A diferencia de los planetas fríos y calientes de nuestro sistema solar, en el planeta Tierra existen condiciones que permiten la vida en cierta forma. Una de las principales condiciones es la composición de la atmósfera, que da a todos los seres vivos la oportunidad de respirar libremente y protege de las radiaciones mortales que reinan en el espacio.
¿De qué está hecha la atmósfera?
La atmósfera de la Tierra está formada por muchos gases. Básicamente la que ocupa el 77%. El gas, sin el cual es impensable la vida en la Tierra, ocupa un volumen mucho menor, el contenido de oxígeno en el aire es el 21% del volumen total de la atmósfera. El último 2% es una mezcla de varios gases, incluidos argón, helio, neón, criptón y otros.
La atmósfera de la Tierra se eleva a una altura de 8.000 km. El aire respirable sólo existe en la capa inferior de la atmósfera, en la troposfera, que alcanza los 8 km en los polos hacia arriba y los 16 km sobre el ecuador. A medida que aumenta la altitud, el aire se vuelve más delgado y se agota más oxígeno. Para considerar qué contenido de oxígeno en el aire está en diferente altura, pongamos un ejemplo. En la cima del Everest (altitud 8848 m), el aire contiene este gas 3 veces menos que sobre el nivel del mar. Por lo tanto, los conquistadores de los picos de las altas montañas, los escaladores, solo pueden subir a su cima con máscaras de oxígeno.
El oxígeno es la principal condición para la supervivencia en el planeta.
Al comienzo de la existencia de la Tierra, el aire que la rodeaba no tenía este gas en su composición. Esto era bastante adecuado para la vida de las moléculas unicelulares más simples que flotaban en el océano. No necesitaban oxígeno. El proceso se inició hace unos 2 millones de años, cuando los primeros organismos vivos, como consecuencia de la reacción de la fotosíntesis, empezaron a emitir pequeñas dosis de este gas obtenido como consecuencia de la reacciones químicas, primero en el océano, luego en la atmósfera. La vida evolucionó en el planeta y tomó una variedad de formas, la mayoría de las cuales no han sobrevivido hasta nuestros días. Algunos organismos finalmente se adaptaron a la vida con el nuevo gas.
Aprendieron a usar su poder de manera segura dentro de la célula, donde actuó como una planta de energía, para extraer energía de los alimentos. Esta forma de usar el oxígeno se llama respiración, y lo hacemos cada segundo. Fue la respiración lo que hizo posible el surgimiento de organismos y personas más complejos. Durante millones de años, el contenido de oxígeno en el aire se ha disparado hasta nivel moderno- alrededor del 21%. La acumulación de este gas en la atmósfera contribuyó a la creación de la capa de ozono a una altura de 8-30 km de la superficie terrestre. Al mismo tiempo, el planeta recibió protección de los efectos nocivos de rayos ultravioleta. La evolución posterior de las formas de vida en el agua y en la tierra aumentó rápidamente como resultado del aumento de la fotosíntesis.
vida anaeróbica
Aunque algunos organismos se han adaptado a los crecientes niveles de gas que se liberan, muchas de las formas de vida más simples que existían en la Tierra han desaparecido. Otros organismos sobrevivieron escondiéndose del oxígeno. Algunos de ellos hoy viven en las raíces de las legumbres, utilizando nitrógeno del aire para construir aminoácidos para las plantas. El organismo mortal botulismo es otro "refugiado" del oxígeno. Sobrevive tranquilamente en envases al vacío con alimentos enlatados.
¿Qué nivel de oxígeno es óptimo para la vida?
Los bebés prematuros, cuyos pulmones aún no están completamente abiertos para respirar, caen en incubadoras especiales. En ellos, el contenido de oxígeno en el aire es mayor en volumen, y en lugar del 21% habitual, aquí se establece su nivel de 30-40%. Los niños pequeños con problemas respiratorios graves están rodeados de aire con niveles de oxígeno al 100 % para evitar daños en el cerebro del niño. Estar en tales circunstancias mejora el régimen de oxígeno de los tejidos que se encuentran en estado de hipoxia, y normaliza sus funciones vitales. Pero su cantidad excesiva en el aire es tan peligrosa como la falta de ella. Demasiado oxígeno en la sangre de un niño puede dañar los vasos sanguíneos de los ojos y causar pérdida de la visión. Esto muestra la dualidad de las propiedades del gas. Debemos respirarlo para vivir, pero su exceso a veces puede convertirse en un veneno para el cuerpo.
Proceso de oxidación
Cuando el oxígeno se combina con hidrógeno o carbono, tiene lugar una reacción llamada oxidación. Este proceso hace que las moléculas orgánicas que son la base de la vida se descompongan. En el cuerpo humano, la oxidación procede de la siguiente manera. Los glóbulos rojos recogen el oxígeno de los pulmones y lo transportan por todo el cuerpo. Hay un proceso de destrucción de las moléculas de los alimentos que comemos. Este proceso libera energía, agua y dióxido de carbono. Este último es excretado por las células sanguíneas de regreso a los pulmones y lo exhalamos al aire. Una persona puede asfixiarse si se le impide respirar durante más de 5 minutos.
Aliento
Considere el contenido de oxígeno en el aire que respiramos. El aire atmosférico que entra a los pulmones desde el exterior cuando se inhala se llama inhalado, y el aire que sale a través de sistema respiratorio al exhalar, - exhalado.
Es una mezcla de aire que llena los alvéolos con el que está en las vías respiratorias. Composición química aire que una persona sana inhala y exhala vivos, prácticamente no cambia y se expresa mediante tales números.
El oxígeno es el principal constituyente del aire para la vida. Los cambios en la cantidad de este gas en la atmósfera son pequeños. Si en el mar el contenido de oxígeno en el aire contiene hasta un 20,99%, incluso en el aire muy contaminado de las ciudades industriales, su nivel no cae por debajo del 20,5%. Tales cambios no revelan efectos en el cuerpo humano. Los trastornos fisiológicos aparecen cuando el porcentaje de oxígeno en el aire cae al 16-17%. Al mismo tiempo, hay uno claro que conduce a una fuerte caída de la actividad vital, y con un contenido de oxígeno en el aire del 7-8%, es posible un resultado letal.
Atmósfera en diferentes épocas.
La composición de la atmósfera siempre ha influido en la evolución. En diferentes momentos geológicos, debido a desastres naturales, se observaron subidas o bajadas en el nivel de oxígeno, y esto supuso un cambio en el biosistema. Hace aproximadamente 300 millones de años, su contenido en la atmósfera ascendió al 35%, mientras el planeta estaba habitado por insectos. tamaño gigante. La mayor extinción de seres vivos en la historia de la Tierra ocurrió hace unos 250 millones de años. Durante el mismo murieron más del 90% de los habitantes del océano y el 75% de los habitantes de la tierra. Una versión de la extinción masiva dice que el bajo contenido de oxígeno en el aire fue el culpable. La cantidad de este gas ha descendido al 12% y se encuentra en la baja atmósfera hasta una altura de 5300 metros. En nuestra era, el contenido de oxígeno en aire atmosférico alcanza el 20,9%, que es un 0,7% inferior al de hace 800 mil años. Estas cifras han sido confirmadas por científicos de Universidad de Princeton que examinó muestras de Groenlandia y Hielo atlántico formado en ese momento. El agua congelada salvó las burbujas de aire, y este hecho ayuda a calcular el nivel de oxígeno en la atmósfera.
¿Cuál es su nivel en el aire?
La absorción activa de la misma desde la atmósfera puede ser causada por el movimiento de los glaciares. A medida que se alejan, revelan vastas áreas de capas orgánicas que consumen oxígeno. Otra razón puede ser el enfriamiento de las aguas del Océano Mundial: sus bacterias durante baja temperatura tomar más oxígeno. Los investigadores argumentan que el salto industrial y con él la quema de una enorme cantidad de combustible no tiene un impacto especial. Los océanos del mundo se han estado enfriando durante 15 millones de años, y la cantidad de materia vital en la atmósfera ha disminuido independientemente del impacto humano. Probablemente hay algunos procesos naturales, lo que lleva a que el consumo de oxígeno sea mayor que su producción.
Impacto humano en la composición de la atmósfera.
Hablemos de la influencia del hombre en la composición del aire. El nivel que tenemos hoy es ideal para los seres vivos, el contenido de oxígeno en el aire es del 21%. El balance de éste y otros gases se determina ciclo vital en la naturaleza: los animales exhalan dióxido de carbono, las plantas lo utilizan y liberan oxígeno.
Pero no hay garantía de que este nivel sea siempre constante. La cantidad de dióxido de carbono liberado a la atmósfera está aumentando. Esto se debe al uso de combustible por parte de la humanidad. Y, como saben, se formó a partir de fósiles. origen orgánico y se libera dióxido de carbono al aire. Mientras tanto, lo más plantas grandes de nuestro planeta, los árboles están siendo destruidos a un ritmo cada vez mayor. Kilómetros de bosque desaparecen en un minuto. Esto significa que parte del oxígeno del aire está cayendo poco a poco y los científicos ya están dando la voz de alarma. La atmósfera terrestre no es una despensa ilimitada y el oxígeno no entra desde el exterior. Se ha desarrollado todo el tiempo junto con el desarrollo de la Tierra. Hay que recordar constantemente que este gas es producido por la vegetación en el proceso de fotosíntesis debido al consumo de dióxido de carbono. Y cualquier reducción significativa de la vegetación en forma de deforestación reduce inevitablemente la entrada de oxígeno a la atmósfera, alterando así su equilibrio.
El aire es mezcla natural varios gases. Sobre todo, contiene elementos como nitrógeno (alrededor del 77%) y oxígeno, menos del 2% son argón, dióxido de carbono y otros gases inertes.
El oxígeno, u O2, es el segundo elemento de la tabla periódica y el componente más importante, sin el cual difícilmente existiría la vida en el planeta. Él participa en varios procesos del que dependen todos los seres vivos.
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Composición del aire
O2 realiza la función procesos oxidativos en el cuerpo humano, que te permiten liberar energía para la vida normal. En reposo, el cuerpo humano requiere alrededor de 350 mililitros de oxígeno, con severo actividad física este valor aumenta de tres a cuatro veces.
¿Qué porcentaje de oxígeno hay en el aire que respiramos? la norma es 20,95% . El aire exhalado contiene menos O2 - 15,5-16%. La composición del aire exhalado también incluye dióxido de carbono, nitrógeno y otras sustancias. Una disminución posterior en el porcentaje de oxígeno conduce a un mal funcionamiento, y un valor crítico de 7-8% provoca desenlace fatal.
De la tabla se puede entender, por ejemplo, que el aire exhalado contiene mucho nitrógeno y elementos adicionales, y aquí O2 solo 16,3%. El contenido de oxígeno del aire inhalado es de aproximadamente 20,95%.
Es importante entender qué es un elemento como el oxígeno. O2 - el más común en la tierra elemento químico que es incoloro, inodoro e insípido. Realiza la función más importante de oxidación en.
Sin el octavo elemento de la tabla periódica no puedo conseguir fuego. El oxígeno seco mejora la electricidad y propiedades protectoras películas, para reducir su carga espacial.
Este elemento está contenido en los siguientes compuestos:
- Silicatos: contienen aproximadamente un 48 % de O2.
- (marina y fresca) - 89%.
- Aire - 21%.
- Otros compuestos en la corteza terrestre.
El aire contiene no sólo sustancias gaseosas, sino también vapores y aerosoles y diversos contaminantes. Puede ser polvo, suciedad u otros desechos pequeños. Contiene microbios que puede causar diversas enfermedades. Influenza, sarampión, tos ferina, alérgenos y otras enfermedades: esta es solo una pequeña lista consecuencias negativas, que aparecen cuando la calidad del aire se deteriora y aumenta el nivel de bacterias patógenas.
El porcentaje de aire es la cantidad de todos los elementos que lo componen. Es más conveniente mostrar claramente en qué consiste el aire, así como el porcentaje de oxígeno en el aire, en el diagrama.
El diagrama muestra qué gas contiene más en el aire. Los valores dados en él serán ligeramente diferentes para el aire inhalado y exhalado.
Diagrama - relación de aire.
Hay varias fuentes a partir de las cuales se forma el oxígeno:
- Plantas. Incluso desde el curso de biología de la escuela, se sabe que las plantas liberan oxígeno cuando absorben dióxido de carbono.
- Descomposición fotoquímica del vapor de agua. El proceso se observa bajo la acción. radiación solar en la capa superior atmósfera.
- Mezcla de corrientes de aire en las capas atmosféricas inferiores.
Las funciones del oxígeno en la atmósfera y para el cuerpo.
Para una persona, el llamado presión parcial, que el gas podría producir si ocupara todo el volumen ocupado de la mezcla. La presión parcial normal a 0 metros sobre el nivel del mar es 160 milímetros columna de mercurio . Un aumento en la altitud provoca una disminución en la presión parcial. Este indicador es importante, ya que de él depende el suministro de oxígeno a todos los órganos importantes.
El oxígeno se usa a menudo para tratamiento varias enfermedades . Cilindros de oxígeno, los inhaladores ayudan a los órganos humanos a funcionar normalmente en presencia de falta de oxígeno.
¡Importante! La composición del aire está influenciada por muchos factores, respectivamente, el porcentaje de oxígeno puede cambiar. La situación medioambiental negativa conduce a un deterioro de la calidad del aire. En megaciudades y grandes asentamientos urbanos, la proporción de dióxido de carbono (CO2) será mayor que en pequeños asentamientos o en bosques y áreas protegidas. La altitud también tiene una gran influencia: el porcentaje de oxígeno será menor en las montañas. Podemos considerar el siguiente ejemplo: en el Monte Everest, que alcanza una altura de 8,8 km, la concentración de oxígeno en el aire será 3 veces menor que en las tierras bajas. Para una estadía segura en los picos de alta montaña, debe usar máscaras de oxígeno.
La composición del aire ha cambiado a lo largo de los años. Los procesos evolutivos, los desastres naturales han provocado cambios en, por lo tanto, disminución del porcentaje de oxígeno requerido para operación normal bioorganismos Se pueden considerar varias etapas históricas:
- era prehistórica En ese momento, la concentración de oxígeno en la atmósfera era alrededor del 36%.
- hace 150 años O2 ocupado 26% de la composición total del aire.
- En la actualidad, la concentración de oxígeno en el aire es poco menos del 21%.
El desarrollo posterior del mundo circundante puede conducir a un cambio adicional en la composición del aire. Es poco probable que en un futuro previsible la concentración de O2 sea inferior al 14 %, ya que esto provocaría alteración del cuerpo.
¿A qué se debe la falta de oxígeno?
La ingesta baja se observa con mayor frecuencia en vehículos cargados, habitaciones mal ventiladas o en altura . La disminución de los niveles de oxígeno en el aire puede causar Influencia negativa en el cuerpo. Los mecanismos se agotan la mayor influencia expuesto sistema nervioso. Hay varias razones por las que el cuerpo sufre de hipoxia:
- Deficiencia de sangre. llamado en caso de envenenamiento monóxido de carbono . Esta situación reduce el componente de oxígeno de la sangre. Esto es peligroso porque la sangre deja de entregar oxígeno a la hemoglobina.
- deficiencia circulatoria. Es posible con diabetes, insuficiencia cardiaca. En tal situación, el transporte de sangre empeora o se vuelve imposible.
- Los factores histotóxicos que afectan al organismo pueden provocar la pérdida de la capacidad de absorción de oxígeno. Surge en caso de envenenamiento o debido a una fuerte exposición.
Según una serie de síntomas, se puede entender que el cuerpo necesita O2. Ante todo aumento de la frecuencia respiratoria. También aumenta la frecuencia cardíaca. Estas funciones protectoras están diseñadas para suministrar oxígeno a los pulmones y proporcionarles sangre y tejidos.
La falta de oxígeno provoca dolores de cabeza, aumento de la somnolencia, deterioro de la concentración. Los casos aislados no son tan terribles, son bastante fáciles de corregir. Para normalizar la insuficiencia respiratoria, el médico prescribe medicamentos broncodilatadores y otros medicamentos. Si la hipoxia adopta formas graves, como pérdida de la coordinación de una persona o incluso un estado comatoso el tratamiento se vuelve más difícil.
Si se encuentran síntomas de hipoxia, es importante consulte a un médico inmediatamente y no automedicarse, ya que el uso de uno u otro producto medicinal depende de la causa de la infracción. Ayudas para casos leves tratamiento con mascara de oxigeno y almohadas, la hipoxia sanguínea requiere una transfusión de sangre, y la corrección de las causas circulares solo es posible con cirugía en el corazón o los vasos sanguíneos.
El increíble viaje del oxígeno por nuestro cuerpo
Conclusión
El oxígeno es lo más importante. componente de aire, sin la cual es imposible llevar a cabo muchos procesos en la Tierra. Composición del aire cambió durante decenas de miles de años debido a procesos evolutivos, pero ahora la cantidad de oxígeno en la atmósfera ha alcanzado el valor al 21%. La calidad del aire que respira una persona. afecta su salud por lo tanto, es necesario controlar su limpieza en la habitación y tratar de reducir la contaminación ambiental.
Dado en la Tabla. 1.1 La composición del aire atmosférico sufre varios cambios en los espacios cerrados. En primer lugar, cambia el porcentaje de componentes obligatorios individuales y, en segundo lugar, aparecen componentes adicionales no característicos. aire limpio impurezas En este párrafo, discutiremos los cambios en la composición del gas y sus desviaciones permisibles de lo normal.
Los gases más importantes para la vida humana son el oxígeno y el dióxido de carbono, que intervienen en el intercambio gaseoso de una persona con el medio ambiente. Este intercambio de gases tiene lugar principalmente en los pulmones humanos durante la respiración. El intercambio de gases que se produce a través de la superficie de la piel es unas 100 veces menor que a través de los pulmones, ya que la superficie del cuerpo de un adulto es de aproximadamente 1,75 m2 y la superficie de los alvéolos de los pulmones es de unos 200 m2. El proceso de respiración va acompañado de la formación de calor en el cuerpo humano en una cantidad de 4,69 a 5,047 (en promedio 4,879) kcal por 1 litro de oxígeno absorbido (que se convierte en dióxido de carbono). Cabe señalar que solo se absorbe una pequeña parte del oxígeno contenido en el aire inhalado (aproximadamente un 20%). Entonces, si en el aire atmosférico hay aproximadamente un 21% de oxígeno, entonces en el aire exhalado por una persona será aproximadamente un 17%. Por lo general, la cantidad de dióxido de carbono exhalado es menor que la cantidad de oxígeno absorbido. La relación entre la cantidad de dióxido de carbono emitida por una persona y el oxígeno absorbido se denomina coeficiente respiratorio (RC), que suele oscilar entre 0,71 y 1. Sin embargo, si una persona se encuentra en un estado de fuerte excitación o realiza un trabajo muy duro , la ROC puede ser incluso mayor que uno.
La cantidad de oxígeno necesaria para que una persona mantenga una actividad vital normal depende principalmente de la intensidad del trabajo que realiza y está determinada por el grado de tensión nerviosa y muscular. La asimilación de oxígeno por la sangre ocurre mejor a una presión parcial de alrededor de 160 mm Hg. Art., que en presión atmosférica 760 mmHg Arte. corresponde al porcentaje normal de oxígeno en el aire atmosférico, es decir, 21%.
Debido a la capacidad del cuerpo humano para adaptarse, se puede observar una respiración normal incluso con cantidades más pequeñas de oxígeno.
Si la reducción en el contenido de oxígeno en el aire ocurre debido a gases inertes (por ejemplo, nitrógeno), entonces es posible una disminución significativa en la cantidad de oxígeno, hasta un 12%.
Sin embargo, en espacios cerrados, una disminución en el contenido de oxígeno no se acompaña de un aumento en la concentración de gases inertes, sino de la acumulación de dióxido de carbono. En estas condiciones, el contenido mínimo de oxígeno máximo permisible en el aire debería ser mucho mayor. Usualmente, el contenido de oxígeno igual al 17% en volumen se toma como la norma para esta concentración. En general, en interiores, el porcentaje de oxígeno nunca baja a este nivel, ya que la concentración de dióxido de carbono alcanza mucho antes el valor límite. Por lo tanto, es prácticamente más importante establecer el límite normas permitidas contenido en espacios cerrados no es oxígeno, sino dióxido de carbono.
El dióxido de carbono CO2 es un gas incoloro con una débil sabor agrio y olor; es 1,52 veces más pesado que el aire, ligeramente venenoso. La acumulación de dióxido de carbono en el aire interior provoca dolores de cabeza, mareos, debilidad, pérdida de sensibilidad e incluso pérdida del conocimiento.
Se cree que en el aire atmosférico la cantidad de dióxido de carbono es del 0,03% en volumen. Esto es cierto para las zonas rurales. En el aire grande centros industriales su contenido suele ser mayor. Para los cálculos se toma una concentración de 0,04%. El aire exhalado por una persona contiene aproximadamente un 4% de dióxido de carbono.
Sin consecuencias perjudiciales para el cuerpo humano, se pueden tolerar concentraciones de dióxido de carbono muy superiores al 0,04 % en el aire interior.
El valor de la concentración máxima permitida de dióxido de carbono depende de la duración de la estancia de las personas en un espacio cerrado en particular y del tipo de ocupación. Por ejemplo, para refugios sellados, cuando en ellos se alojan personas sanas por un período no mayor a 8 horas, se puede tomar como norma del 2% la concentración máxima permisible de CO2. Con una estancia corta de personas, esta tasa puede incrementarse. La posibilidad de que una persona permanezca en un ambiente con concentraciones elevadas de dióxido de carbono se debe a la capacidad del cuerpo humano para adaptarse a diferentes condiciones. A una concentración de CO2 superior al 1%, una persona comienza a inhalar una cantidad significativamente mayor de aire. Por lo tanto, a una concentración de CO2 del 3%, la respiración se duplica incluso en reposo, lo que en sí mismo no causa consecuencias negativas notables durante una estancia relativamente corta en el aire de una persona. Si una persona permanece en una habitación con una concentración de CO2 del 3% durante un tiempo suficientemente largo (3 o más días), corre el riesgo de perder el conocimiento.
Cuando las personas permanecen en habitaciones selladas durante mucho tiempo y cuando las personas realizan uno u otro trabajo, el valor de la concentración máxima permitida de dióxido de carbono debe ser significativamente inferior al 2%. Puede fluctuar de 0.1 a 1%. Un contenido de dióxido de carbono del 0,1 % también se puede considerar aceptable para locales ordinarios no presurizados de edificios y estructuras para diversos fines. Se debe prescribir una concentración más baja de dióxido de carbono (del orden de 0.07-0.08) solo para las instalaciones de instituciones médicas e infantiles.
Como quedará claro a continuación, los requisitos para el contenido de dióxido de carbono en el aire de las instalaciones de los edificios de tierra se cumplen fácilmente si las fuentes de su liberación son personas. De lo contrario, la pregunta es cuándo se acumula dióxido de carbono en locales industriales como resultado de algunos procesos tecnológicos que ocurre, por ejemplo, en levaduras, cervecerías, talleres de hidrólisis. En este caso, se toma el 0,5% como la concentración máxima permitida de dióxido de carbono.
aire atmosférico, que una persona inhala mientras está al aire libre (o en habitaciones bien ventiladas), contiene 20,94 % de oxígeno, 0,03 % de dióxido de carbono, 79,03 % de nitrógeno. En espacios cerrados llenos de gente, el porcentaje de dióxido de carbono en el aire puede ser ligeramente superior.
aire exhalado contiene una media de 16,3 % de oxígeno, 4 % de dióxido de carbono, 79,7 % de nitrógeno (estas cifras se dan en términos de aire seco, es decir, excluyendo el vapor de agua, que siempre está saturado con el aire exhalado).
Composición del aire exhalado muy voluble; depende de la intensidad del metabolismo del cuerpo y del volumen de ventilación pulmonar. Vale la pena hacer algunos movimientos de respiración profunda o, por el contrario, contener la respiración para que cambie la composición del aire exhalado.
El nitrógeno no participa en el intercambio de gases, sin embargo, el porcentaje de nitrógeno en el aire visible es varias décimas porcentuales mayor que en el aire inhalado. El caso es que el volumen de aire exhalado es algo menor que el volumen de aire inhalado, y por tanto la misma cantidad de nitrógeno, repartida en menor volumen, da un mayor porcentaje. El menor volumen de aire exhalado en comparación con el volumen de aire inhalado se debe al hecho de que se libera un poco menos de dióxido de carbono que el oxígeno que se absorbe (parte del oxígeno absorbido se usa en el cuerpo para hacer circular los compuestos que se excretan del cuerpo con orina y sudor).
aire alveolar se diferencia del exhalado por un gran porcentaje de no ácido y un menor porcentaje de oxígeno. En promedio, la composición del aire alveolar es la siguiente: oxígeno 14,2-14,0%, dióxido de carbono 5,5-5,7%, nitrógeno alrededor del 80%.
Definición composición del aire alveolar importante para comprender el mecanismo de intercambio de gases en los pulmones. Holden propuso un método simple para determinar la composición del aire alveolar. Después de una inhalación normal, el sujeto exhala lo más profundamente posible a través de un tubo de 1-1,2 m de largo y 25 mm de diámetro. Las primeras porciones de aire exhalado que salen por el tubo contienen el aire del espacio dañino; las últimas porciones que quedan en el tubo contienen aire alveolar. Para el análisis, se introduce aire en el receptor de gas desde la parte del tubo que está más cerca de la boca.
La composición del aire alveolar varía algo dependiendo de si la muestra de aire se tomó para el análisis a la altura de la inhalación o la exhalación. Si realiza una espiración rápida, corta e incompleta al final de una inspiración normal, la muestra de aire reflejará la composición del aire alveolar después de llenar los pulmones con aire respiratorio, es decir, durante la inspiración. Si respira profundamente después de una exhalación normal, la muestra reflejará la composición del aire alveolar durante la exhalación. Está claro que en el primer caso, el porcentaje de dióxido de carbono será algo menor, y el porcentaje de oxígeno será algo mayor que en el segundo. Esto se puede ver en los resultados de los experimentos de Holden, quien descubrió que el porcentaje de dióxido de carbono en el aire alveolar al final de la inspiración es en promedio de 5,54 y al final de la espiración: 5,72.
Por lo tanto, existe una diferencia relativamente pequeña en el contenido de dióxido de carbono en el aire alveolar durante la inhalación y la exhalación: solo 0,2-0,3%. Esto se debe en gran parte al hecho de que durante la respiración normal, como se mencionó anteriormente, solo se renueva 1/7 del volumen de aire en los alvéolos pulmonares. La constancia relativa de la composición del aire alveolar es de gran importancia fisiológica, como se explicará más adelante.
Todos sabemos muy bien que sin aire en la tierra no vivirá ni uno solo. criatura. El aire es vital para todos nosotros. Todos, desde niños hasta adultos, saben que es imposible sobrevivir sin aire, pero no todos saben qué es el aire y en qué consiste. Así, el aire es una mezcla de gases que no se puede ver ni tocar, pero todos sabemos perfectamente que está a nuestro alrededor, aunque prácticamente no lo notemos. Para llevar a cabo la investigación de una naturaleza diferente, incluso, es posible en nuestro laboratorio.
Solo podemos sentir el aire cuando sentimos viento fuerte o estamos cerca del ventilador. En qué consiste el aire, y consiste en nitrógeno y oxígeno, y solo una pequeña parte de argón, agua, hidrógeno y dióxido de carbono. Si consideramos la composición del aire como un porcentaje, entonces el nitrógeno es 78.08 por ciento, oxígeno 20.94%, argón 0.93 por ciento, dióxido de carbono 0.04 por ciento, neón 1.82 * 10-3 por ciento, helio 4.6 * 10-4 por ciento, metano 1.7 * 10 -4 por ciento, criptón 1,14*10-4 por ciento, hidrógeno 5*10-5 por ciento, xenón 8,7*10-6 por ciento, óxido nitroso 5*10-5 por ciento.
El contenido de oxígeno en el aire es muy alto porque es el oxígeno necesario para la vida del cuerpo humano. El oxígeno, que se observa en el aire durante la respiración, ingresa a las células del cuerpo humano y participa en el proceso de oxidación, como resultado de lo cual se libera la energía necesaria para la vida. Además, el oxígeno, que está en el aire, también se requiere para quemar combustible, que produce calor, así como para recibir energía mecánica en motores de combustión interna.
Los gases inertes también se extraen del aire durante la licuefacción. Cuánto oxígeno hay en el aire, si observa el porcentaje, entonces el oxígeno y el nitrógeno en el aire es del 98 por ciento. Sabiendo la respuesta a esta pregunta, surge otra, que sustancias gaseosas siguen formando parte del aire.
Entonces, en 1754, un científico llamado Joseph Black confirmó que el aire consiste en una mezcla de gases, y no en una sustancia homogénea, como se pensaba anteriormente. La composición del aire en la tierra incluye metano, argón, dióxido de carbono, helio, criptón, hidrógeno, neón, xenón. Vale la pena señalar que el porcentaje de aire puede variar ligeramente según el lugar donde viva la gente.
Desafortunadamente, en ciudades importantes la proporción de dióxido de carbono como porcentaje será mayor que, por ejemplo, en pueblos o bosques. Surge la pregunta de cuánto por ciento de oxígeno hay en el aire de las montañas. La respuesta es simple, el oxígeno es mucho más pesado que el nitrógeno, por lo que será mucho menor en el aire de las montañas, esto se debe a que la densidad del oxígeno disminuye con la altura.
La tasa de oxígeno en el aire.
Entonces, con respecto a la proporción de oxígeno en el aire, existen ciertos estándares, por ejemplo, para área de trabajo. Para que una persona pueda trabajar por completo, la norma de oxígeno en el aire es del 19 al 23 por ciento. Al operar equipos en empresas, es imperativo controlar la estanqueidad de los dispositivos, así como varias máquinas. Si, al probar el aire en una habitación donde trabajan personas, el indicador de oxígeno está por debajo del 19 por ciento, entonces es imperativo salir de la habitación y encender la ventilación de emergencia. Puede controlar el nivel de oxígeno en el aire en el lugar de trabajo invitando al laboratorio EcoTestExpress e investigando.
Definamos ahora qué es el oxígeno.
El oxígeno es elemento químico Según la tabla periódica de elementos de Mendeleev, el oxígeno no tiene olor, ni sabor, ni color. El oxígeno en el aire es esencial para la respiración humana, así como para la combustión, porque para nadie es un secreto que si no hay aire, ningún material se quemará. El oxígeno contiene una mezcla de tres nucleidos estables, números de masa que son 16, 17 y 18.
Entonces, el oxígeno es el elemento más común en la tierra, con respecto al porcentaje de oxígeno, el mayor porcentaje está en los silicatos, que es aproximadamente el 47,4 por ciento de la masa de sólido. la corteza terrestre. También en marina y aguas dulces Toda la tierra contiene una gran cantidad de oxígeno, a saber, el 88,8 por ciento, en cuanto a la cantidad de oxígeno en el aire, es solo el 20,95 por ciento. También cabe señalar que el oxígeno forma parte de más de 1500 compuestos en la corteza terrestre.
En cuanto a la producción de oxígeno, se obtiene separando el aire a temperaturas bajas. Este proceso se da de la siguiente manera, al principio comprimen el aire con la ayuda de un compresor, mientras comprimen el aire, este comienza a calentarse. aire comprimido dejen enfriar hasta la temperatura interior, y después del enfriamiento abastezcan su expansión libre.
Cuando se produce la expansión, la temperatura del gas comienza a caer bruscamente, después de que el aire se haya enfriado, su temperatura puede ser varias decenas de grados más baja que la temperatura ambiente, dicho aire se somete nuevamente a compresión y se elimina el calor liberado. Después de varias etapas de compresión y enfriamiento del aire, se realizan una serie de procedimientos como resultado de los cuales se separa el oxígeno puro sin impurezas.
Y aquí surge otra duda sobre cuál es más pesado el oxígeno o el dióxido de carbono. La respuesta es simplemente, por supuesto, que el dióxido de carbono será más pesado que el oxígeno. La densidad del dióxido de carbono es de 1,97 kg/m3, mientras que la densidad del oxígeno es de 1,43 kg/m3. En cuanto al dióxido de carbono, resulta que juega uno de los papeles principales en la vida de toda la vida en la tierra, y también tiene un impacto en el ciclo del carbono en la naturaleza. Se ha comprobado que el dióxido de carbono interviene en la regulación de la respiración, así como en la circulación sanguínea.
¿Qué es el dióxido de carbono?
Ahora definamos con más detalle qué es el dióxido de carbono y también denotemos la composición del dióxido de carbono. Entonces, el dióxido de carbono, en otras palabras, es dióxido de carbono, es un gas incoloro con un olor y sabor ligeramente agrio. En cuanto al aire, la concentración de dióxido de carbono en él es del 0,038 por ciento. propiedades físicas dióxido de carbono es que no existe en estado liquido a la presión atmosférica normal, pero cambia inmediatamente de un estado sólido a un estado gaseoso.
El dióxido de carbono en estado sólido también se llama hielo seco. Hasta la fecha, el dióxido de carbono es un participante calentamiento global. Producen dióxido de carbono al quemarse varias sustancias. Vale la pena señalar que en producción industrial el dióxido de carbono se bombea a los cilindros. El dióxido de carbono bombeado en cilindros se usa como extintor de incendios, así como en la producción de agua con gas, y también se usa en armas neumáticas. Y también en Industria de alimentos como conservante.
Composición del aire inhalado y exhalado
Ahora analicemos la composición del aire inhalado y exhalado. Primero, definamos qué es la respiración. La respiración es un proceso continuo complejo mediante el cual la composición gaseosa de la sangre se actualiza constantemente. La composición del aire que respiramos es 20,94 por ciento de oxígeno, 0,03 por ciento de dióxido de carbono y 79,03 por ciento de nitrógeno. Pero la composición del aire exhalado ya es solo 16,3 por ciento de oxígeno, tanto como 4 por ciento de dióxido de carbono y 79,7 por ciento de nitrógeno.
Se puede observar que el aire inhalado difiere del exhalado en el contenido de oxígeno, así como en la cantidad de dióxido de carbono. Estas son las sustancias que componen el aire que respiramos y exhalamos. Así, nuestro cuerpo se satura de oxígeno y libera al exterior todo el dióxido de carbono innecesario.
El oxígeno seco mejora las propiedades eléctricas y protectoras de las películas por la ausencia de agua, así como su compactación y reducción de la carga espacial. Además, el oxígeno seco en condiciones normales no puede reaccionar con el oro, el cobre o la plata. Gastar análisis químico es posible en nuestro laboratorio "EcoTestExpress" aire u otra investigación de laboratorio, incluso.
El aire es la atmósfera del planeta en el que vivimos. Y siempre nos queda la pregunta de qué forma parte del aire, la respuesta es simplemente un conjunto de gases, como ya se ha descrito anteriormente, qué gases y en qué proporción están en el aire. En cuanto al contenido de gases en el aire, aquí todo es fácil y simple, la relación porcentual para casi todas las áreas de nuestro planeta es la misma.
Composición y propiedades del aire.
El aire consiste no solo en una mezcla de gases, sino también en varios aerosoles y vapores. La composición porcentual del aire es la relación de nitrógeno a oxígeno y otros gases en el aire. Entonces, cuánto oxígeno hay en el aire, la respuesta simple es solo el 20 por ciento. Composición de componentes gas, en cuanto al nitrógeno, contiene la mayor parte de todo el aire, y vale la pena señalar que cuando Alta presión sanguínea el nitrógeno comienza a tener propiedades narcóticas.
Esto no es de poca importancia, porque cuando los buzos trabajan, a menudo tienen que trabajar a profundidades bajo una enorme presión. Ya se ha dicho mucho sobre el oxígeno, porque es de gran importancia para la vida humana en nuestro planeta. Vale la pena señalar que la inhalación de aire con mayor oxígeno por parte de una persona en un período corto no afecta negativamente a la persona misma.
Pero si una persona respira aire con aumento de nivel oxígeno durante mucho tiempo, dará lugar a la aparición de cambios patológicos en el cuerpo. Otro componente principal del aire, del que ya se ha hablado mucho, es el dióxido de carbono, y resulta que una persona no puede vivir sin él y sin oxígeno.
Si no hubiera aire en la tierra, entonces ningún organismo vivo podría vivir en nuestro planeta, y mucho menos funcionar de alguna manera. Desafortunadamente, en mundo moderno gran cantidad instalaciones industriales que contaminan nuestro aire tiempos recientes pidiendo cada vez más lo que necesita ser protegido medioambiente y mantener el aire limpio. Por lo tanto, se deben tomar mediciones frecuentes del aire para determinar qué tan limpio está. Si le parece que el aire de su habitación no es lo suficientemente limpio y hay factores externos a los que culpar, siempre puede ponerse en contacto con el laboratorio EcoTestExpress, que se encargará de todo. pruebas necesarias( , investigación ) y te dará una conclusión sobre la pureza del aire que respiras.
