Hvordan relaterer Boyle's lov til vejrtrækning?

Den thoracic hulrum, der holder dine lunger er ret statisk, da ribben buret ikke er fleksibelt eller er der muskulatur til at bevæge ribbenene. Imidlertid er der ved bunden af ribcage en stor flad muskel kaldet membranen, der adskiller thoracic hulrummet fra bughulen.

Når membranen slapper af, komprimeres musklerne opad, hvilket reducerer mængden af thoracic hulrum, der øger trykket inden for det nyligt komprimerede rum og skaber en pumpe, der tvinger luftmolekyler fra lungerne til at rejse op i bronchiolerne ind i bronkierne, luftrøret, strubehovedet og svælg og gå ud af kroppen gennem næsepassagerne eller munden, hvis du står slap i kæbe og åbner mund som en Neandrathal.

Når membrankontrakterne trækker det nedad mod bukhulen og udvider brøndhulrummets volumen. Dette til gengæld mindsker trykket i lungerne og skaber tomt rum, der danner et vakuum. Denne reduktion i trykket trækker luft ind i lungerne. Denne luft kan komme ind i luftvejene fra dine næsehuler eller din neandrathal slack kæbet åben mund, i svælg, strubehoved, luftrør, bronchi, bronchioler og ind i alveolerne for at diffundere ilt og kuldioxid.

Det er det omvendte forhold mellem tryk og volumen i Boyle's lov, der skaber pumpens vakuumaktivitet, der gør det muligt for os at trække vejret.

SMARTERTEACHER

YouTube-video fra SoCoolScienceShow

Jeg tror, at vejrtrækningen er forkert.

Boyles Law: P1V1 = P2V2

"For en fast masse på lukket gas Ved en konstant temperatur forbliver produktionen af tryk og volumen konstant."

Dette gælder ikke for ikke-trykpustning. Det gælder kun for lukkede rum, der ændrer volumen. Når et stempel i en motor er på kompressionsslaget (dvs. ventiler lukket) gælder Boyles Law.

Det eneste rum, hvor Boyles-loven gælder med hensyn til vejrtrækning, er pleurhulrummet, som er lukket og derfor oplever ændringer i tryk / volumen, som lungerne udvider og kontraherer.

I hvile oplever lungerne væskestrømning med et stigende / faldende volumen, men som de er åbne for den statiske atmosfære er der flow / masseændringer, ikke tryk / volumenændringer i den måde, som Boyles Law siger.

En ballon der stiger op i atmosfæren og ekspanderer er et eksempel på Boyles Law, fordi ballonen er forseglet.

Der er ingen gasstrøm ind eller ud..

Se linket her:

Her er et godt fungeret eksempel jeg fandt på Boyle's lov og intrapulmonale og intrapleurale tryk under vejrtrækning.

Så lad os sige, at vi starter med en lungevolumen på 2400 ml - dette kaldes den funktionelle restkapacitet, og en intrapulmonalt tryk lig med atmosfærisk tryk - 760 mmHg. Nu a 500 ml åndedræt er taget i, hvilket vil bringe volumenet af lungerne til 2900 ml.

Hvis du opsætter ligningen for Boyle's lov, har du det

# P_1V_1 = P_2V_2 #, hvor

# V_1 # - indledende volumen af lungerne

# P_1 # - det indledende intrapulmonale tryk

# V_2 # - Lungemængden efter a 500 ml åndedrag er taget i;

Løsning for # P_2 #, det intrapulmonale tryk efter inspiration, ville du få

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

Forøgelse i volumen, fald i tryk. Den beregnede forskel mellem # P_1 # og # P_2 # ville være

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

Dette er dog ikke det, der måles; det faktiske fald i trykket er ca. 1 mmHg, og det, indtil trykket svarer til det atmosfæriske tryk igen.

Så volumen udvides, trykfald og luft begynder at strømme ind i lungerne; men det intrapulmonale trykfald er ikke langt fra den værdi, det ville have givet en lukket system.