Com es relaciona la llei de Boyle amb la respiració?

La cavitat toràcica que manté els pulmons és bastant estàtica, ja que la caixa toràcica no és flexible ni hi ha musculatura per moure les costelles. No obstant això, a la base de la caixa toràcica hi ha un múscul pla gran anomenat diafragma que separa la cavitat toràcica de la cavitat abdominal.

Quan el diafragma es relaxa, el múscul es comprimeix cap amunt, cosa que redueix el volum de la cavitat toràcica augmentant la pressió dins de l'espai recentment comprimit i creant una bomba que obliga les molècules d'aire dels pulmons a pujar als bronquis, a la tràquea, a la laringe i faringe i sortir del cos a través dels passos nasals o de la boca si es manté a la vora de la mandíbula i obre la boca com un neandrathal.

Quan el diafragma es contrau, es tira cap avall cap a la cavitat abdominal i amplia el volum de la cavitat toràcica. Això al seu torn disminueix la pressió en els pulmons i crea un espai buit que forma un buit. Aquesta reducció de pressió arrossega l'aire cap als pulmons. Aquest aire pot entrar en les vies respiratòries de les seves cavitats nasals o de la seva boca oberta a la mandíbula neandrathal, a la faringe, laringe, tràquea, bronquis, bronquioles i als alvèols per difondre oxigen i diòxid de carboni.

És la relació inversa de la pressió i el volum de la llei de Boyle que crea l'activitat de buit-buit que ens permet respirar.

SMARTERTEACHER

Vídeo de YouTube de SoCoolScienceShow

Crec que l’explicació respiratòria és incorrecta.

Llei de Boyles: P1V1 = P2V2

"Per a una massa fixa de gas tancat a una temperatura constant, la producció de pressió i volum es manté constant."

Això no s'aplica a la respiració sense pressió. Només s'aplica a espais tancats que canvien de volum. Quan un pistó en un motor està a la cursa de compressió (és a dir, vàlvules tancades) s'aplica la Llei de Boyles.

L'únic espai on s'aplica la llei de Boyles pel que fa a la respiració és la cavitat pleural tancada i, per tant, experimenta canvis de pressió / volum a mesura que els pulmons s'expandeixen i es contrauen.

En repòs, els pulmons experimenten flux de fluids amb un volum creixent / decreixent, però a mesura que estiguin oberts a l’atmosfera estàtica, hi ha canvis de flux / massa que no canvien de pressió / volum en la forma en què assenyala la Llei de Boyles.

Un globus sorgit de l’atmosfera i l’expansió és un exemple de la Llei de Boyles perquè el globus està tancat.

No hi ha cap flux de gasos cap a fora.

Vegeu l’enllaç aquí:

Heus aquí un bon exemple que he trobat a la llei de Boyle i les pressions intrapulmonars i intrapleurals durant la respiració.

Així doncs, diguem que comencem amb un volum de pulmó 2400 mL - s’anomena capacitat residual funcional, i una pressió intrapulmonar igual a la pressió atmosfèrica - 760 mmHg. Ara a 500 ml es pren respiració, la qual cosa portarà el volum dels pulmons 2900 ml.

Si establiu l’equació per a la llei de Boyle, ho tindreu

# P_1V_1 = P_2V_2 #, on?

# V_1 # - volum inicial dels pulmons;

# P_1 # - la pressió intrapulmonar inicial;

# V_2 # - el volum dels pulmons després d’un 500 ml la respiració;

Resolució de # P_2 #, la pressió intrapulmonar després d’inspirar-se

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

Augment de volum, disminució de la pressió. La diferència calculada entre # P_1 # i # P_2 # seria

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

Tanmateix, això no és el que es mesura; la caiguda real de la pressió és aproximadament 1 mmHg, i això fins que la pressió torna a igualar-se amb la pressió atmosfèrica.

Així, el volum s’expandeix, les pressions i l’aire comença a fluir als pulmons; però la caiguda de la pressió intrapulmonar no és gairebé del valor que hauria donat tancat sistema.