Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Шмидт-Ниельсен К. -> "Физиология животных. Приспособление и среда" -> 9

Физиология животных. Приспособление и среда - Шмидт-Ниельсен К.

Шмидт-Ниельсен К. Физиология животных. Приспособление и среда. Под редакцией Крепса Е. М. — М.: Мир, 1982. — 416 c.
Скачать (прямая ссылка): fizjuv1982.djvu
Предыдущая << 1 .. 3 4 5 6 7 8 < 9 > 10 11 12 13 14 15 .. 173 >> Следующая


На уровне моря, где атмосферное давление равно 760 мм рт. ст. и 20,95% этой величины создает кислород, парциальное давление Ог в сухом воздухе равно 159 мм рт. ст. (21,2 кПа)1. На высоте 6000 м атмосферное давление вдвое меньше, чем на уровне моря, т. е. около 380 мм рт. ст. (50,7 кПа). Парциальное давление Ог здесь также вдвое меньше, т. е. около 80 мм рт. ст., или 10,6 кПа (20,95% от 380 мм рт. ст., т. е. от 50,7 кПа). Именно это уменьшение парциального давления кислорода и вызывает такие серьезные последствия.

Зависимость атмосферного давления от высоты представлена на рис. 1.1. На нижней шкале оси абсцисс указано парциальное

1 В газовой смесн общее давление является суммой тех давлений, которые каждый газ создавал бы, если бы он присутствовал один. В сухом атмосферном воздухе при стандартном барометрическом давлении (760 мм рт. ст.) парциальное давление кислорода (Po9) равно 159,2 мм рт. ст. (20,95% от 760 мм рт. ст.), азота (/3N3) — 600,6 мм рт. ст. (79,02% от 760 мм рт. ст.) и двуокиси углерода (Рсоз) —0,2 мм рт. ст. (0,03% от 760 мм рт. ст.).

Атмосферный воздух никогда не бывает совсем сухим, и его водяные пары создают парциальное давление, соответствующее их содержанию в воздухе. Парциальные давления других газов при этом уменьшаются в соответствующей точной тропорции. Если при давлении 760 мм рт. ст. воздух содержит 5% водяных паров (-ph2o = 38 мм рт. ст.), общее давление остальных газов должно быть 7'22 мм рт. ст., а их индивидуальные парциальные давления должны быть пропорциональны их относительным концентрациям и в сумме должны составлять 722 мм рт. ст.

22

Глава 1. Дыхание в воде

давление кислорода во вдыхаемом воздухе. Нуль этой шкалы не совпадает с нулем атмосферного давления, а соответствует точке, где атмосферное давление чуть ниже 50 мм рт. ст. (6,67 кПа). Причина этого проста. При температуре нашего тела (37 °С) дав-

Давление возауха. кПа О 20 АО 60 80 100

I-1-1-I I I

15000

s 10 ООО

SOOO

\




V-
\
-4



Гора Эве/ ¦ 8882,
—з
1



Гора Ui 43SC
ітгти
м ^


О 200 400 600 760

Давление воздуха, мм рт. ст.

I_I_I_I

О SO 100 150

Парциальное давление кислорода, ммрт.ст.

Рис. 1.1. Зависимость атмосферного давления от высоты. (Dejours, 1966). 1. Высота, на которой большинство неакклиматизированных людей теряет сознание от недостатка кислорода. 2. Наибольшая высота постоянных человеческих поселений. 3. Наибольшая высота, на которой акклиматизированные люди могут выживать несколько часов, вдыхая воздух. 4. Наибольшая высота, доступная для людей при дыхании чистым кислородом.

ление водяного пара составляет 47 мм рт. ст. (6,28 кПа). Значит, если человека поместить в атмосферу с дазлением 47 мм рт. ст. (на высоту 19 000 м, или 63 000 футсв), его легкие будут заполнены водяным паром и потому воздух или кислород не сможет войти в них.

Позднее мы вернемся к некоторым эффектам, вызываемым низким парциальным давлением кислорода у животных на больших высотах.

РАСТВОРИМОСТЬ ГАЗОВ В ВОДЕ

Газы растворяются в воде. Если свободную поверхность воды привести в контакт с газом, часть молекул газа будет проникать в воду и переходить в раствор. Это будет продолжаться до тех

Газы в воздухе и воде

23

пор, пока не установится равновесие, при котором в единицу времени равные количества молекул газа будут входить в воду и выходить из нее. Количество газа, которое будет при этом растворено в воде, зависит 1) от природы газа, 2) от давления газа в газовой фазе, 3) от температуры и 4) от присутствия других растворенных веществ. Для понимания физиологии необходимо знать основы этих зависимостей.

Растворимость различных газов в воде очень различна; данные для наиболее важных в физиологическом отношении газов приведены в табл. 1.3. Поскольку растворимость зависит как от температуры, так и от давления, значения этих двух переменных должны быть указаны.

Растворимость газов в воде при 15 °С и давлении газа 1 атм. Под коэффициентом растворимости а подразумевается объем газа (в миллилитрах при СТДС), растворяющегося віл воды в условиях, когда давление данного газа без водяного пара равно 1 атм. Количество газа выражают объемом, который данный газ без примеси H2O будет занимать при О °С и давлении 1 атм; эти условия сокращенно обозначают СТДС: стандартные температура и давление, в сухом состоянии.

Мы сразу видим, что азот растворяется вдвое хуже, чем кислород, а растворимость двуокиси углерода примерно в 30 раз больше, чем у кислорода, и в 60 раз больше, чем у азота. Такая высокая растворимость CO2 в воде позволяет приготовлять содовую воду или шампанское. Закупоренная бутылка содовой воды, давление в которой обычно в 2—3 раза больше атмосферного, содержит небольшое количество газа при этом давлении вверху горлышка, а остальная часть CO2 растворена в жидкости. Как мы знаем, это должно быть немалое количество, так как множество пузырьков довольно долго продолжает подниматься к поверхности. Если бы при давлении втрое выше атмосферного был растворен азот, образовалось бы всего лишь несколько пузырьков, так как азота растворилось бы примерно в 60 раз меньше, чем CO2.
Предыдущая << 1 .. 3 4 5 6 7 8 < 9 > 10 11 12 13 14 15 .. 173 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed