zie de link hier:

Hier is een mooi uitgewerkt voorbeeld dat ik vond op de wet van Boyle en intrapulmonaire en intrapleurale druk tijdens het ademen.

Laten we zeggen dat we beginnen met een longvolume van 2400 ml - dit wordt de functionele overblijvende capaciteit genoemd, en een intrapulmonale druk gelijk aan atmosferische druk - 760 mmHg. Nu a 500-mL de adem wordt opgenomen, waardoor het volume van de longen zal toenemen 2900 ml.

Als je de vergelijking voor de wet van Boyle hebt opgesteld, heb je dat gedaan

# P_1V_1 = P_2V_2 #, waar

# V_1 # - aanvankelijk volume van de longen;

# P_1 # - de initiële intrapulmonaire druk;

# V_2 # - het volume van de longen na a 500-mL de adem wordt opgenomen;

Oplossen voor # P_2 #, de intrapulmonaire druk na inspiratie, zou je krijgen

# P_2 = V_1 / V_2 * P_1 = "2400 mL" / ((2400 + 500) "mL") * "760 mmHg" = "629 mmHg" #

Toename van het volume, drukverlaging. Het berekende verschil tussen # P_1 # en # P_2 # zou zijn

#DeltaP = 760 - 629 = "131 mmHg" #

Dit is echter niet wat wordt gemeten; de werkelijke drukval is ongeveer 1 mmHgen dat totdat de druk weer gelijk is aan de atmosferische druk.

Het volume wordt dus groter, de druk daalt en de lucht begint in de longen te stromen; maar de intrapulmonaire drukval is nergens dichtbij de waarde die het zou hebben gekregen ingesloten systeem.