II.1. Respirația și presiunea
De cine depinde presiunea unui gaz ? Pentru a afla de cine depinde presiunea unui gaz vom face următorul experiment:
👀 Experiment: Legea gazelor și cum să respirăm
Materiale necesare:
Vas prevăzut cu un dop perforat cu un tub, 3 pahare Berzelius, apă colorată, apă caldă și apă rece.
Descrierea experimentului:
-
Se ia un vas prevăzut cu un dop perforat cu un tub.
-
Se introduce tubul într-un alt vas cu apă.
-
Se încălzește aerul din vasul cu tub.
-
Ce observi ?
Când încălzim aerul din vasul cu tub, aerul intră în apă. La creșterea temperaturii, aerul se dilată, își mărește volumul și îi scade presiunea față de cea atmosferică (exterioară).
-
Se răcește aerul din vasul cu tub.
-
Ce observi ?
Când răcim aerul din vasul cu tub, apă urcă în tub. La scăderea temperaturii, aerul se contractă, își micșorează volumul și îi crește presiunea față de cea atmosferică (exterioară).
Concluzia experimentului:
Presiunea gazelor este invers proporțională cu volumul acestora, adică la creșterea presiunii, scade volumul gazului și invers.
Matematic scriem:
Am văzut că volumul gazului crește direct proporțional cu temperatura acestuia.
Matematic scriem:
Combinând cele două ecuații, obținem legea gazelor ideale:
🔦 Observație
La volum constant presiune este direct proporțională cu temperatura (nu este cazul în acest experiment, deoarece volumul aerului ori a crescut, ori a scăzut).
Aplicație la Legea gazelor
O aplicație a relației de inversă proporționalitate a presiunii cu volumul aerului este respirația la om.
Astfel:
-
La inspirație crește volumul plămânilor, scade presiunea interioară față de cea exterioară (atmosferică) și aerul intră în plămâni.
-
La expirație scade volumul plămânilor, crește presiunea interioară față de cea exterioară (atmosferică) și aerul iese din plămâni.
Respirația se mai numește și schimb de gaze (un schimb de oxigen și dioxid de carbon cu mediul înconjurător), respirația externă se referă la schimbul de gaze la nivelul membranei respiratorii din plămân, iar respirația internă este cea care are loc la nivelul țesuturilor. Oxigenul este necesar pentru respirația celulară, iar dioxidul de carbon este produs ca rezultat al respirației celulare. Prin respirație oxigenul (O2) din aerul inspirat ajunge la nivelul celulelor, iar dioxidul de carbon (CO2) rezultat este eliminat prin intermediul expirației.
