Przeczytaj
Ciśnienie parcjalne
Ciśnienie parcjalneCiśnienie parcjalne, inaczej cząsteczkowe, to ciśnienie wywierane przez jeden z gazów w mieszaninie gazowej.
Aby obliczyć wartość ciśnienia parcjalnego jednego z gazów w mieszaninie, należy wiedzieć:
jaką część w tej mieszaninie stanowi gaz (zawartość procentowa wyrażona w setnych częściach całości),
jakie jest ciśnienie tej mieszany wyrażone w odpowiednich jednostkach fizycznych – kPakPa lub mm Hgmm Hg (1 kPa to 7,5 mm Hg).
Powietrze atmosferyczne to mieszanina m.in. tlenu, dwutlenku węgla, azotu i pary wodnej.
Indeks dolny Tabela: Skład powietrza atmosferycznego. Indeks dolny koniecTabela: Skład powietrza atmosferycznego.
Składniki powietrza | Zawartość [%] | Ciśnienie parcjalne [mm Hg] |
Tlen | 21 | 159,6 |
Dwutlenek węgla | 0,03 | 0,23 |
Azot | 79,03 | 600,6 |
Na poziomie morza atmosfera wywiera siłę skierowaną w kierunku środka ciężkości Ziemi, która równa się sile słupa rtęci o wysokości 760 mm. Dlatego ciśnienie atmosferyczne (mieszaniny gazowej) wynosi 760 mm Hg. Tlen stanowi 21% objętości powietrza atmosferycznego, więc jego ciśnienie parcjalne (POIndeks dolny 22) w powietrzu jest iloczynem ciśnienia atmosferycznego i jego zawartości w powietrzu:
POIndeks dolny 2 Indeks dolny koniec2 = 760 mm Hg × 0,21 = 159,6 mm Hg
Podobnie można obliczyć ciśnienie parcjalne dla pozostałych gazów w powietrzu:
PCOIndeks dolny 22= 760 mm Hg × 0,0003 = 0,23 mm Hg
PNIndeks dolny 22= 760 mm Hg × 0,7903 = 600,6 mm Hg
Ciśnienie parcjalne tlenu i dwutlenku węgla we krwi i tkankach człowieka
Przechodzenie gazów (dyfuzjadyfuzja) w roztworach lub środowisku gazowym odbywa się na skutek różnicy ciśnień parcjalnych − w kierunku od wyższej wartości do niższej. Różnica ciśnień parcjalnych, głównie tlenu i dwutlenku węgla, warunkuje wymianę gazową (dyfuzję oraz jej kierunek) między środowiskiem zewnętrznym a pęcherzykami płucnymi, krwią i komórkami ciała.
Indeks dolny Tabela: Wartości ciśnień parcjalnych tlenu i dwutlenku węgla w powietrzu, krwi i tkankach człowieka. Indeks dolny koniecTabela: Wartości ciśnień parcjalnych tlenu i dwutlenku węgla w powietrzu, krwi i tkankach człowieka.
Składnik gazu | Ciśnienie parcjalne gazów oddechowych [mm Hg] | ||||
powietrze | pęcherzyki płucne | krew tętnicza | krew żylna | komórki ciała | |
Tlen | 159,6 | 100 | 95 | 40 | 30 |
Dwutlenek węgla | 0,33 | 40 | 40 | 46 | 46 |
Ciśnienie parcjalne dwutlenku węgla (PCOIndeks dolny 22) w krwi żylnej wynosi 46 mm Hg, a PCOIndeks dolny 22 w pęcherzykach płucnych – 40 mm Hg. Różnica 6 mm Hg powoduje dyfuzję COIndeks dolny 22 z krwi żylnej do pęcherzyków płucnych. Ciśnienie parcjalne tlenu (POIndeks dolny 22) w pęcherzykach płucnych wynosi 100 mm Hg, w krwi żylnej – 40 mm Hg, a w krwi tętniczej – 95 mm Hg. Różnica między POIndeks dolny 22 w pęcherzykach płucnych a krwią tętniczą wynosi 5 mm Hg i jest siłą napędową przenikania tlenu z pęcherzyków płucnych do krwi tętniczej. Różnica 55 mm Hg między krwią tętniczą a żylną pozwala na dyfuzję tlenu z krwi tętniczej do komórek ciała.
Ciśnienie parcjalne tlenu (mm Hg) na różnych wysokościach nad poziomem morza
Wraz ze wzrostem wysokości nad poziomem morza, maleje wartość ciśnienia atmosferycznego (gdyż maleje gęstość powietrza).
Indeks dolny Tabela: Wartości ciśnień parcjalnych tlenu (mm Hg) na różnych wysokościach nad poziomem morza. Indeks dolny koniecTabela: Wartości ciśnień parcjalnych tlenu (mm Hg) na różnych wysokościach nad poziomem morza.
Gaz oddechowy | Ciśnienie parcjalne tlenu na różnych wysokościach [mm Hg] | |||
poziom morza | 3000 m n.p.m. | 6000 m n.p.m. | 12 000 m n.p.m. | |
Tlen atmosferyczny | 159,6 | 110 | 75 | 30 |
Tlen w powietrzu | 100 | 60 | 40 | 8 |
Spadek ciśnienia atmosferycznego powoduje obniżenie wartości ciśnienia parcjalnego tlenu w powietrzu.
Słownik
ciśnienie wywierane przez jeden z gazów mieszaniny gazowej, wyrażane w mm Hg lub kPa, stanowiące iloczyn ciśnienia całkowitego mieszaniny gazów i ilości jednego z gazów mieszaniny gazowej
samorzutne, nieodwracalne mieszanie się cząsteczek lub jonów w wyniku ich chaotycznych ruchów; zachodzi zgodnie z różnicą stężeń ze środowiska o większym stężeniu do środowiska o mniejszym stężeniu aż do momentu uzyskania stanu równowagi
kilopaskal; jednostka ciśnienia; 1 kPa to w przybliżeniu ciśnienie, jakie wywiera 10 g masy spoczywającej na 1 cmIndeks górny 22 powierzchni
milimetr słupa rtęci; jednostka ciśnienia równa ciśnieniu słupa rtęci o wysokości 1 mm w temperaturze 0°C przy normalnym przyspieszeniu ziemskim (gn = 9,80665 m/sIndeks górny 22), 1 mm Hg = 133,3224 Pa