Kako se Boyleov zakon nanaša na dihanje?

Torakalna votlina, ki drži pljuča, je precej statična, saj rebra niso fleksibilna in ni mišičja, da bi premaknila rebra. Vendar pa je na dnu prsnega koša velika ploska mišica, imenovana diafragma, ki ločuje prsno votlino od trebušne votline.

Ko se diafragma sprošča, se mišica stisne navzgor, kar zmanjša prostornino prsne votline, s čimer se poveča pritisk v novo stisnjenem prostoru in ustvari črpalka, ki prisili molekule zraka iz pljuč, da potujejo skozi bronhiole, v bronhije, sapnik, grlo in žrela in izstopite iz telesa skozi nosne poti ali ust, če stojite ohlapno in odprte ustnice kot neandrathal.

Ko se diafragma zleže, jo potegne navzdol proti trebušni votlini in razširi volumen prsne votline. To zmanjšuje pritisk v pljučih in ustvarja prazen prostor, ki tvori vakuum. To zmanjšanje pritiska potegne zrak v pljuča. Ta zrak lahko vstopi v dihalne poti iz vaših nosnih votlin ali neandratalne ohlapne čeljusti odprtih ust, v žrelo, grlo, sapnik, bronhiole, bronhiole in alveole, da razprši kisik in ogljikov dioksid.

Inverzni odnos pritiska in volumna Boyleovega zakona ustvarja vakuumsko aktivnost črpalke, ki nam omogoča, da dihamo.

SMARTERTEACHER

YouTube video iz SoCoolScienceShow

Verjamem, da je razlaga dihanja napačna.

Boylesov zakon: P1V1 = P2V2

"Za določeno maso. T zaprti plin pri konstantni temperaturi proizvodnja tlaka in volumna ostane konstantna."

To ne velja za dihanje brez pritiska. Velja samo za zaprte prostore, ki spreminjajo prostornino. Kadar je bat v motorju na taktni tlak- (t.j. zaprti ventili), velja Boylesov zakon.

Edini prostor, kjer velja Boylesov zakon v zvezi z dihanjem, je plevralna votlina, ki je zaprta in zato doživlja spremembe tlaka / prostornine, ko se pljuča širijo in zožijo.

V mirovanju izkušnje pljuč pretok tekočine z naraščajočim / padajočim volumnom, toda ker so odprti za statično atmosfero, se spremembe toka / mase ne spreminjajo tlak / obseg na način, kot je navedeno v zakonu Boyles.

Balon, ki se dviguje v ozračju in se širi, je primer Boylesovega zakona, ker je balon zapečaten.

Vhod ali izhod plina ni.

Oglejte si povezavo tukaj:

Tukaj je lep primer, ki sem ga našel na Boyleovem zakonu in intrapulmonalnih in intrapleuralnih pritiskih med dihanjem.

Torej, recimo, da začnemo s prostornino pljuč 2400 mL - to se imenuje funkcijska preostala zmogljivost, in intrapulmonalni tlak enako atmosferskemu tlaku - 760 mmHg. Zdaj a 500 mL vdihni dih, ki bo prinesel volumen pljuč 2900 ml.

Če nastaviš enačbo za Boyleov zakon, boš imel

# P_1V_1 = P_2V_2 #, kje

# V_1 # - začetni volumen pljuč;

# P_1 # - začetni intrapulmonalni tlak;

# V_2 # - prostornina pljuč po a 500 mL vdihni dih;

Reševanje za # P_2 #intrapulmonalni tlak po navdihu

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

Povečanje volumna, zmanjšanje tlaka. Izračunana razlika med # P_1 # in # P_2 # bi bilo

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

Vendar pa to ni tisto, kar se meri; dejanski padec tlaka je približno 1 mmHgin da se tlak ponovno izenači z atmosferskim tlakom.

Torej se volumen razširi, tlak pade in zrak začne teči v pljuča; toda padec tlaka med pljuči ni nikjer blizu vrednosti, ki bi jo imel priložen sistema.