Como a lei de Boyle se relaciona com a respiração?

A cavidade torácica que sustenta seus pulmões é bastante estática, pois a caixa torácica não é flexível, nem há musculatura para mover as costelas. No entanto, na base da caixa torácica existe um grande músculo liso chamado diafragma que separa a cavidade torácica da cavidade abdominal.

Quando o diafragma relaxa, o músculo é comprimido para cima, o que reduz o volume da cavidade torácica, aumentando a pressão no espaço recém-comprimido e criando uma bomba que força as moléculas de ar dos pulmões a percorrer os bronquíolos, os brônquios, a traqueia, a laringe e faringe e sair do corpo através das passagens nasais ou da boca, se você está de queixo caído e boca aberta como um Neandrathal.

Quando o diafragma se contrai, ele desce em direção à cavidade abdominal e expande o volume da cavidade torácica. Isso, por sua vez, diminui a pressão nos pulmões e cria um espaço vazio que forma um vácuo. Essa redução na pressão puxa o ar para os pulmões. Esse ar pode penetrar no trato respiratório a partir de suas cavidades nasais ou da boca aberta de mandíbula, na faringe, laringe, traquéia, brônquios, bronquíolos e nos alvéolos para difundir oxigênio e dióxido de carbono.

É a relação inversa de Pressão e Volume da Lei de Boyle que cria a atividade de bomba - vácuo que nos permite respirar.

SMARTERTEACHER

Vídeo do YouTube de SoCoolScienceShow

Eu acredito que a explicação da respiração está incorreta.

Lei dos Boyles: P1V1 = P2V2

"Para uma massa fixa de gás fechado a uma temperatura constante, a produção de pressão e volume permanece constante ".

Isso não se aplica à respiração sem pressão. Aplica-se apenas a espaços fechados que alteram o volume. Quando um pistão em um motor está no curso de compressão (ou seja, válvulas fechadas), a Lei de Boyles se aplica.

O único espaço em que a lei de Boyle se aplica em relação à respiração é a cavidade pleural que é fechada e, portanto, experimenta mudanças de pressão / volume à medida que os pulmões se expandem e contraem.

Em repouso, a experiência dos pulmões o fluxo de fluido com um volume crescente / decrescente, mas como estão abertos para a atmosfera estática, há mudanças de fluxo / massa e não mudanças de pressão / volume, como afirma Boyles Law.

Um balão subindo na atmosfera e se expandindo é um exemplo da lei de Boyles porque o balão está selado.

Não há fluxo de gás dentro ou fora..

Veja o link aqui:

Aqui está um bom exemplo que eu encontrei na lei de Boyle e pressões intra e extrapulmonares durante a respiração.

Então, digamos que começamos com um volume pulmonar de 2400 mL - isso é chamado de capacidade residual funcional, e uma pressão intrapulmonar igual a pressão atmosférica - 760 mmHg. Agora um 500 mL a respiração é tomada, o que trará o volume dos pulmões para 2900 mL.

Se você configurar a equação para a lei de Boyle, você terá

# P_1V_1 = P_2V_2 #, Onde

# V_1 # - volume inicial dos pulmões;

# P_1 # - a pressão intrapulmonar inicial;

# V_2 # - o volume dos pulmões após um 500 mL a respiração é tomada;

Resolvendo para # P_2 #, a pressão intrapulmonar após a inspiração, você teria

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

Aumento do volume, diminuição da pressão. A diferença calculada entre # P_1 # e # P_2 # seria

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

No entanto, isso não é o que é medido; a queda real na pressão é de aproximadamente 1 mmHg, e isso até que a pressão iguale novamente com a pressão atmosférica.

Então, o volume é expandido, a pressão cai e o ar começa a fluir para os pulmões; mas a queda de pressão intrapulmonar está longe do valor que teria dado a um anexo sistema.