Какой газ содержится в одинаковом количестве во вдыхаемом воздухе
- 22 Июня, 2018
- Анализы и диагностика
- Регина Васильевна
Человек дышит воздухом, который имеет свой состав. И он отличается от выдыхаемого воздуха, ведь в альвеолах происходят процессы газообмена. Кислорода в выдыхаемом воздухе становится меньше, а углекислого газа, соответственно, больше.
Но есть еще воздух, который находится в самих альвеолах. Интересно то, что в альвеолах процент кислорода даже ниже, чем в выдыхаемом воздухе. Для того чтобы понять почему, нужно изучить анатомию альвеол и принцип, по которому идет газообмен между альвеолярным воздухом и кровью.
Анатомия альвеол
Чтобы понять, что такое альвеолярный воздух, необходимо выяснить, где же он находится. При вдохе воздух попадает в гортань, затем в трахею и бронхи. Бронхи ветвятся и образуют множество бронхиол, самые мелкие из которых являются конечными. Они называются респираторными. В просвет этих респираторных бронхиол открываются своеобразные мешочки – альвеолы. Они опутаны сетью капилляров, с которыми осуществляется газообмен.
Чтобы газы могли свободно мигрировать, между альвеолами и сосудами существует аэрогематичесикий или воздушно-кровяной барьер. Его толщина не более 0,5 мкм. Изнутри альвеолы выстланы особым веществом – сурфактантом, который не позволяет хрупким альвеолам спадаться при выдохе и перерастягиваться при вдохе.
Состав воздуха
Во вдыхаемом, выдыхаемом и альвеолярном воздухе процентное содержание газов отличается.
Состав воздуха, которым дышит человек, может немного варьироваться, но средние показатели таковы:
- кислород – 20,94%;
- углекислый газ – 0,03-0,04%;
- азот и другие газы до 79,03%.
Если в здании плохая вентиляция и много людей, то углекислого газа станет больше. В атмосферном воздухе содержатся и другие газы, но при рассмотрении процесса дыхания их не учитывают.
Состав выдыхаемого воздуха уже другой:
- кислород – 16,3%;
- углекислый газ – 4%;
- азот – 79,7%.
Нехитрые подсчеты говорят о том, что в «отработанном» воздухе количество углекислого газа увеличилось в 100 раз, а процент кислорода уменьшился практически на четверть.
Состав воздуха в альвеолах:
- кислород – 14,4%;
- углекислый газ – 5,6%;
- азот – примерно 80%.
Количество азота остается практически одинаковым во всех трех случаях.
Мертвое пространство легких
После изучения процентного соотношения газов возникает вопрос. Как случилось, что кислорода в альвеолах меньше, чем в выдыхаемом воздухе, а углекислого газа – больше. Ведь в альвеолах происходит газообмен, в результате которого кровь насыщается кислородом и отдает CO2. Логика подсказывает, что количество кислорода должно быть максимальным на вдохе, снижаться в альвеолах и быть минимальным на выдохе.
Однако в альвеолы попадает не весь воздух. Примерно третья его часть остается в дыхательных путях и не участвует в процессе газообмена. Этот объем называется мертвым пространством. Состав его соответствует атмосферному воздуху.
Получается, что при выдохе альвеолярный воздух, проходя по бронхам, смешивается с газами мертвого пространства. Потому-то кислорода в выдыхаемом воздухе больше, чем в альвеолах.
Определение состава альвеолярного воздуха
Если состав атмосферного и выдыхаемого воздуха были известны довольно давно, то состав воздуха альвеол долгое время был не изучен. И действительно, как определить состав того воздуха, который находится в организме живого человека.
Для понимания механизмов, происходящих в легких, был предложен простой, но эффективный метод определения состава воздуха в альвеолах. После обычного вдоха испытуемый делал максимально глубокий выдох через специальную трубку. Первая порция воздуха не учитывалась, так как содержала газы из мертвого пространства. А вот тот воздух, который находился в трубке ближе ко рту, по составу был близок к альвеолярному.
Данные опыты получили название своего автора – Холдена. Именно он доказал, что состав альвеолярного воздуха постоянен, обновлению подлежит лишь седьмая его часть. Эти знания позволили изучить, каким образом происходят процессы газообмена в альвеолах. А постоянство соотношения газов в альвеолярном воздухе стало важным физиологическим признаком, свидетельствующим о нормальном дыхании и здоровых легких.
Источник
- Главная
- Вопросы & Ответы
- Вопрос 10751913
более месяца назад
Просмотров : 5
Ответов : 1
Лучший ответ:
Азот и только азот! И все ровно азот.
более месяца назад
Ваш ответ:
Комментарий должен быть минимум 20 символов
Чтобы получить баллы за ответ войди на сайт
Лучшее из галереи за : неделю месяц все время
Другие вопросы:
Перечислите признаки сходства и различия в строении молекул ДНК и РНК.
более месяца назад
Смотреть ответ
Просмотров : 3
Ответов : 1
На какой параллели Солнце находится в зените 21 марта: а) на Северном тропике; в) на Северном полярном круге; б) на экваторе;
более месяца назад
Смотреть ответ
Просмотров : 2
Ответов : 1
Помогите написать сочинение, по русскому языку. профессия водитель. помогите пожалуйста, очень буду благодарен. Написать сочинение – миниатюру на тему «Профессия, которую я выбрал», используя различные виды простых осложненных предложений, а также все виды сложных предложений.
более месяца назад
Смотреть ответ
Просмотров : 2
Ответов : 1
Народ выручайте пожалуйста
более месяца назад
Смотреть ответ
Просмотров : 2
Ответов :
Картинок: 1
Невосприимчивость организма к воздействию возбудителя заболевания обес‐печивается: 1) обменом веществ 2) иммунитетом 3) ферментами 4) гормонами
более месяца назад
Смотреть ответ
Просмотров : 2
Ответов : 1
Источник
Павел Подлесный
19 октября 2016 · 2,3 K
Студент НИУ ВШЭ, разработчик Rambler&Сo, недопоэт
Нет, состав воздуха в разных частях земли может отличаться из-за загрязненности окружения вследствие действий людей. Но эта разница будет не особо большой. Например, в промышленных зонах содержание углекислого газа, метана и угарного газа будет выше, чем в хвойных лесах, но не настолько, чтобы там было невозможно дышать.
Совсем другая история с местами высокой вулканической активности и горами. В зонах с большим и частым выбросом вулканического пепла, воздух будет сильно загрязнён, вплоть до сильного отравления за пару вдохов, вследствие отсутствия кислорода и присутствия большого количества углекислого и угарного газа.
В горах же, воздух содержит в себе довольно много озона, который в избытке содержится в верхних слоях атмосферы.
Угарный газ легче или тяжелее воздуха?
Что есть воздух? Смесь кислорода, азота и водяного пара. Угарный газ такой же как азот, легче кислорода, но тяжелее водяного пара.
Если CO появляется в результате неполного сгорания, то с тёплым воздухом он уходит к потолку не успев ещё полностью размешаться. При установке под потолком несколько выше вероятность ложных срабатываний на локальные неоднородности концентрации.
Для совмещённых датчиков метан/CO или пропан/CO разумно ставить также, как и простые датчики: метана под потолок, а пропана около пола. Датчик только CO – на уровне головы.
Прочитать ещё 3 ответа
Почему именно аргон – третий по доле газ в воздухе?
Researcher, Institute of Physics, University of Tartu
Аргон на Земле образуется практически исключительно за счет распада радиоактивного калия-40 путем электронного захвата. Калий-40, в свою очередь, существует в земной коре и магме изначально, с момента образования планеты. Калия-40 довольно много и он обладает очень большим периодом полураспада, поэтому недостатка аргона в атмосфере нет и не предвидится 🙂
Известное количество атомов калия, содержащегося в горных породах или водах, в течение заданного времени генерирует достаточно строго определенное количество атомов аргона. На этом основан широко распространенный калий-аргонный метод геохронологии горных пород.
То есть ответ: аргона довольно много по той причине, что есть достаточно вероятный процесс распада достаточно распространенного на Земле радиоактивного элемента с образованием аргона.
Прочитать ещё 1 ответ
Вот есть молекула N2O, ковалентная полярная связь, кислород в ней заполняет все оболочки, а азот нет. Смысл азоту быть в этой молекуле?
Учёный по призванию и химик по образованию. Люблю помогать находить истину и…
На самом деле – заполняет. Просто Вы этого не видите из формулы в явном виде. В молекуле последовательность атомов N(-)=N(+)=O. Если посчитаете количество связей и учтете заряды, которые я проставил – получите положенные 8 электронов на внешнем уровне.
Такое строение крайне сильно влияет на свойства – если посмотрите, то можно написать резонансную форму с тройной связью между азотами и минусом при кислороде. Такая молекула уж очень просится отщепить N2 – и действительно, закись азота – хороший источник кислорода для горения, да и без топлива при нагреве разлагается на N2 и O2.
Если бы все растения одновременно перестали выделять кислород, то через какое время люди бы вымерли?
Командир отделения переносных зенитных ракетных комплексов (9к38 “Игла”)
Точно сказать сложно. В течение одного года растениями потребляется 200 миллиардов тонн углекислого газа и выделяется почти 150 миллиардов тонн кислорода. Всего же за миллионы лет фотосинтетической деятельности в воздушной оболочке Земли накопилось более миллиона миллиардов тонн кислорода – это число с пятнадцатью нулями.
Точный срок неизвестен, но точно известно, что человечество начнет задыхаться. И не только от недостатка кислорода, но и от отравления углекислым газом, количество которого в атмосфере будет стремительно нарастать. “Горная болезнь” спустится с трехтысячных горных вершин на равнины. Поначалу, грядущий кризис менее всего ощутит население Южной Америки, где сосредоточено более пятидесяти процентов всех тропических лесов, таежной Сибири или лесной зоны Канады. Но, все же, тренированные к недостатку кислорода альпинисты, водолазы, а также горные жители где-нибудь в Непале или Боливии продержатся дольше всех. Гибель от асфиксии, или удушья – вот таким бесславным может стать конец человечества. Конечно, человек будет бороться за свою жизнь. Ему придется настроить гигантские кислородные заводы и жить под герметичными стеклянными куполами. Баллончики же с кислородом превратятся в самую ходовую валюту. Сходный с этим сценарий кислородного голодания человечества когда-то описал писатель-фантаст Александр Беляев в своей книге “Продавец воздуха”.
Прочитать ещё 2 ответа
Источник
Воздух – это естественная смесь различных газов. Больше всего в нем содержатся такие элементы, как азот (около 77%) и кислород, менее 2% составляют аргон, углекислый газ и прочие инертные газы.
Кислород, или О2 – второй элемент периодической таблицы и важнейший компонент, без которого вряд ли бы существовала жизнь на планете. Он участвует в разнообразных процессах, от которых зависит жизнедеятельность всего живого….
Состав воздуха
О2 выполняет функцию окислительных процессов в человеческом теле, которые позволяют выделить энергию для нормальной жизнедеятельности. В состоянии покоя человеческий организм требует около 350 миллилитров кислорода, при тяжелых физических нагрузках это значение возрастает в три-четыре раза.
Сколько процентов кислорода в воздухе, которым мы дышим? Норма равна 20,95%. Выдыхаемый воздух содержит меньшее количество О2 – 15,5-16%. Состав выдыхаемого воздуха также включает углекислый газ, азот и другие вещества. Последующее понижение процентного содержания кислорода приводит к нарушению работы, а критическое значение 7-8% вызывает летальный исход.
Содержание прочих элементов в воздухе в различных условиях представлено в таблице ниже.
| Кислород, % | Углекислый газ, % | Азот и другие элементы, % | |
| Вдыхаемый воздух | 20,95 | 0,03 | 79,02 |
| Выдыхаемый воздух | 16,3 | 4 | 79,7 |
| Альвеолярный воздух | 14,5 | 5 | 80,5 |
Из таблица можно понять, например, что в выдыхаемом воздухе содержится очень много азота и дополнительных элементов, а вот О2 всего 16,3%. Содержание кислорода во вдыхаемом воздухе примерно составляет 20,95%.
Важно понять, что представляет собой такой элемент, как кислород. О2– наиболее распространенный на земле химический элемент, который не имеет цвета, запаха и вкуса. Он выполняет важнейшую функцию окисления в атмосфере.
Без восьмого элемента периодической таблицы нельзя добыть огонь. Сухой кислород позволяет улучшить электрические и защитные свойства пленок, уменьшать их объемный заряд.
Содержится этот элемент в следующих соединениях:
- Силикаты – в них присутствует примерно 48% О2.
- Вода (морская и пресная) – 89%.
- Воздух – 21%.
- Другие соединения в земной коре.
Воздух содержит в себе не только газообразные вещества, но и пары и аэрозоли, а также различные загрязняющие примеси. Это может быть пыль, грязь, другой различный мелкий мусор. В нем содержатся микробы, которые могут вызывать различные заболевания. Грипп, корь, коклюш, аллергены и прочие болезни – это лишь малый список негативных последствий, которые появляются при ухудшении качества воздуха и повышении уровня болезнетворных бактерий.
Процентное соотношение воздуха – это количество всех элементов, которые входят в его состав. Показать наглядно, из чего состоит воздух, а также процент кислорода в воздухе удобнее на диаграмме.
Диаграмма отображает, какого газа содержится больше в воздухе. Значения, приведенные на ней, будут немного отличаться для вдыхаемого и выдыхаемого воздуха.
Диаграмма соотношение воздуха.
Выделяют несколько источников, из которых образуется кислород:
- Растения. Еще из школьного курса биологии известно, что растения выделяют кислород при поглощении углекислого газа.
- Фотохимическое разложение водяных паров. Процесс наблюдается под действием солнечного излучения в верхнем слое атмосферы.
- Перемешивание потоков воздуха в нижних атмосферных слоях.
Функции кислорода в атмосфере и для организма
Для человека огромное значение имеет так называемое парциальное давление, которое мог бы производить газ, если бы занимал весь занимаемый объем смеси. Нормальное парциальное давление на высоте 0 метров над уровнем моря составляет 160 миллиметров ртутного столба. Увеличение высоты вызывает уменьшение парциального давления. Этот показатель важен, так как от него зависит поступление кислорода во все важные органы и в кровяную систему.
Кислород нередко используется для лечения различных заболеваний. Кислородные баллоны, ингаляторы помогают органам человека нормально функционировать при наличии кислородного голодания.
Важно ! На состав воздуха влияют многие факторы, соответственно, может меняться процент кислорода. Негативная экологическая ситуация приводит к ухудшению качества воздуха. В мегаполисах и крупных городских поселениях пропорция углекислого газа (СО2) будет больше, чем в небольших поселениях или на лесных и заповедных территориях. Большое влияние оказывает и высота – процентное содержание кислорода будет меньше в горах. Можно рассмотреть следующий пример – на горе Эверест, которая достигает высоты 8,8 км, концентрация кислорода в воздухе будет ниже в 3 раза, чем в низине. Для безопасного пребывания на высокогорных вершинах требуется использовать кислородные маски.
Состав воздуха изменялся с течением лет. Эволюционные процессы, природные катаклизмы привели к изменениям в биосфере, поэтому уменьшился процент кислорода, необходимый для нормальной работы биоорганизмов. Можно рассмотреть несколько исторических этапов:
- Доисторическая эпоха. В это время концентрация кислорода в атмосфере составляла около 36%.
- 150 лет назад О2 занимал 26% от общего воздушного состава.
- В настоящее время концентрация кислорода в воздухе составляет чуть менее 21%.
Последующее развитие окружающего мира может привести к дальнейшему изменению состава воздуха. На ближайшее время маловероятно, что концентрация О2 может быть ниже 14%, так как это вызовет нарушение работы организма.
Изменение содержания кислорода в воздухе на потяжении нескольких веков.
К чему приводит недостаток кислорода
Малое поступление чаще всего наблюдается в душном транспорте, плохо проветриваемом помещении или на высоте. Понижение уровня содержания кислорода в воздухе может вызвать негативное влияние на организм. Происходит истощение механизмов, наибольшему влиянию подвергается нервная система. Причин, по которым организм страдает от гипоксии, можно выделить несколько:
- Кровяная нехватка. Вызывается при отравлении угарным газом. Подобная ситуация понижает кислородную составляющую крови. Это опасно тем, что кровь прекращает доставить кислород к гемоглобину.
- Циркуляторная нехватка. Она возможна при диабете, сердечной недостаточности. В такой ситуации ухудшается или становится невозможным транспорт крови.
- Гистотоксические факторы, влияющие на организм, могут вызвать потерю способности поглощать кислород. Возникает при отравлении ядами или из-за воздействия тяжелых металлов.
По ряду симптомов можно понять, что организму требуется О2. В первую очередь повышается частота дыхания. Также увеличивается частота сердечных сокращений. Эти защитные функции призваны поставить кислород в легкие и обеспечить им кровь и ткани.
Недостаток кислорода вызывает головные боли, повышенную сонливость, ухудшение концентрации. Единичные случаи не так страшны, их довольно просто подкорректировать. Для нормализации дыхательной недостаточности врач выписывает бронхорасширяющие лекарства и другие средства. Если же гипоксия принимает тяжелые формы, такие как потеря координации человека или даже коматозное состояние, то лечение усложняется.
Если обнаружены симптомы гипоксии, важно незамедлительно обратиться к доктору и не заниматься самолечением, так как применение того или иного лекарственного средства зависит от причин нарушения. Для легких случаев помогает лечение кислородными масками и подушками, кровяная гипоксия требует переливания крови, а корректировка циркулярных причин возможна только при операции на сердце или сосуды.
Невероятное путешествие кислорода по нашему организму
Содержание кислорода
Заключение
Кислород – важнейшая составляющая воздуха, без которой невозможно осуществление многих процессов на Земле. Воздушный состав менялся в течение десятков тысяч лет из-за эволюционных процессов, но в настоящее время количество кислорода в атмосфере достигло значения в 21%. Качество воздуха, которым дышит человек, влияет на его здоровье, поэтому необходимо следить за его чистотой в помещении и постараться сократить загрязнение окружающей среды.
Источник