气体内的运输过程
热力学-4.气体内的输运过程
. 输运系数的数量级 若已知气体分子的质量、有效直径(或碰撞
截面σ), 可以计算出在不同压强和温度条件下的 输运系数。
300K时N2的η =4.2×10-5Pa·s(实验:1.78×10-5Pa·s) 273K时Ar的κ =1.47×10-2W·m-1·K-1
(实验值1.67×10-2W·m-1·K-1)。
dz z0
D为扩散系数；(单位是米2/秒)
气体在非平衡态下的三种典型变化过程:
粘滞现象
——动量的传递
传热
——热量的传递
扩散
——质量的传递
三种输运现象宏观规律共同宏观特征:
它们都是由气体中的某一性质的不均匀分 布而引起的；
为了定量描述这不均匀性，分别采用了定 向流动的速率梯度、温度梯度和密度梯度；
第四章 气体内的输运过程
问题的提出
v 1.6 RT 470 m / s
讲台处的某类气体分子约需多长时间能 运动到你处？
t ~ 0.1秒 ??
矛盾
气体分子热运动平均速率高， 但气体扩散过程进行得相当慢。
设想下课后大家闭着眼睛往外走的情形…
分子速率虽高，但分子在运动中还要和 大量的分子碰撞。
2.69 10 25 m 3
(2)v 1.60 RT /
1.60 8.31 273 / 29 103 448 m s1
(3)Z 2 d 2 nv
1.41 3.14 (3.510 10 )2 2.69 10 25 448 6.54 10 9 s1
)
z0
dS
1 nmv
3
df
(
du dz
)
z0
体内气体的交换和运输-PPT
5
2、组织内的气体交换
（1）交换部位 组织细胞、体毛细血管
（2）交换条件 —浓度差
体毛细血管O2浓度 >组织细胞内O2浓度 体毛细血管CO2浓度<组织细胞内CO2浓度
6
（3）交换过程
体毛细血管 氧气O2 组织细胞
二氧化碳CO2
（4）交换结果 动脉血 静脉血
7
氧气:由红细胞血红蛋白
载
体 二氧化碳：部分由红细胞携带， 大部分溶于血浆
12
动动脑
思考1、溺水死亡是呼吸的哪一个环节发 生障碍？对溺水者施行人工呼吸以前，为 什么先要清除口、鼻内的污物，并进行控 水（如右图）
是呼吸的第一个环节——肺的通气发生障碍， 最后导致全身缺氧而溺死； 保证呼吸道通畅，使肺（和胃）内的积水流出， 有利于肺的通气。
13
练习：填空 呼吸的全过程
（ 呼吸）运动
1
肺泡内的气体交换 ——指肺泡与血液 之间的气体交换
组织里的气体交换 ——指组织细胞与血 液之间的气体交换
问题：肺泡内的氧气怎样到达肺毛细血管， 血液里的二氧化碳如何进入肺泡？
2
（一）气体交换的原理—扩散作用
观察：演示实验及图片 思考：
1、老师在教室前面喷少量的 香水，为什么教室后面的同 学能闻到有香味？ 2、妈妈在厨房里炒菜，在书 房里的小朋友为什么能嗅到 炒菜的香味？
综上所述：呼吸就是指人体 与外界进行气体交换的过程
8
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小
9
总结：外界空气中的氧气到达全身组
织细胞的大致过程
肺的通气 肺泡内的气体交换
气体在血液里的运输
组织里的气体交换
组织
细胞
气力运输——第三讲
ΔP混升= ΔP纯（1+Kμ0 ）+ΔP升
（12-24)
式中： ΔP升----是空气和物料提升,势能增大引起的压
损。
∵ (G气+G物) h = ΔP升Q ∴ ΔP升= (G气h +G物h)/Q 上下乘以 γ气
γ = G气 气 h/Q •γ气 + G物γ气 h/Q •γ气
μ= 用
G物/Q •γ气代入： G气= Q •γ气
一般 ：
ξ三通 = 0.15
ΔH1=ξ1• γv1²/2g
(pa)
ΔH2=ξ2• γv2²/2g
(pa)
（3）突扩管、突缩管的局部阻力
当气流在管道内流过一个 突然扩大或突然缩小的接 头时，会产生涡流，因而 有局部阻力。
ξ然缩小管的局部 阻力，可以把它们改为渐 扩管或渐缩管。
3.1.3 混合气流在直立管道内的速度
为了能够在气流输送管的直 立管段内由下向上输送散碎物料， 就要求在此直立管段内，气流的 速度要大于被吹送的物料的悬浮 速度。
悬浮速度的含义：将物料颗粒置于直立管段内， 自下而上地通过气流，此时，物料颗粒则处于二 种力的作用下，一种是物料颗粒的本身重力与空 气浮力之差(mg—γav)，此力使物料颗粒“下 降”；一种是空气动力(p)，此力使物料颗粒上 升。当作用在物料颗粒上的此二种力相平衡时， 物料颗粒就悬浮在某一高度处，既不上升也不下 降，并脱离管壁，则此时的空气速度称为该物料 颗粒的悬浮速度。
从实际应用来说：管系的速度取决于易堵塞处， 垂直管从来不堵，堵塞一般发生在弯头、三通 等局部阻力处，所以这样的方法并不太适用。 我们在生产时需要的是不堵塞速度，或者说是 畅通速度。
V畅通 可以由实验风机实测。也可以由生产实践 决定。
呼吸系统的气体运输与交换
呼吸系统的气体运输与交换呼吸系统是人体的重要系统之一，主要功能是进行气体运输与交换。
呼吸系统包括呼吸道和肺部，在这个系统中，气体在身体内的各个部位进行输送和交换，以满足身体的需求。
本文将探讨呼吸系统中的气体运输和交换过程，以及与之相关的一些重要概念。
1. 气体运输过程气体运输是指通过呼吸系统将氧气和二氧化碳等气体从外界输送到身体的各个部位，或从身体运送出来的过程。
呼吸系统主要通过呼吸道和肺部完成这一过程。
1.1 呼吸道呼吸道分为上呼吸道和下呼吸道。
上呼吸道包括鼻腔、咽部和喉部，主要起到滤除空气中的微粒和过滤空气的作用。
下呼吸道包括气管、支气管和肺泡，是气体交换的主要场所。
1.2 肺部肺部是呼吸系统中最重要的器官，是气体运输和交换的场所。
在肺部，氧气通过呼吸道进入肺泡，经过肺泡膜进入血液，与血红蛋白结合形成氧合血红蛋白，然后被输送到全身各个组织和器官供氧。
同时，二氧化碳从组织和器官中运输到肺部，再通过肺泡膜排出体外。
2. 气体交换过程气体交换是指在肺泡和毛细血管之间进行的氧气和二氧化碳的交换。
这种交换依靠着肺泡和毛细血管壁的特殊结构和气体的浓度梯度。
2.1 肺泡结构肺泡是呼吸道的最小功能单位，肺部内包含着数以亿计的肺泡。
肺泡的壁面积大，同时肺泡壁上有大量的毛细血管，形成了丰富的血气屏障。
这种特殊的结构使氧气和二氧化碳能够快速地交换。
2.2 气体交换原理气体交换通过肺泡和毛细血管壁上的血气屏障进行。
在吸氧时，氧气从肺泡中通过血气屏障进入毛细血管，结合血红蛋白形成氧合血红蛋白；而二氧化碳则从毛细血管中通过血气屏障进入肺泡，然后被呼出体外。
3. 相关概念在呼吸系统的气体运输与交换过程中，一些相关的概念需要了解。
3.1 呼吸频率呼吸频率是指每分钟呼吸的次数。
正常成年人的呼吸频率大约在12-20次/分钟，通常会因个体差异、年龄、运动状态等因素而有所变化。
3.2 肺活量肺活量是指人在不同呼吸阶段，能够吸入或呼出的气体量。
第三章-气体的迁移过程
气体的内摩擦数系
dv dL = η ds dz
“一”号表示动量传递的方向与速度梯度方向相反。 一 号表示动量传递的方向与速度梯度方向相反。 设垂直于z轴安置两个平行板， 设垂直于z轴安置两个平行板，处于原点的一块静
止不动，上面的一块以一定速度沿y方向运动。 止不动，上面的一块以一定速度沿y方向运动。 两板间的气体流速u 两板间的气体流速u沿z方向有一陡度，即u=u(z)。 方向有一陡度， u=u(z)。 故分子携带的物理量，如为动量g=mu(z) 故分子携带的物理量，如为动量g=mu(z) 单位时间通过z=z 假象平面单位面积y方向 单位时间通过 0假象平面单位面积 方向 动量的净输运量为
mkT
π
关于内摩擦系数的讨论
λ d 气体的内摩擦系数与与n(或P)无关 气体的内摩擦系数与与n(或P)无关 n(
随气体分子密度n的增大 分子碰撞的频率增加， 的增大， ① 随气体分子密度 的增大，分子碰撞的频率增加，参与动量迁移的分子 数目增多， 数目增多， 减少，每个分子每次碰撞传递的动量亦减少， ② 但λ减少，每个分子每次碰撞传递的动量亦减少， 以上两因素共同作用的结果，使内摩擦系数保持不变。 以上两因素共同作用的结果，使内摩擦系数保持不变。
处迁移，最终使得各处密度相等，即为扩散现象， 气体质量的迁移过程。 处迁移，最终使得各处密度相等，即为扩散现象，是气体质量的迁移过程。
自扩散”发生在单一成分气体由于存在密度梯度时； “自扩散”发生在单一成分气体由于存在密度梯度时； 互扩散”发生在多成分气体由于存在密度梯度时； “互扩散”发生在多成分气体由于存在密度梯度时；
气体的能量迁移 —— 热传导现象
气体的迁移过程 ——压强较高时 λ d 压强较高时
当气体内各部分的温度不同时 热量将从高温处向低温处传递， 各部分的温度不同时， 热传导 当气体内各部分的温度不同时，热量将从高温处向低温处传递， 这种现象称为气体的热传导现象。通过热传导，最终气体各处温度趋于一致。 这种现象称为气体的热传导现象。通过热传导，最终气体各处温度趋于一致。 q---气体传递的热量，W/m2 气体传递的热量， 气体传递的热量 dT K---气体的热传导系数，W/(m K) 气体的热传导系数， 气体的热传导系数 dq = K dz dT/dz---气体内的温度梯度 气体内的温度梯度
气力运输的工作原理
气力运输的工作原理
气力运输是一种利用气体压力进行物质运输的方式。
它基于气体在封闭管道中的运动原理，通过管道内的压力差驱动物质在管道中的流动。
气力运输的工作原理如下：
1. 压缩空气的制备：首先需要准备一定压力的压缩空气。
通常使用压缩机将自然空气加压至所需的压力，压缩空气储存在压缩空气罐中。
2. 压缩空气的输送：通过管道系统将压缩空气输送到目标位置。
管道系统包括主管道、分支管道和支线管道。
压缩空气从压缩空气罐中释放进入主管道，然后通过分支管道和支线管道输送到需要的位置。
3. 物质的装载与输送：将待运输物质装载至气力运输系统中。
一般情况下，物质被包装在特制的容器中，容器内部通过压缩空气进行填充。
当压缩空气进入容器时，内部的物质受到气体压力的推动而被推送出容器。
4. 气力输送过程：物质随压缩空气一起在管道中运动。
在气力输送过程中，压缩空气通过管道产生高速流动，导致物质与管道内壁产生摩擦，从而使物质随气流一起运动。
物质通过管道运输至目标位置后，可以通过设备或工具将其收集或卸载。
总的来说，气力运输是依靠压缩空气的压力差驱动物质在管道中运动的一种运输方式。
它具有速度快、运输距离远、无需额外能源的特点，广泛应用于粉体颗粒物质的输送过程中。
气体在血液中的运输.
气体在血液中的运输肺泡扩散入血液的O2必须通过血液循环运送到各组织，从组织扩散入血液的CO2也必须由血液循环送到肺泡。
因此，气体在血液中的运输是实现肺换气和组织换气的重要环节。
O2和CO2在血液中的运输形式有两种，即物理溶解和化学结合。
其中物理溶解的量较少，化学结合为主要运输形式。
由于进入血液的气体必须先溶解，才能进行化学结合，同样结合状态的气体也要先溶解于血液，才能从血液中逸出。
所以虽然物理溶解的量少，但却是气体实现化学结合的必要环节。
一、氧的运输血液中以物理溶解形式存在的O2量仅占血液总O2含量的1.5%左右，化学结合的约占98.5%。
扩散入血液的O2进入红细胞后，与红细胞内的血红蛋白〔Hb〕结合，以氧合血红蛋白〔HbO2〕的形式运输。
〔一〕Hb和O2结合的特征1．快速性和可逆性血红蛋白与O2的结合反应快，可逆，主要受PO2的影响。
当血液流经PO2高的肺部时，血液中的O2扩散入红细胞后，与红细胞内的血红蛋白〔Hb〕结合，形成氧合血红蛋白〔oxyhemoglobin，HbO2〕；当血液流经PO2低的组织，氧合血红蛋白迅速解离，释放出O2，成为去氧血红蛋白〔deoxyhemoglobin，Hb〕，可用下式表示：2222PO PO Hb O HbO −−−→+←−−−高低2．是氧合而非氧化 Fe 2+与O 2结合仍是二价铁，所以，该反应是氧合反应，而不是氧化反应。
3．血红蛋白与O 2结合的量 血液含氧的程度通常用血氧饱和度表示。
在足够PO 2下，1g Hb 可以结合1.34～1.39ml O 2。
如果按正常成年人血液中的血红蛋白浓度为150g/L 计算，100ml 血液中，Hb 所能结合的最大O 2量应为201ml/L 。
Hb 所能结合的最大O 2量称为Hb 的氧容量，简称为血氧容量；而实际结合的O 2量称为Hb 的氧含量，简称血氧含量；血氧含量占血氧容量的百分比称为血氧饱和度。
〔二〕氧解离曲线与影响因素氧解离曲线是表示血液PO 2与血氧饱和度关系的曲线。
气体交换的四个过程及原理
气体交换的四个过程及原理
气体交换的四个过程分别是：外呼吸、肺泡通气、肺毛细血管气体扩散和组织气体扩散。
1. 外呼吸
外呼吸是人体与环境之间进行气体交换的第一个过程。
它是指空气通过鼻腔或口腔进入气管，再通过支气管和肺泡，充分接触肺泡内的气体，从而进行气体交换。
当空气进入肺泡时，氧气会从肺泡进入血液中，而二氧化碳会从血液中进入肺泡，最终被呼出体外。
2. 肺泡通气
肺泡通气是肺部的主要功能之一。
它是指肺泡内的气体不断地进行吸入和呼出，以供身体各个部位所需。
在肺泡通气过程中，呼出的气体中含有大量的二氧化碳，并从肺泡中排出。
而从空气中吸入的新氧气则填满肺泡，以供外呼吸和组织氧合作用使用。
3. 肺毛细血管气体扩散
在肺泡内进行外呼吸的同时，肺毛细血管中的血液也在体内运输气体。
当血液流过肺泡壁时，氧气和二氧化碳会通过弥散作用进行交换，使气体从肺泡中进入血液中，同时将身体内生成的二氧化碳排出体外。
这个过程称为肺毛细血管气体扩散。
4. 组织气体扩散
组织气体扩散是指肺泡中氧气从血液中传递到身体各个组织和器官中。
一旦氧气进入血液，它会与血红蛋白分子结合，前往各个组织和器官。
在组织内，氧气会从血液中弥散到身体细胞中，以支持细胞所需的能量代谢。
同时，代谢后生成的二氧化碳也会进入血液中，并通过肺泡扩散排出体外。
8.355气体在血液中的运输
下中 上
一、氧的运输
（三） 氧离曲线 意义: ①肺泡PO2在一定范围内降低时，不会明显缺 氧；
②VA/Q不匹配，即使呼吸加强, 肺泡通气量↑,
也无助O2的摄取。
一、氧的运输
中段40-60mmHg较陡（释放段） 反映：Hb释放O2 表明：PO2降低能促大量氧离， 血氧饱和度下降显著(90％～75％) 意义: 维持正常安静时组织的氧供
一、氧的运输
（四） 影响氧离曲线的因素
2,3-二磷酸甘油酸(2,3-DpG) DpG↑ →氧离曲线右移 DpG↓ →氧离曲线左移
机制： ①能与Hb结合形成盐键→Hb构型变为T型； ②能提高[H+]↑→波尔效应→Hb对O2亲和力↓
一、氧的运输
（四） 影响氧离曲线的因素 e.g.高原缺氧→RBC无氧代谢↑→DpG↑→曲
一、氧的运输
（四） 影响氧离曲线的因素 温度
T↑→氧离曲线右移 T↓→氧离曲线左移 机制： T↑→H+的活度↑→ 氧离易 e.g. 组织代谢↑→局部 T↑、CO2和H+ ↑ →氧 离易 ;
一、氧的运输
（四） 影响氧离曲线的因素
机制： T↓→H+的活度↓→氧离难 e.g.低温麻醉时，有利于降低组织耗氧量 冬天，末梢循环↓→氧离难→易冻伤
下中 上
一、氧的运输
（四） 影响氧离曲线的因素
PH和PCO2 PCO2↑/PH↓[H+]↑→氧离曲线右移 PCO2↓/PH↑[H+] ↓→氧离曲线左移
波尔效应(Bohr effect) -- 酸度对Hb与O2亲和力的 影响
一、氧的运输
（四） 影响氧离曲线的因素
意义： 组织：CO2扩散入血→血液[H+]↑→曲线 右移→促氧离 肺脏：CO2扩散入肺泡→血液[H+] ↓→曲 线左移→促氧合
人体气体交换的四个过程
人体气体交换的四个过程1.引言1.1 概述概述：人体气体交换是指身体通过呼吸系统将氧气从外界吸入体内，同时将二氧化碳排出体外的过程。
这一过程涉及到肺部的作用、气体的进出、气体的运输、血液的循环、细胞的呼吸，以及氧气的利用和二氧化碳的排出等多个相关环节。
这四个过程相互作用，共同维持人体正常的呼吸功能。
肺部是人体气体交换最重要的器官之一，主要通过呼吸道将氧气吸入肺泡，然后将二氧化碳从肺泡中排出体外。
气体的进出过程是通过呼吸行为完成的，包括吸气和呼气两个阶段。
在吸气过程中，胸腔膨胀，肺容积增大，导致气压降低，使得外界氧气进入肺部；而在呼气过程中，胸腔收缩，肺容积减小，导致气压增加，使得肺中的二氧化碳排出体外。
气体的运输是指氧气和二氧化碳在血液中的运输过程。
氧气通过呼吸道进入肺泡，并经过肺部的气体交换后，通过血液与血红蛋白结合而被运输到全身各个组织和器官。
而二氧化碳则从组织和器官中通过血液运输至肺泡，然后通过呼吸道排出体外。
血液的循环在气体交换中扮演着重要的角色。
在气体运输过程中，血液通过心脏的泵血作用将带有氧的血液输送到全身，供给细胞使用，同时也将含有二氧化碳的血液运回肺部。
细胞的呼吸是指细胞内氧气与糖类等有机物质进行氧化反应而产生能量的过程。
细胞通过呼吸作用将氧气与糖类分解产生的有机物质进行氧化反应，释放出能量并产生二氧化碳作为代谢产物。
这一过程是为了满足细胞的能量需求，维持正常的生命活动。
总之，人体气体交换的四个过程相互配合、相互作用，确保了正常的气体交换和细胞呼吸，使得人体能够得到充足的氧气供应，同时及时将产生的二氧化碳排出体外。
这一过程对于人体的生命活动至关重要，具有重要的生理学意义和临床应用价值。
1.2文章结构文章结构部分可以描述整篇文章的组织和内容安排，以下是一个可能的编写示例：1.2 文章结构本文将围绕人体气体交换的四个过程展开详细讨论。
为了便于读者理解，文章将按照以下结构进行组织：2.1 第一个过程：肺部的作用和气体的进出2.1.1 肺部的作用：探讨肺部在气体交换中的重要作用，包括吸入氧气和排出二氧化碳。
气体在血液中的运输.
气体在血液中的运输肺泡扩散入血液的O2必须通过血液循环运送到各组织，从组织扩散入血液的CO2也必须由血液循环送到肺泡。
因此，气体在血液中的运输是实现肺换气和组织换气的重要环节。
O2和CO2在血液中的运输形式有两种，即物理溶解和化学结合。
其中物理溶解的量较少，化学结合为主要运输形式。
由于进入血液的气体必须先溶解，才能进行化学结合，同样结合状态的气体也要先溶解于血液，才能从血液中逸出。
所以虽然物理溶解的量少，但却是气体实现化学结合的必要环节。
一、氧的运输血液中以物理溶解形式存在的O2量仅占血液总O2含量的1.5%左右，化学结合的约占98.5%。
扩散入血液的O2进入红细胞后，与红细胞内的血红蛋白（Hb）结合，以氧合血红蛋白（HbO2）的形式运输。
（一）Hb和O2结合的特征1．快速性和可逆性血红蛋白与O2的结合反应快，可逆，主要受PO2的影响。
当血液流经PO2高的肺部时，血液中的O2扩散入红细胞后，与红细胞内的血红蛋白（Hb）结合，形成氧合血红蛋白（oxyhemoglobin，HbO2）；当血液流经PO2低的组织，氧合血红蛋白迅速解离，释放出O2，成为去氧血红蛋白（deoxyhemoglobin，Hb），可用下式表示：2222PO PO Hb O HbO −−−→+←−−−高低2．是氧合而非氧化 Fe 2+与O 2结合仍是二价铁，所以，该反应是氧合反应，而不是氧化反应。
3．血红蛋白与O 2结合的量 血液含氧的程度通常用血氧饱和度表示。
在足够PO 2下，1g Hb 可以结合1.34～1.39ml O 2。
如果按正常成年人血液中的血红蛋白浓度为150g/L 计算，100ml 血液中，Hb 所能结合的最大O 2量应为201ml/L 。
Hb 所能结合的最大O 2量称为Hb 的氧容量，简称为血氧容量；而实际结合的O 2量称为Hb 的氧含量，简称血氧含量；血氧含量占血氧容量的百分比称为血氧饱和度。
（二）氧解离曲线及影响因素氧解离曲线是表示血液PO 2与血氧饱和度关系的曲线。
天然气输送工作原理
天然气输送工作原理
天然气输送是通过管道系统将天然气从生产地点运输到消费地点的工作过程。
天然气输送工作原理主要包括以下几个方面：
1. 压缩与调节：天然气从井口或储气库出口进入管道系统前，通常需要经过压缩与调节。
压缩是将天然气加压到一定的压力，以便在管道中能够顺利传输。
调节则是根据运输需求调整天然气的流量和压力。
2. 管道输送：经过压缩与调节后，天然气进入管道系统进行输送。
管道一般采用钢管或高强度塑料管道，能够承受高压和大流量的天然气传输。
天然气因为具有较小的密度，运算起来效率较高。
3. 压力维持：在天然气输送过程中，为了保持管道内的压力稳定，通常会设置压力维持设备，例如调压器和压缩机站。
这些设备能够监测管道内的压力变化，并根据需要自动调整压力，保持天然气的流动稳定。
4. 安全保护：天然气输送过程中，安全是至关重要的。
为了保障天然气输送的安全，通常会在管道系统中设置安全装置，例如阀门、安全压力释放装置、气体泄漏探测器等。
这些装置能够监测和控制管道内气体的压力和流量，一旦发生异常情况，如压力过高或泄漏，会及时采取措施进行处理和防护。
总的来说，天然气输送是依靠压缩、调节和管道输送的工艺，通过合理的设计和控制，确保天然气能够安全、高效地从生产
地点到达消费地点。
同时，做好安全保护措施，可以有效预防和应对潜在的风险和事故，保障天然气输送过程的安全和稳定。
动物的呼吸系统与氧气的运输
动物的呼吸系统与氧气的运输动物的呼吸是指通过呼吸系统进行氧气的吸入和二氧化碳的排出的生理过程。
不同种类的动物有不同的呼吸方式和结构，但它们的呼吸功能都是为了维持身体正常的代谢和生命活动。
本文将介绍动物的呼吸系统以及氧气在体内的运输过程。
一、哺乳哺乳动物的呼吸系统由鼻腔、咽喉、气管、支气管和肺组成。
当哺乳动物吸入空气时，空气首先通过鼻腔进入体内，经过鼻腔内的毛细血管和粘液层的过滤和暖化，然后进入咽喉。
在咽喉的后部，气管与食管分开，空气进入气管，而食物则通过食管进入胃部。
气管分为两个支气管，分别通向左右肺。
支气管进一步分支成许多小的气管，最终形成肺组织。
肺组织中存在着无数的肺泡，肺泡内有丰富的毛细血管网。
当空气进入肺泡，氧气便会通过肺泡壁进入毛细血管，进而与血红蛋白结合形成氧合血红蛋白。
血液中的氧合血红蛋白运输氧气到全身各个组织和细胞，供给能量代谢所需。
同时，二氧化碳也通过血液运输回肺部，通过肺泡壁排出体外。
二、鸟类的呼吸系统与氧气的运输鸟类的呼吸系统与哺乳动物有着明显的不同之处。
鸟类的呼吸系统具有一种独特的结构，称为气囊。
气囊分布在鸟类的身体各部位，与肺部相连。
当鸟类呼吸时，空气首先经过气囊进入肺部，然后再通过气囊退出体外。
这种呼吸方式使得鸟类的气体交换更加高效，能够满足高强度飞行等活动的需要。
氧气在鸟类体内的运输与哺乳动物类似，都依靠血液中的血红蛋白。
当氧气进入鸟类的肺泡，经过肺泡壁进入毛细血管，与血液中的血红蛋白结合形成氧合血红蛋白。
血液中的氧合血红蛋白通过血管系统运输到全身各个组织和细胞，提供氧气供能。
同时，二氧化碳通过血管系统运输回肺部，通过呼吸作用排出体外。
三、鱼类的呼吸系统与氧气的运输鱼类的呼吸系统与陆生动物存在很大的区别。
鱼类的呼吸器官是鳃，鳃是一种位于鱼体侧面的一对器官，负责氧气的吸入和二氧化碳的排出。
鱼类通过张口吞水，然后通过鳃腔将水排出，水在鳃腔内与鳃板结构接触，氧气通过腺泡的皮肤薄膜进入血液。
第四章 气体内的输运过程 1、气体分子的平均自由程例题
Z
=170×108 (s-1)
每秒170亿次！
补充例题5 显像管的灯丝到荧光 屏的距离为0.2 m，要使灯丝发射 的电子有90% 在途中不与空气分 子相碰而直接打到荧光屏上，设空
气分子有效直径为3.0×10-10 m，
气体温度为320K 。 问显像管至少要保持怎样的真
空度？
补充例题5 显像管的灯丝到荧光屏的距离为0.2 m，要使灯 丝发射的电子有90% 在途中不与空气分子相碰而直接打到荧 光屏上，问显像管至少要保持怎样的真空度？
1 e 1
0.58
（2）N0个分子N中3 自N由0e程 xλ大于N30λe的3 分子数
故所求之比为
N1 N3 N0 (e1 e3 ) e2 1 0.32
N0
N0
e3
补充例题3由电子枪发出一束电子，射入压 强为P 的气体中，在电子枪前与其相距x 处 放置一收集电极，用来测定能够自由通过 这段距离（即不与分子相碰）的电子数。
又 n / n0 ex/ 故
x
ln( n / n0 )
x
0.1
0.1m
ln( I / I0 ) ln( 37 /100)
补充例题3 由电子枪发出一束电子，射入压强为P 的气体中，在电子枪前与 其相距x 处放置一收集电极，用来测定能够自由通过这段距离（即不与分子 相碰）的电子数。
（2）自由程介于λ到 3λ之间的分子数与总分 子数之比。
解：N0个分子中自由程大 x于 x 的分子数为
N N0e λ
（1）N0个分子中自由程大于λ的分子数
N1 N0e1
自由程小于λ的分子数
N2 N0 N1 N0 (1 e1)
呼吸系统生理
②肺充血
肺纤维化
DPL↓
肺弹性阻力↑ 肺顺应性↓
吸气困难
③肺气肿
弹性成 分破坏
肺弹性阻力↓ 呼气困难 肺顺应性↑
（2） 胸廓的弹性阻力和顺应性
肺容量= 67％肺总量 胸廓无变形, R= 0
＜ 67％肺总量 R向外
吸气的动力 呼气的阻力
＞67％肺总量 R向内
吸气的阻力 呼气的动力
2.非弹性阻力
气道阻力 ：气体分子间，气体和气道
前角有支配呼吸肌的运动神经元 ⒉低位脑干
⑴ 延髓 基本中枢，产生基本节律的呼吸
背侧组呼气神经元
腹侧组 疑核
主含吸气神经元
面神经后核 主含呼气神经元
⑵ 脑桥上部
呼吸调整中枢，集中于PBKF核群。作用是 限制吸气，促使吸气向呼气转换
⒊ 高位脑： 下丘脑 边缘系统 大脑皮层：保证呼吸相关活动的完成。其 呼吸调节系统是随意呼吸调节系统
肺通气量（minute ventilation volume） 1. 肺通气量指每分钟吸入或呼出的气体总量
每分通气量 = 潮气量 × 呼吸频率 2.最大随意通气量是尽力作深快呼吸时每分
钟所能吸入或呼出的最大气体量 3.通气贮量百分比反映了通气功能的储备能力
通气贮量百分比＝最大通气量最－大每通分气平量静通气量×100%
三、组 织 换 气
组织细胞
CO2 O2
血液
影响因素：细胞内氧化代谢的强度和血流量
第三节 气体在血液中的运输
一、O2 和CO2在血液中存在的形式
物理溶解
化学结合
二、氧的运输 ㈠ 运输的形式 ⒈物理溶解：占1.5% ⒉化学结合：占98.5%，以HbO2形式
㈡ H b与O2结合的特征
气体输送的工作原理
气体输送的工作原理
气体输送的工作原理主要包括气体的产生、加压、输送和放散等过程。
首先，气体的产生是气体输送的起点，可以通过多种方式产生，如化学反应、压缩空气等。
其中，压缩空气是最常见的方式之一。
在压缩空气产生过程中，气体可以通过空气压缩机被压缩到一定的压力范围内，并被储存起来。
接下来是对气体进行加压，将气体的压力提高到需要的输送压力。
加压通常使用气体压缩机完成，通过压缩和提升气体的温度来增加气体的压力。
根据输送距离和输送过程中的压降等因素，确定输送压力。
完成加压后，就可以进行气体的输送。
气体输送可以通过管道、罐车、钢瓶等方式进行，其中管道输送是最常见和经济的方式。
通过建设一条管道网络，将气体输送至目标地点。
管道输送时需要注意输送距离、输送压力损失以及管道材质的选择等因素。
此外，气力输送机也是一种利用气体流动带动物料进行输送的装置，其工作原理主要有两种：压力式输送和真空式输送。
压力式输送是将空气或其他气体通过压缩机等设备压缩成高压气体，然后将高压气体通过管道输送到需要输送的物料处。
由于气体的惯性，物料会随着气流沿管道流动并被输送到目标位置。
真空式输送则是通过借助真空泵或其他低压气源在输送管道中建立
负压，从而形成真空环境，再通过对物料进行吸附、抓取或其他方式，将物料从一个点抽取至另一个点的过程。
在气体输送过程中，需要注意控制气流的速度和压力，以保证物料能够平稳地输送。
同时需要选择合适的输送管道和阀门等设备，以降低气体的阻力和压降，避免对设备造成损坏。
二氧化碳进出细胞时的运输方式
二氧化碳进出细胞时的运输方式1二氧化碳进出细胞时的运输方式二氧化碳是一种无机物，是生物圈中自然界及其环境中的一种重要物质。
细胞内的二氧化碳运输是细胞内外二氧化碳浓度的调节过程，它不仅能够保障细胞内外二氧化碳的维持在适宜的浓度，还能保证细胞的正常功能，影响细胞的生长和新陈代谢。
异质的非均质体较为复杂，其中细胞的二氧化碳运输也受到表面物质的影响，对研究二氧化碳运输的物理过程至关重要。
近年来，越来越多的研究表明，其内部运输方式也具有复杂性。
二氧化碳在进入细胞时，细胞内可以通过表面受体或蛋白质信号分子来激活输运蛋白。
一旦识别到二氧化碳，输运蛋白便会先让二氧化碳通过细胞膜，将其带入细胞内部。
这是最基本的二氧化碳进入细胞的方式。
除此以外，二氧化碳还可以通过吸收肽让其进入细胞内，并能调控细胞的合成和新陈代谢。
此外，二氧化碳也可以通过气泡的形式进入细胞，从而影响细胞的代谢。
二氧化碳在离开细胞时，一般通过调节细胞膜上的转运蛋白来实现，转运蛋白可以调节二氧化碳出细胞的速率，以及与二氧化碳相关的细胞碳水分解，调节细胞内外的渗透压平衡。
另外，结合胞内的气体可以将二氧化碳转运的蛋白调节成空气，以及将蛋白质气体-空气运输变为水溶液质点的形式进行空气-液体二氧化碳转运。
说穿了，二氧化碳进出细胞时的运输方式主要有表面受体或蛋白质信号分子激活输运蛋白进入细胞，调节细胞膜上的转运蛋白离开细胞，以及结合胞内的气体将二氧化碳转运的蛋白调节成空气，以及通过吸收肽等进出细胞。
2二氧化碳运输模式的影响二氧化碳的运输模式对生物的新陈代谢有重要的影响。
系统的运输模式可以提供必要的能量。
而细胞运输机制的研究可以提高人体的健康水平，并有助于障碍的综合治疗。
研究发现，病原体的出现会改变细胞内外二氧化碳的运输模式，使得细胞内外二氧化碳浓度失去平衡，从而影响生物细胞的新陈代谢。
此外，细胞内外二氧化碳的不平衡还会影响细胞的代谢机制，如糖代谢和脂肪代谢，进而影响病毒感染和免疫功能。
氧在体内运输过程
氧在体内运输过程
（一）氧在肺泡内的弥散
气体和液体一样，其弥散的方向是从压力高的部位流向压力低的部位。
肺泡内氧分压为100mmHg 左右，而肺毛细血管静脉血氧分压仅为40mmHg，故氧气是从肺泡向肺泡内毛细血管内弥散。
（二）血液氧的运输
从肺泡进入到肺泡毛细血管的氧气，以两种形式在血液内运输，一种是溶解氧，另一种是结合氧。
进入肺泡毛细血管的氧气，首先溶解在血浆内，氧在血浆的溶解量受氧在水中的溶解系数、氧分压和温度的影响。
正常人（常压下、呼吸空气、体温37℃）100ml 血液可溶解氧气0.3ml（0.3ml%），血浆内溶解的氧，通过红细胞膜弥散并溶解到红细胞胞浆内与血红蛋白以化学形式结合，形成氧合血红蛋白（O2Hb），每克血红蛋白可结合1.36ml 氧，由于在动脉分压100mmHg 的条件下，只有97%左右的血红蛋白与氧结合，若血红蛋白以14g 计算，正常人的结合氧约为18.2ml。
我们所指血氧含量（即血液总含氧量）就是指100ml 血液中结合氧和溶解氧的总和，即正常人约18.5ml%。
气传导名词解释生理
气传导名词解释生理
气传导是将气体在生物体内运输的过程，是支撑生命学科的核心概念。
传导可以帮助我们了解细胞、组织和器官如何运作，以及它们之间的互动过程。
气传导涉及三个基本组件：气体、容器和控制机制。
体可以是氧、二氧化碳或其他气体，它们是由大气或其他气体源提供的，然后被吸入到容器中。
器可以是细胞膜、组织或器官，使气体在生物体内能够被运输。
制机制主要是调节气体运输速度和数量的过程，可以使气体在体内充分循环和利用。
气传导的过程中，气体从大气中通过吸入抵达容器中。
后，它们穿过容器的膜通道，经过排斥作用（例如压力差异），最终抵达目标细胞。
细胞内，气体经过使用后，会经过表观运输或其他反应，最终回到大气中。
气传导的运输和消耗过程支持着重要的生理函数，例如呼吸、吸收、新陈代谢、细胞表面活动，以及细胞间营养交换。
吸是气传导的重要应用，它维持着正常细胞和组织活性，加速新陈代谢，维持身体的健康状况。
此外，气传导还可以支持其他重要的生理功能，例如调节体液渗透平衡，控制膜内电位，以及参与细胞膜脂质的动态平衡等等。
气传导是生命学科的一个核心概念，是一个复杂的过程，涉及气体的运输，过程的调节和控制，以及关键的生理功能的支持。
是体内生态系统的关键组件，可以解释细胞、组织和器官如何正常运作，以
及它们之间的互动。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第四章 气体内的输运过程4-1氢气在1.0atm,15o C 时的平均自由程为1.18x10-7m,求氢分子的有效直径。
解：（1）由 Pd KT 22πλ=得:λπP KT d 2=代入数据得:d=2.7x10-10 (m)4-2 氮分子的有效直径为3.8×10-10m,求其在标准状态下的平均自由程和连续两次碰撞间的平均时间. 解:由Pd KT 22πλ=代入数据得: λ=5.8×10-8(m)μλRTvt 59.1108.58-⨯==代入数据得:t =1.3×10-10(s)4-3氧分子的有效直径为3.6x10-10m,求其碰撞频率,已知：(1)氧气的温度为300k,压强为1.0 atm, (2) 氧气的温度为300k,压强为1.0×10-6atm 解:由 Zv =λ得Pd KT RTvZ 22/8ππϖλ==代入数据得:Z 1=6.3×109(s -1)Z 2=10-6.z 1=10-6×6.3×109=6.3×103(s -1)4-4某种气体分子在25℃时的平均自由程为2.63×10-7m.(1)已知分子的有效直径为2.6×10-10m,求气体的压强, (2)求分子在1.0m 的路程上与其它分子的碰撞次数.解：（1）由 Pd KT 22πλ=得λπ22d KT P =代入数据得：P=5.21×104(J/m 3)=5.2×10-1(atm) (2)分子走1.0m 路程碰撞次数N=1.0/入=1.0/2.63×10-7=3.8×108(次)4-5 若在 1.0atm,下,氧分子的平均自由程为 6.8×10-8m,在什么压强下,其平均自由程为1.0 mm?设温度保持不变. 解:由Pd KT 22πλ=得11P P =λλ381110108.60.1--⨯⨯=⨯=λλP P =6.8×10-5(atm)4-6电子管的真空度约为1.0×10-5mmHg.设气体分子的有效直径为3.0×10-10m,求27℃时单位体积内的分子数,平均自由程和碰撞频率. 解: n=P/kT=（1.33×10-3）/（1.38×10-22x300）=3.2×1017(m -3)(2) nd 221πλ==7.8(m)(3)若电子管中是空气.则μ=29×10-3kg ﹒mo1-1πμλλRTv Z 81===60(s -1)4-7今测得温度为15℃压强为76cmHg 时,氢分子和氖分子的平均自由程分别为Arλ=6.7x10-8m 和 Ne λ=13.2x10-8m,问: (1)氩分子和氖分子的有效直径之比是多少? (2)t=20℃ P=15cmHg 时, Arλ为多大?(3)t=-40℃, P=75cmHg 时, Ne λ为多大?解:(1)由 Pd KT 22πλ=得:1111Ar Ne Ne Ar d d λλ==1.4(2)假设氩分子在两个状态下有效直径相等,由Pd KT 22πλ=得:211212PP T T Ar Ar ⨯⨯=λλ=3.45×10-7(m)(3)设氖气分子在两个状态下有效直径相等,与(2)同理得: 311313PP T T Ne Ne ⨯⨯=λλ=1.1×10-7m4-8在气体放电管中,电子不断与气体分子相碰,因电子的速率远远大于气体分子的平速速率,所以后者可以认为是静止不动的,设电子的“有效直径”比起气体分子的有效直径d 来可忽略不计. (1)电子与气体分子的碰撞截面σ为多大?(2)证明:电子与气体分子碰撞的平均自由程为: ne σλ1=,n 为气体分子的数密度。
解:因为电子的有效直径与气体分子的有效直径相比,可以忽略不计,因而可把电子看成质点.又因为气体分子可看作相对静止,所以凡中心离电子的距离等于或小于d/2的分子都能与电子相碰,且碰撞截面为.： σ=π(d/2)2=1/4πd 2 (2)电子与气体分子碰撞频率为：e v n Z σ= (e v 为电子平均速率)nv n v zv eee e σσλ1===4-9设气体分子的平均自由程为λ。
试证明：一个分子在连续两次碰撞之间所走路程至少为x 的几率是λ/x e -。
解：根据N=N o λ/x e -（4.6）式知在N o 个分子中自由程大于的分子占总分子数的比率为:N/N o =λ/x e -.由几率概念知：对于一个分子,自由程大于x 的几率为N/N o,故一个分子连续两次碰撞之间所走路程至少为X 的几率是λ/x e -.4-10 某种气体分子的平均自由程为10cm,在10000段自由程中,(1)有多少段长于10cm?(2)有多少段长于50cm? (3)有多少段长于5cm 而短于10cm? (4)有多少段长度在9.9 cm 到10cm 之间? (5)有多少段长度刚好为10cm? 解:No 个分子中按不同自由程分布的分子数占总分子数的比率与一个分子在N o 段自由程中按不同自由程分布几率相同,即N o 分子在某一自由程的分子数就是N o 段自由程中具有这个自由程的段数.故N=No λ/x e -可表示自由程长于X 的段数 (1)设长于10cm 的段数为N 1,总段数为N oN 1=N o λ/x e -=10000e -10/10=3679(段) (2)设长于5cm 的段数为N 2N 1=N o λ/x e -=10000e -50/10=67(段) (3)设长于5cm 的段数为N 3 N 3=10000(e -5/10-e -10/10)=2387(段)(4)设长度在9.9cm 到10cm 之间的段数为N 4N 4=10000(e -0.99-e -1)=37(段)(5)按统计规律,不能确定长度刚好为10cm 的有多少段.4-15 今测得氮气在0℃时的导热系数为23.7×10-3W ·m -1k -1，定容摩尔热容量为：20.9J ·mol -1· k -1，试计算氮分子的有效直径。
解：由《热学》（4.19）式ππσπKmTdC C KmTk V V434312⋅=⋅=∴21]43[ππKmTkC d V =代入数字得：)(101.710m d -⨯=4-16 氧气在标准状态下的扩散系数：1.9×10-5m 2，求氧分子的平均自由程。
解：∵πμλλRTv D 83131⋅==∴RTD83πμλ=代入数据得： m7103.1-⨯=λ4-17 已知氦气和氩气的原子量分别为4和40，它们在标准状态下的粘滞系数分别为ηHe =18.8×10-6N ·S ·m -2和ηAr =21.0×10-6N ·S ·m -2，求：（1）氩分子和氦分子碰撞截面之比σAr /σHe ，（2）氩气与氦气的导热系数之比K Ar /K He ，（3）氩气与氦气的扩散系数之比D Ar /D He 。
解：已知μHe =4，μAr =40 （1）根据AN KT πσημ431=∴σAr /σHe =83.24400.218.18==⋅HeAr ArHe μμηη（2）K=μηηCC V ⋅=，由于氦、氩都是单原子分子，因而摩尔热容量C 相同∴K Ar /K He112.0404108.18100.2166=⋅⨯⨯=⋅=--ArHe HeAr μμηη（3）∵RTP v D μηρηλ===31现R 、T 都相同，∴112.0404108.18100.2166=⋅⨯⨯=⋅=--ArHe HeAe He ArD D μμηη4-18 一长为2m ，截面积为10-4米2的管子里贮有标准状态下的CO 2气，一半CO 2分子中的C 原子是放射性同位素14C ，在t=0时放射性分子密集在管子左端，其分子数密度沿着管子均匀地减小，到右端减为零。
（1）开始时，放射性气体的密度梯度是多大？（2）开始时，每秒有多少个放射性分子通过管子中点的横截面从左侧移往右侧？（3）有多少个从右侧移往左侧？（4）开始时，每秒通过管子截面扩散的放射性气体为多少克？ 解；已知管长l=2.0m ，截面积S=10-4米2=1cm 2，（1） 由题知，开始时左端全部是放射性分子，单位体积内分子数为n ，而右端为零。
故放射性气体密度梯度：lmn ldld -=-=ρρ∵ANm μ=标准状态下任何气体单位体积的分子数为：4.22ANn =∴45/1003.14.22cm g ldld -⨯-=⨯-=μρ（2） 根据扩散现象的微观解释知，在dt 时间内通过中点ds 由左移到右的分子数为：dsdt dld m N v dN ])(1[611λρ⋅-=参看《热学》（4-1）表，可取cm 6109.4-⨯=λ。
因为管很细，可假设在开始1秒内dld ρ近似不变，则在1秒内从左端通过S 面移往右端的分子数：)21(812)2(61lRTSn ln n S V N l λπμλ+=+=代入数据得：个）(1033.31095.71522⨯+⨯=l N（3） 同理可得1秒内从右端通过S 面移往左端的放射性分子数：（个）152221033.31095.7⨯-⨯=N（4） 每秒通过S 面扩散的放射性分子数：（个）15211066.6⨯=-=∆N N N故每秒通过S 面扩散的放射性气体质量：)1009.57g N NM A（-⨯=∆⋅=∆μ。