Come si collega la legge di Boyle alla respirazione?

La cavità toracica che trattiene i polmoni è abbastanza statica in quanto la gabbia toracica non è flessibile né la muscolatura è in grado di muovere le costole. Tuttavia, alla base della gabbia toracica vi è un grande muscolo piatto chiamato diaframma che separa la cavità toracica dalla cavità addominale.

Quando il diaframma si rilassa, il muscolo viene compresso verso l'alto che riduce il volume della cavità toracica aumentando la pressione all'interno dello spazio appena compresso e creando una pompa che costringe le molecole d'aria dai polmoni a viaggiare sui bronchioli, nei bronchi, trachea, laringe e faringe e uscire dal corpo attraverso i passaggi nasali o la bocca se si tiene in sospeso mascella e bocca aperta come un Neandrathal.

Quando il diaframma si contrae, tira verso il basso verso la cavità addominale e espande il volume della cavità toracica. Questo a sua volta diminuisce la pressione nei polmoni e crea uno spazio vuoto che forma un vuoto. Questa riduzione della pressione attira l'aria nei polmoni. Quell'aria può penetrare nelle vie respiratorie dalle cavità nasali o nel neandratal allentato dalla bocca aperta, nella faringe, nella laringe, nella trachea, nei bronchi, nei bronchioli e negli alveoli per diffondere ossigeno e anidride carbonica.

È la relazione inversa di Pressione e Volume della Legge di Boyle che crea la pompa - attività del vuoto che ci consente di respirare.

SMARTERTEACHER

Video di YouTube da SoCoolScienceShow

Credo che la spiegazione della respirazione non sia corretta.

Legge di Boyles: P1V1 = P2V2

"Per una massa fissa di gas chiuso a una temperatura costante, la produzione di pressione e volume rimane costante."

Questo non si applica alla respirazione senza pressione. Si applica solo agli spazi chiusi che cambiano volume. Quando un pistone in un motore si trova sulla corsa di compressione (vale a dire valvole chiuse) si applica la legge di Boyles.

L'unico spazio in cui si applica la legge di Boyles per quanto riguarda la respirazione è la cavità pleurica che è racchiusa e pertanto subisce cambiamenti di pressione / volume man mano che i polmoni si espandono e si contraggono.

A riposo, l'esperienza dei polmoni flusso del fluido con un volume crescente / decrescente ma poiché sono aperti all'atmosfera statica ci sono cambiamenti di flusso / massa non cambiamenti di pressione / volume nel modo in cui afferma la legge di Boyles.

Un palloncino che sale nell'atmosfera e si espande è un esempio della legge di Boyles perché il pallone è sigillato.

Non c'è flusso di gas dentro o fuori..

Vedi il link qui:

Ecco un buon esempio che ho trovato sulla legge di Boyle e le pressioni intrapolmonari e intrapleuriche durante la respirazione.

Quindi, diciamo che iniziamo con un volume polmonare di 2400 ml - questo è chiamato la capacità residua funzionale, e un pressione intrapolmonare uguale alla pressione atmosferica - 760 mmHg. Ora a 500 mL il respiro è preso, che porterà il volume dei polmoni a 2900 ml.

Se imposti l'equazione per la legge di Boyle, lo avrai

# P_1V_1 = P_2V_2 #, dove

# # V_1 - volume iniziale dei polmoni;

# # P_1 - la pressione iniziale intrapolmonare;

# # V_2 - il volume dei polmoni dopo a 500 mL il respiro è preso;

Risolvere per # # P_2, la pressione intrapolmonare dopo l'ispirazione, si otterrebbe

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

Aumento del volume, diminuzione della pressione. La differenza calcolata tra # # P_1 e # # P_2 sarebbe

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

Tuttavia, questo non è ciò che viene misurato; il calo effettivo della pressione è approssimativo 1 mmHge quello fino a che la pressione non equilibra ancora con la pressione atmosferica.

Quindi, il volume si espande, le cadute di pressione e l'aria iniziano a scorrere nei polmoni; ma la caduta di pressione intrapolmonare non è affatto vicina al valore che avrebbe dovuto dare a chiuso sistema.