Bagaimana hukum Boyle terkait dengan pernapasan?

Bagaimana hukum Boyle terkait dengan pernapasan?
Anonim

Rongga toraks yang menahan paru-paru Anda cukup statis karena tulang rusuknya tidak lentur dan juga tidak ada otot untuk menggerakkan tulang rusuknya. Namun, di dasar tulang rusuk adalah otot datar besar yang disebut diafragma yang memisahkan rongga toraks dari rongga perut.

Ketika diafragma melemaskan otot dikompresi ke atas yang mengurangi volume rongga toraks meningkatkan tekanan di dalam ruang yang baru dikompresi dan menciptakan pompa yang memaksa molekul udara dari paru-paru untuk melakukan perjalanan bronkiolus, ke dalam bronkus, trakea, laring dan faring dan keluar dari tubuh melalui saluran hidung atau mulut jika Anda berdiri kendur dengan rahang dan mulut terbuka seperti Neandrathal.

Ketika diafragma berkontraksi, ia menarik ke bawah menuju rongga perut dan memperluas volume rongga toraks. Ini pada gilirannya mengurangi tekanan di paru-paru dan menciptakan ruang kosong yang membentuk ruang hampa. Pengurangan tekanan ini menarik udara ke paru-paru. Udara itu dapat memasuki saluran pernapasan dari rongga hidung Anda atau mulut terbuka rahang neandrathal kendur Anda, ke dalam faring, laring, trakea, bronkus, bronkiolus, dan ke dalam alveoli untuk meredakan oksigen dan karbon dioksida.

Adalah hubungan terbalik antara Tekanan dan Volume Hukum Boyle yang menciptakan pompa - aktivitas vakum yang memungkinkan kita bernapas.

SMARTERTEACHER

Video YouTube dari SoCoolScienceShow

Saya yakin penjelasan pernapasannya tidak benar.

Hukum Boyles: P1V1 = P2V2

"Untuk massa tetap gas tertutup pada suhu konstan, produksi tekanan dan volume tetap konstan."

Ini tidak berlaku untuk pernapasan non-tekanan. Ini hanya berlaku untuk ruang tertutup yang mengubah volume. Ketika piston di dalam mesin berada pada langkah kompresi- (yaitu katup tertutup) Hukum Boyles berlaku.

Satu-satunya ruang di mana hukum Boyles berlaku sehubungan dengan pernapasan adalah rongga pleura yang tertutup dan karenanya mengalami perubahan tekanan / volume saat paru-paru membesar dan berkontraksi.

Saat istirahat, paru-paru mengalami aliran cairan dengan peningkatan / penurunan volume tetapi karena terbuka untuk atmosfer statis ada perubahan aliran / massa bukan perubahan tekanan / volume dalam cara yang dinyatakan oleh Hukum Boyles.

Balon yang naik di atmosfer dan mengembang adalah contoh Hukum Boyles karena balon itu disegel.

Tidak ada aliran gas masuk atau keluar..

Lihat tautan di sini:

Ini adalah contoh bagus yang saya temukan pada hukum Boyle dan tekanan intrapulmoner dan intrapleural selama bernafas.

Jadi, katakanlah kita mulai dengan volume paru-paru 2400 mL - ini disebut kapasitas residual fungsional, dan tekanan intrapulmoner sama dengan tekanan atmosfer - 760 mmHg. Sekarang a 500 mL napas diambil, yang akan membawa volume paru-paru 2900 mL.

Jika Anda mengatur persamaan untuk hukum Boyle, Anda harus melakukannya

# P_1V_1 = P_2V_2 #dimana

# V_1 # - volume awal paru-paru;

# P_1 # - tekanan intrapulmoner awal;

# V_2 # - volume paru-paru setelah a 500 mL nafas diambil;

Memecahkan untuk # P_2 #, tekanan intrapulmoner setelah inspirasi, Anda akan dapatkan

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

Peningkatan volume, penurunan tekanan. Perbedaan yang dihitung antara # P_1 # dan # P_2 # akan menjadi

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

Namun, ini bukan yang diukur; penurunan tekanan yang sebenarnya adalah sekitar 1 mmHg, dan itu sampai tekanan menyamakan dengan tekanan atmosfer lagi.

Jadi, volume diperluas, tekanan turun dan udara mulai mengalir ke paru-paru; tetapi penurunan tekanan intrapulmoner tidak mendekati nilai yang seharusnya diberikan tertutup sistem.