第6章换气过程与循环充量.

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《生理学》名词解释、简答题(部分)及参考答案复习过程

1、血细胞比容：红细胞占全血的容积百分比。 2、等渗溶液：渗透压与血浆渗透压相等的称为等渗溶液。例如，
0.9%NaCI溶液
和 5%葡萄糖溶液。简答题：
3、什么叫血浆晶体渗透压和胶体渗透压 ?其生理意义如何 ? 答：渗透压指溶液中溶质分子通过半透膜的吸水能力。晶体渗透压：概念：由晶
体等小分子物质所形成的渗透压。
特性，称为自动节律性，简称自律性。
3、房室延搁：兴奋在房室交界区的传导速度很慢，兴奋通过房室交界区，约为
0.1s ，称为房- 室延搁。
4、正常起搏点：窦房结是正常心脏兴奋的发源地，心的节律性活动是受自律性
最高的窦房结所控制，故把窦房结称作心脏的正常起搏点。
5、有效不应期：由动作电位 0 期去极化开始到复极化 3 期膜内电位为 -60mV这
段不能再次产生动作电位的时期称为有效不应期。
简答题：
1、试述心室肌细胞动作电位的特点及形成机制。
答： ①特点：心室肌细胞兴奋时，膜内电位由静息状态时的 -90mV 迅速去极
到 +30mV左右，即膜两侧原有的极化状态消失并出现反极化，构成动作电位的上
升支。历时 1-2ms，此期电位变化幅度约 120mV。
②机制： 0 期的形成原理：在外来刺激作用下，心室肌细胞膜部分
Na+
通道开放引起少量 Na+内流，造成膜轻度去极化。当去极化达到阈电位水平 (-70mV)
时，膜上 Na+通道开放速率和数量明显增加，出现再生性 Na+内流，导致细胞进一
步去极化，使膜内电位急剧升高。 1 期( 快速复极初期 ) ：主要由 K" 快速外流形成。 2 期（平台期）：Ca2+内流和 K+外流同时存在，缓慢持久的 Ca2+内流抵消了 K+外流，

运动生理学第六章呼吸

• 运动刚开始或刚结束时，通气量快速增长或快速减少，是神经调节的结果；之后的慢速增长和慢速减少是体液和体温调节的结果。
• 正常值：正常成人约3900～5200ml。
（一）肺基本容积和肺容量
潮气量（TV）：每次呼吸时吸入或呼出的气体量，平静呼吸约500 ml，补吸气量（IRV）：平静吸气末再尽力吸气所能吸入的气体量，约1500-2000ml。补呼气量（ERV）：
平静呼气末再尽力呼气所能呼出的气体量，900-1200 ml。
第二节气体的交换
• 气体交换：肺泡与血液之间，血液与组织细胞之间的O2和CO2的交换。前者为肺换气，后者为组织换气。
一、气体交换的原理 (一)气体交换的方式和动力气体交换的方式──扩散气体扩散的动力─区域间的气体分压差气体分压(P): 混合气体中每种组成气体分子所产生的压力称为该气体的分压。气体分压=总压力×该气体的容积百分比
第三节呼吸运动的调节呼吸中枢及呼吸的反射性调节1呼吸的反射性调节呼吸中枢分布在大脑皮质间脑脑桥延髓和脊髓等部位最基本中枢位于延髓
第六章呼吸
• 呼吸：机体在新陈代谢过程中，需要不断从外界环境中摄取氧并排除二氧化碳，这种机体与环境之间的气体交换称为呼吸。
呼吸过程的三个环节：肺通气
（外呼吸）肺换气
二、化学因素对呼吸的调节
• 化学感受器：外周化学感受器（颈动脉体、主动脉体）、中枢化学感受器（延髓腹外侧）
• 化学因素的调节：血液或脑脊液中CO2、H+ 浓度增加；PO2下降时，刺激化学感受器，可反射性引起呼吸加快加强，肺通气量增加，使之恢复到正常水平。
外周化学感受器
中枢化学感受器
三、运动时呼吸变化的调节
• 过程：运动开始前通气量稍上升；运动开始后，先突然升高，再缓慢升高，随后达到平稳水平。运动停止时，先骤降，再缓降达运动前水平。

车辆工程_换气过程

第三节减少进气系统的阻力
局部阻力管道摩擦阻力
一、减小进气门处的流动损失
Δp = λ
ρv
2
2
2、进气马赫数 Ma
vm Ma = c
须限制进气马赫数。
3、气门直径和气门数
4、气门升程
气门流通截面积随气门升程的增大而增加。
5、减少气门处的流动损失
二、进气道和进气管
足够的流通截面和光滑壁面
三、影响充量系数的主要因素
配气定时
进气加热流动损失
1、进气终了的压力 pa
影响因素：
¾ 管路的流动阻力 ¾ 管路的压力波动
克服进气系统流动阻力的压力降
pa = ps − Δpa
Δpa = λ
ρv
2
2
式中：λ为管道阻力系数，ρ为进气状态下气体密度（kg / m3 ），v为进气平均流速（m / s）。
气门叠开期间，若排气管压力高于进气管压力，可能会出现废气倒流现象，反而使缸内残余废气量增多。
（1）汽油机的气门叠开角回火
自然吸气汽油机的气门叠开角最小。
（2）自然吸气柴油机
新鲜充量为空气。自然吸气柴油机的气门叠开角较大。
（3）增压柴油机
增压柴油机的气门叠开角最大。
二、换气损失和泵气损失
理论循环与实际循环的换气功之差。
由排气损失和进气损失两部分组成。
1、排气损失
¾W：自由排气损失
转速对排气损失的影响
转速越高,排气损失越大。
随转速升高，最佳排气提前角增大。
2、进气损失
进气损失与排气损失相比较小，但对发动机性能影响却很大。
¾Y：进气损失
3、换气损失和泵气损失

第4章换气过程与循环充量优秀课件

2) 排气晚关角ec
l 过小，惯性利用不够过大，废气倒流
l 存在最佳ec 3) 进气早开角ao
l 过小，进气不够过大，废气倒流进气管（回火）
l 存在最佳ao 4) 进气晚关角ac
l 过小，惯性利用不够过大，新气推回进气管
对进气充量c影响大 l 存在最佳ac
主要内容
1. 四冲程发动机换气过程 2. 配气相位对发动机性能的影响 3. 充量系数的定义及影响因素 4. 进排气动态效应
1. 四冲程发动机换气过程 2. 配气相位对发动机性能的影响 3. 充量系数的定义及影响因素 4. 进排气动态效应
换气(Gas exchange)过程
换气过程：充入新气和排出废气的全过程 n 周期性、非稳态流动过程(准周期流quasi-flow) 非常复杂 n 新鲜充量(charge)是决定发动机输出功率“量”的因素
第4章换气过程与循环充量
讲课内容
第一部分：动力输出与能量利用
第1章性能指标与影响因素第2章燃料、工质与热化学第3章工作循环与能量利用第4章换气过程与进气充量第5章运行特性与整车匹配
第二部分：燃烧与排放
第6章燃烧的基础知识第7章柴油机混合气形成与燃烧第8章汽油机混合气形成与燃烧第9章有害排放物的生成与控制第10章新燃烧方式与替代燃料动力
P eη eG tm H um η cη tη m (H alu 0)c V s(R p sT ss)2 (τ in )
换气过程的目的：
l 最大限度地吸入新鲜充量—c是核心问题
l 保证各缸进气均匀 l 减小换气损失 l 在缸内形成合理的流场，以控制混合气形成和燃烧(第二篇)
主要内容
1. 四冲程发动机换气过程 2. 配气相位对发动机性能的影响 3. 充量系数的定义及影响因素 4. 进排气动态效应

呼吸系统—肺换气与组织换气(正常人体机能课件)

气体交换的过程
01
02
03
概念
气体交换的动力
肺换气
04
组织换气
呼吸一、概念
肺泡
肺换气
血液循环
组织
组织换气
呼吸
二、气体交换的动力气体交换的动力是两个部位之间的气体分压差。气体分压：在混合气体中，某种气体产生的压力，混合气体的总压力等于各组成气体分压之和。气体分子从分压高处向分压低处发生转移。
呼吸
V/Q比值↑＞0.84 肺通气↑或肺血流↓
肺血管栓塞肺泡无效腔增大
呼吸
V/Q比值↓＜ 0.84 通气不足，血流过多支气管痉挛或肺不张时
功能性的动静脉短路
呼吸
二、呼吸膜的厚度和面积
呼吸膜：是肺泡腔与肺毛细血管腔之间的膜。（六层） 1.气体扩散速率与呼吸膜的面积成正比 2.气体扩散速率与呼吸膜的厚度成反比
呼吸膜
呼吸
三、肺通气／血流比值（ V / Q ）肺通气／血流比值：是指每分肺泡通气量（V）与每分肺血流量（Q）之间的比值。
呼吸
正常成年人安静时 V / Q =0.84 换气效率最佳
呼吸
三、肺换气的过程
肺泡
静脉端
动脉端
呼吸四、组织换气的过程
动脉端
静脉端
细胞
影响肺部气体交换的因素
01
02
03
气体的扩呼吸膜的厚度肺通气／血流
散速率和面积比值吸一、气体的扩散速率1.气体的分压差
2.气体在溶液中的溶解度
正比
3.扩散面积和温度
4.气体的分子量、扩散距反比离
CO2的扩散速率实际约为O2的2倍

汽车发动机原理第4章换气过程与循环充量

VK2
E5757
4.3.2
进气温升对Φc的影响
进气温升△Ta′↑，工质密度↓， Φc ↓。
进气温升△Ta′由下列四项组成，
△Ta′=△Tw+△TL+△Tr+△Tg 式中， △Tw—高温壁面传热所引起的温升；合理冷却，降低热负荷； △TL —压力损失变为摩擦热引起的温升；减小Δpa； △Tr—残余废气与新气混合引起的温升；减小残余废气系数 △Tg——进气过程中，燃料汽化、吸热所引起的温度变化（注意，柴油机为0、汽油机为负值）。 ——（4-17）
4）进气晚关角 ◎排气早开角的必要性——利用气流惯性； ◎主要影响充量系数； ◎存在最佳进气晚关角，过小，惯性利用不足，过小，回流。 5）共性问题 ◎随转速升高，最佳相位角应增大； ◎四个相位角中，进气晚关角对充量系数影响最大，排气早开角对换气损失影响最大； ◎最佳相位角，增压机与非增压机不同（图4-5）； ◎气门重叠角，汽油机＜柴油机＜增压机。
提高进气门流通截面积提高进气门流通截面积多气门国内与国外主要差距2气门dsd220254气门则30以上见表42气门数转矩允许最高转速则最大功率提高气门处流量系数提高气门处流量系数ss也可减小冲程也可减小冲程sse5844ewmvk1vk2passengercargasolineenginembv63vwithdualsparkignitionfordzetecseenginee5821ewmvw4valvecylinderheade5143vk2fzr750enginewith5valvese5757vk24
4.1.3 进排气相位角及其对性能的影响
2）排气晚关角 ◎排气晚关角的必要性——利用气流惯性； ◎主要影响充量系数和换气质量； ◎存在最佳排气晚关角，过小，惯性利用不足，过大，废气倒流 3）进气早开角 ◎排气早开角的必要性——减小进气节流； ◎对泵气损失和充量系数均有影响； ◎存在一个使换气损失为最小的最佳进气早开角，过小，进气节流大，过大，易回火。

换气过程与循环充量

内燃机学
第4章内燃机的换气过程章内燃机的换气过程
• 平均流速定义为：实际进入气缸的新鲜充量与进气门有效时面值之比。
Hubei Automotive Industry Institute
湖北汽车工业学院汽车工程系
HuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile
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内燃机学
第4章内燃机的换气过程章内燃机的换气过程
提高充量系数的技术措施
• 柴、汽油机的不同特点：汽油机的不同特点： • 柴油机调节负荷是通过改变喷入气缸的燃料量通过改变喷入气缸的燃料量而进入气缸的空气量基本不变而进入气缸的空气量 • 汽油机调节负荷是通过改变节气门开度来调节进入气缸混合气量的多少。当节气门关小时，节流损失增加，引起Pa下降
• 自由排气损失 • 强制排气损失
图6.4 排气门提前角和排气损失 a—最合适 b—过早 c—过晚 d—排气门面积过小最合适过早过晚排气门面积过小
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HuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile
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运动生理学题06

第六章呼吸（一）填空题1、呼吸过程包括外呼吸、和。

2、在完成需胸廓固定的动作时，应以呼吸为主，在完成需腹肌紧张的动作时，应以呼吸为主。

3、憋气时，胸内压呈，导致困难，心输出量。

4、正常成人第1、2、3秒末的时间肺活量分别约为、、。

5、肺总容量是、、和余气量之和。

6、训练导致安静时呼吸深度，而呼吸频率。

7、气体交换的动力是，气体交换的方式是。

8、安静时呼吸膜的扩散面积约为 m2，运动时可增至 m2。

9、在运动强度较低时，每分通气量的增加主要是的增加，当运动强度增加到一定程度时，才主要依靠的增加。

10、运动时，在一定范围内每分通气量与运动强度呈相关，若超过这一范围每分通气的增加将明显运动强度的增加。

11、运动中肺通气的快速增长和减少期是的结果，而慢速增长和减少期则是和调节的结果。

12、训练对安静时肺通气量的影响，亚极量运动时的每分通气量增加的幅度，而最大通气量明显较无训练者。

13、运动时动脉血和组织间，静脉血和肺泡气间氧分压和二氧化碳分压压差，体温，肺毛细血和肌肉中毛细血管开放数量，使肺换气和组织换气。

14、运动强度过大时通气/血流比值。

所以，增强心脏功能，以使剧烈运动时流经肺泡血流量，有利于通气/血流比值保持在，以提高气体交换效率。

15、运动员之所以有较高的氧扩散容量，是由于其心输出量，参与气体交换的肺泡表面积，以及呼吸膜弥散阻力等因素共同作用的结果。

16、安静时运动员和一般人的氧通气当量，在运动强度相等的情况下运动员的氧通气当量较一般人。

17、胸内负压是造成的，吸气时胸内负压呼气时。

18、外呼吸又包括和。

19、运动时在相同肺通气量情况下，运动员呼吸深度比无训练者，这种呼吸使肺泡通气量和气体交换效率。

20、当血液或脑脊液中和浓度增加时，就会刺激化学感受器反射性地引起呼吸加快加强。

（二）判断题1、肺回缩力和胸内负压呈正变关系。

（）2、胸内负压对肺泡扩张、肺通气、肺换气和促进血液淋巴回流都有意义。

（）3、运动时如憋气时间过长可引起胸内负压过大，造成血液回流困难，大脑供血不足而出现晕眩。

发动机的换气过程

排气门迟闭使 >1，使新鲜充量扫出气缸，从而使 c 降低。解决措施：合理选择排气相位角，使新鲜充量既能利用气流惯性多充入气缸，又不至于随废气扫出气缸。 5. 压缩比

c
有所增加。
压缩比增加，余隙容积减小，残余废气量减少，因此充量系数 6. 进气状态
进气温度和压力一般对充量系数
c
影响不大。
p
二、排气损失
' 从排气门提前打开（ pb 点)，直到进气行程开始，
' pb W
Y
缸内压力到达大气压力前循环功的损失称为排气
损失。它分为自由排气损失和强制排气损失。
p0
X
V
自由排气损失（W ）：因排气门提前打开，引起膨胀功的减少而产生的热量损失。强制排气损失（ Y ）：活塞将废气推出所消耗的功。减少排气损失的措施：1）当排气门截面小，发动机转速高时，应加大排气提前角； 2）减小排气系统阻力及排气门处流动损失； 3）排气消声系统的结构和布置形式；三、进气损失（X ）进气过程中，因进气管及进气门对气流形成的阻力而消耗的功，称为进气损失。减少进气损失的措施：1）加大进气门的流通截面积；2）正确设计进气管流道； 3）降低活塞平均速度；4）合理调整配气定时。
降低排气系统流通阻力，可减少残余废气系数，也可减少泵气功。可采取的措施有： • 将排气道的一部分做成扩压形，可降低缸内与排气管内之间压力差；
提高充量系数；
• 避免排气管内截面突变、急转弯和凸台； • 选择良好的排气支管流形； • 尽可能降低消声器的流通阻力。
四、合理选择进、排气相位角
合理选择进、排气相位角，可以获得较好的充气效果，特别是在高转速时，适当推迟进气门关闭时间，可以利用高速气流的惯性来增加气缸充气量。采取措施：利用气门可变正时技术，优化气门正时，可提高充量系数。

第4章换气过程与循环充量

合பைடு நூலகம்的进气定时
进气迟闭角过大
低速时缸内气流可能会倒流进入进气管；影响有效压缩比，从而影响压缩终了温度，使发动机冷起动困难。
气门叠开和燃烧室扫气过程
进气门的提前开启与排气门的延迟关闭都发生在排气上止点前后，这样就会在排气行程上止点附近出现进、排气门同时开启的特殊现象，称为气门叠开，相应的角度是气门叠开角，它是排气迟闭角与进气提前角之和。
气门叠开角
点燃式内燃机用节气门调节功率，进气管内压力总是低于大气压。叠开角过大时高温废气有可能倒流进入进气管，引起回火。同时，由于新鲜充量中含有燃料，利用新鲜充量进行扫气将导致燃料的损失以及未燃碳氢排放物的增加，因此气门叠开角一般都比较小。
非增压柴油机进气管内压力始终接近大气压力，可采用较大的气门叠开角，增强扫气效果。非增压柴油机的气门叠开角20CA ~50CA 。
自由排气阶段
受配气机构的结构限制，气门只能逐渐加大其流通截面：如排气门在膨胀行程下止点时开启，则排气门流通截面增加过缓，气缸压力下降慢，活塞向上止点回行时所消耗的功较大。
该得未得
不想付而付
内燃机的排气门往往都在活塞到达下止点前的某一位置提前开启，称为排气提前;
自由排气阶段
超临界状态
排气门刚开启时，缸内压力较高，排气管压力与气缸压力之比往往小于临界压比，流动呈现超临界状态。在超临界状态，排气质量流量只取决于缸内气体状态和排气门有效开启截面的大小，与排气管内的气体状态无关。取 k 1.3
pc k 1 1.83 pe 2 pc max K m Ft Tc
4. 进排气动态效应
第二部分：燃烧与排放

呼吸气体交换课件

肺泡-动脉氧分压差（P(A-a)O2）
反映肺泡氧分压与动脉血氧分压之间的差距，用于评估肺换气功能。
呼吸频率（RR）和潮气量（VT）
评估呼吸的速率和每次呼吸的气体交换量，以了解通气效率。
06 呼吸气体交换的日常保健与预防措施
保持室内空气流通
通风换气
定期开窗通风，使室内空气与室外新鲜空气进行交换，减少室内空气中的有害物质浓度，保持空气清新。
位于肋骨之间，收缩时使肋骨上抬，扩大胸腔容积，帮助吸气。
腹肌
在呼气时收缩，帮助将二氧化碳从肺部排出。
03 气体交换过程
氧气进入肺部
氧气吸入
通过呼吸道吸入的空气中，氧气占据一定比例，是维持生命活动
所必需的。
肺泡扩散
氧气从肺泡表面通过肺泡壁和毛细血管壁扩散进入血液，与血红蛋白结合，被输送到全身各组织
呼吸气体交换的重要性
01
02
03
维持生命活动
呼吸气体交换是维持生命活动的必要过程，通过吸入氧气和排出二氧化碳，为身体提供能量。
调节酸碱平衡
正确的呼吸气体交换有助于维持酸碱平衡，防止酸中毒或碱中毒。
呼吸系统健康
正常的呼吸气体交换是呼吸系统健康的表现，反之则可能出现各种呼吸疾病。
呼吸气体交换的基本原理
戒烟
吸烟是导致呼吸道疾病和损伤的主要因素之一，戒烟可以有效减少对呼吸系统的损害，改善呼吸气体交换。
避免二手烟
避免接触二手烟，尽量远离吸烟环境，减少对他人烟雾的暴露，保护呼吸系统的健康。
预防呼吸道感染
注意个人卫生
保持室内清洁，勤洗手，避免与感染源接触，降低呼吸道感染的风险。
增强免疫力
合理饮食，均衡营养，保持充足睡眠，增强身体免疫力，提高抵抗呼吸道感染的能力。

发动机原理第六章换气过程

关闭时期，进排气门同时开启的现象称为气门重叠或气门叠开，相应的曲轴转角，称气门重叠角或气门叠开角。因重叠角较小，进气门开启高度不大，废气又具有一定的惯性，所以废气不会倒流。
在气门重叠开启时，进气管、气缸和排气管
连通，利用压差和惯性更多地排出废气，减少缸内的废气量，增加新鲜充量。特别是增压发动机，其进气压力高，有一定数量的新鲜空气直接扫过燃烧室，帮助清除废气后进入排气管，扫气效果更明显。对于化油器式汽油机，特别是怠速或部分负荷时，因进气管真空度高，当气门重叠角过大时，可能产生废气倒流（柴油机会有气门与活塞相碰的问题）。
（2）进气门进气系统中，进气门处的
M
vm a
通过断面最小且截面变化大，因此流动损失大部分集中于此。进气马赫数M是决定气流性质的重要参数。大量实验结果表明，M有一临界值0.5左右，超过后，充气效率迅速下降。增大气门相对通过面积、提高气门处流量系数及合理配置相位是提高充气效率的主要方法，但要合理控制M值。
2、强制排气阶段：从自由排气阶段结束，活塞上行至上止点，推出废气的一段，为强制排气阶段。排气速度与（压差）气门开启截面、活塞速度有关。缸内压力大于排气管压力，由气门节流引起。此阶段虽持续时间较长，但由于气缸内压力接近大气压力，气体密度低，流速较慢，因此排出废气量较少。
3、惯性排气阶段：

实际循环的换气过程进行的时间非常短暂，进排气门的启闭由于结构和动力负荷等原因，不可能全开或全闭。换气时，工质是在配气机构流通截面不断变化的情况下做不稳定流动，气缸内工质的温度和压力是随时间变化的，具有复杂的气体动力学现象。
（一）排气阶段

第6章换气过程与循环充量

1.排气阶段
1）自由排气阶段
排气门开启到气缸压力接近了排气管压力的这一时期，称为自由排气阶段。
排气提前角：从排气门开启到活塞行至下止点所对应的曲轴转角称为，一般为30º~80º曲轴转角。
自由排气阶段超临界状态亚临界状态
（1）超临界状态
排气门开启时，气缸内废气压力较高（0.2~0.5Mpa），缸内压力与排气管压力之比＞1.9，排气流动处于超临界状态，可利用废气自身的压力自行排出。
高速发动机其排气提前角要大一些：在自由排气阶段中，排出的废气量与发动机转速无关。发动机转速高时，在同样的排气时间（以秒计）所相当的曲轴转角增大，因此，高速发动机排气提前角要大。但不宜过大，否则会使排气损失加大。
2）强制排气阶段：活塞上行强制推出废气。
缸内平均压力高于排气管平均压力：克服排气门、排气道处的阻力，一般高出10kpa左右。气体的流速越高，此压差越大，消耗的功越多。
由空燃比的关系得
Байду номын сангаас
ma
( aL0 1aL0
)m1
令
Ka
排气门晚关：延长了排气时间，在废气压力和废气惯性力的作用下，使排气干净。
进气门早开排气门晚关
气门重叠
3.气门叠开：进、排气门同时开启
气门叠开角：进、排气门同时开启时对应的曲轴转角，一般为20º～80º曲轴转角。在增压发动机可达 80º~160º的曲轴转角。因其进气压力高。
作用：由于进气管、气缸、排气管互相连通，可以利用气流的压差、惯性或进、排气管压力波的帮助，清除残余废气，增加进气量，降低高温零件的温度，但注意不应产生废气倒流现象。
6.2 四冲程发动机的充量系数
6.2.1充量系数的概念

马井堂第六章呼吸第二节体内气体的交换和运输

第二节体内气体的交换和运输教学目标1．了解肺泡内的和组织里的气体交换的过程，理解气体交换的原理；理解呼吸的全过程；了解煤气中毒的原因及预防煤气中毒的常识。

2．通过做向澄清的石灰水中吹气实验，与用吸耳球向澄清的石灰水中打气作对比，培养学生的动手能力，训练学生应用科学方法做对比实验，进而培养学生的思维能力。

3．通过分析煤气中毒的原因和学习预防煤气中毒的措施，对学生进行关爱生命。

关心他人的教育，渗透爱惜生命、预防为主的生物学观点的教育。

重点、难点分析1．本课的重点是体内气体交换的原理和呼吸的全过程。

因为：（1）学生通过上节课学习的呼吸运动，已经解决了人体外环境与肺泡进行气体交换的问题。

接着要解决的是，肺泡与血液之间如何进行气体交换和血液与组织细胞之间如何进行气体交换的问题。

要理解呼吸的全过程，体内气体交换的原理是关键，因而气体交换的过程和原理是本课的重点。

（2）通过本章的学习，学生对人体的呼吸应该有整体的认识。

学生在前面一章已经学习了血液循环系统，具备了气体在血液中运输的基础知识。

在第一节中又学习了呼吸运动，理解了肺的通气。

在此基础上学习了体内气体交换，就可以自己概括出呼吸的全过程。

因此，无论是从知识的完整性角度来看，还是从能力培养的角度分析，呼吸的全过程均应作为本课的重点。

2．本课的难点是气体交换原理。

由于学生在物理课上还没有学习过扩散作用，这个物理概念要从生物学的角度给学生是有一定的困难的。

加上肺泡里的气体。

血液中的气体、组织细胞里的气体都是学生看不见，摸不着的，让学生理解体内气体交换的原理也是有一定困难的。

建议教师从学生熟悉的实际生活出发，感性地体验气体的扩散作用。

如，在教室中喷洒带有茉莉香味的空气清新剂，体会气味传过来的过程，从而理解带香味的气体是从喷洒处扩散过来的。

也可以请学生举一些生活中的例子，帮助学生理解扩散作用。

在此基础上，参考教材P. 65的插图制作教具，可以用剪贴图，也可以制作活动的投影复合片，有条件的学校还可以设计计算机软件，力争将体内气体交换过程呈现在学生眼前，使学生有感性认识，从而有助于突破难点。

运生第6章呼吸与运动(含肺容量)

2. 肺通气效率提高
安静时呼吸深度增加,呼吸频率下降。 ■运动时呼吸深度和频率的匹配更加合理。运动时，在相同肺通气量的情况下，运动员肺通气量的增长主要是依靠呼吸深度来增加的，使肺泡通气量和气体交换率提高，呼吸肌的能耗量和耗氧量也随之下降，对进行长时间的运动是很有利的。
■ 14
第一节肺通气
（四）肺换气功能的评定
氧扩散容量：肺泡膜的氧分压差为1mmHg时每分钟可扩散的氧量。静息时，青年男子为20-33ml/min/mmHg，运动时可达60ml/min/mmHg，优秀的耐力运动员可达80 ml/min/mmHg。氧扩散容量随年龄、性别、体位、机能活动和训练水平等的改变有所不同。长期的耐力训练对氧扩散容量有良好影响. 不同项目对氧扩散容量的影响不同。
外周化学感受器（颈动脉体、主动脉体）
中枢化学感受器
（延髓腹外侧浅表处）
三、运动时呼吸变化的调节：
（P.167）
32
[思考题]
1.呼吸的概念与过程 2.呼吸形式有几种?运动过程中如何随技术动作的变化而改变呼吸形式? 3. 为什么在一定范围内深慢的呼吸比浅快的呼吸效果要好? 4.试述肺通气功能指标测定意义和评定方法。 5.试述影响肺换气的因素。 6.试述O2在血液中运输的形式。 7.氧离曲线的生理意义是什么 ?哪些因素影响氧离曲线的变化?

通气血流比值
氧扩散容量
3
第六章呼吸与运动
呼吸系统：呼吸道：
气体进出的通道

肺：
气体交换的场所
4
第六章呼吸与运动

●
呼吸概念：机体与外界环境的气体交换——呼吸呼吸过程：
外呼吸：外界血液肺通气、肺换气 ●气体在血液中的运输 ●内呼吸：血液组织细胞

概-述-呼吸：机体与外界环境之间的气体交换过程。-呼吸全PPT课件

肺不泡具：备人气体体左右交肺换共的有功6-能7亿。个，总面积约为70-100平方米。
从由单层上皮细胞构成的肺泡膜到肺毛细血管壁，是气体交换必须穿越的结构，该结构称作呼吸膜，呼吸膜共有六层结构，其厚度仅为l从μm，厚度越薄，气体的通透性越强。
.
5
呼吸道主要功能
1、加温湿润：主要在鼻咽部（血流丰富、粘液）。临床气管插管。
说明肺泡内液-气界面（表面张力）是否存在，与肺的弹性
阻力有着密切关系。
离体肺在充气和充水时（扩张肺
至相同容积），可见充气所需的压力＞充水。
肺泡内的液-气界面，因界面层的液体分子受力
不均匀，表现的内聚力（表面张力）方向是向
中心的→使肺泡缩小。
.
41
根据Laplace定律: 2T(N/cm)
P(N/cm)＝—r—(c—m—) —— ——
23肺内压大气压气体经呼吸道出肺胸廓容积缩小肺被动缩小膈肌和肋间外肌舒张肋骨和膈肌弹性回位缩小胸廓上下前后左右径肺内压大气压气体经呼吸道入肺胸廓容积扩大肺在胸膜腔负压作用下被动扩张因肺无主动扩缩的组织结构膈肌收缩使膈顶下移增大胸廓的上下径肋间外肌收缩使肋骨上提扩大胸廓前后左右径平静呼吸时吸气是主动的呼气是被动的
第七章呼吸系统生理
呼吸：机体与外界环境之间的气体交换过程。
呼吸全过程：肺呼吸(外呼吸) 运输细胞呼吸(内呼吸)
.
1
呼吸：
.
2
呼吸三环节：
1. 外呼吸(肺呼吸):
肺通气：肺换气：
2. 气体在血液中的运输 3. 内呼吸(组织呼吸):
组织换气：细胞内氧化代谢：
.
3
呼吸 : 机体与外界环境之间的气体交换过程。
2、过滤清洁

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2020/3/2
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通过排气门口废气的流速等于该状态下的音速（ m/s ）
c KRT
式中 K——绝热指数；
T——气体的绝对温度；
R——气体常数〔N•m/（kg·K）〕。
在超临界排气时期，废气流量与排气管内压力pr 无关，只与气缸内的气体状态及气门开启截面积有关。
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高速发动机其排气提前角要大一些：在自由排气阶段中，排出的废气量与发动机转速无关。发动机转速高时，在同样的排气时间（以秒计）所相当的曲轴转角增大，因此，高速发动机排气提前角要大。但不宜过大，否则会使排气损失加大。
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2）强制排气阶段：活塞上行强制推出废气。
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进气门早开：增大了进气行程开始时气门的开启高度，减小进气阻力，增加进气量。
进气门晚关：延长了进气时间，在大气压和气体惯性力的作用下，增加进气量。
排气门早开：借助气缸内的高压自行排气，大大减小了排气阻力，使排气干净。
排气门晚关：延长了排气时间，在废气压力和废气惯性力的作用下，使排气干净。
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1. 排气损失
排气损失是从排气门提前打开，直到进气行程开始，气缸内压力到达大气压力之前，循环功的损失。
（1）自由排气损失（图中面积 W），是由于排气门提前打开而引起的膨胀功的减少。
（2）强制排气损失（图中面积 Y），是活塞上行强制推出废气所消耗的功。
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缸内平均压力高于排气管平均压力：克服排气门、排气道处的阻力，一般高出10kpa左右。气体的流速越高，此压差越大，消耗的功越多。
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3）惯性排气。
当强制排气阶段接近终了，在上止点附近，废气尚有一定的流动能力，利用气流的惯性进一步排除废气。
排气迟闭角，一般为10º~35º曲轴转角。
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气门重叠会产生串气吗？
不会！
因为： a. 进、排气流各自有自有助于更好地排气。
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二、换气损失
换气损失由排气损失和进气损失两部分组成。
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找出提高充气量方向与措施。减少换气损失
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6.1 四行程发动机的换气过程
一、换气过程四行程发动机的换气过程包括从排气门开启到进气门关闭
的整个时期，约占410º~480º曲轴转角。
换气过程的目的： • 最大限度地吸入新鲜充量 —φc是核心问题 • 最小的换气损失 • 各缸进气均匀性 • 在缸内形成合理的流场,以控制混合气形成和燃烧
第6章换气过程与循环充量
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•换气过程是持续运转的必要条件 •单位时间进入整机的充气量是决定发动机输出功率的“量”的因素
换气过程排气过程进气过程排除废气
换气过程的任务充入尽可能多的新鲜工质
研究的内容
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换气过程的进行情况
分析影响充气量的各种因素
并且因排气流速甚高，在排气过程中伴有刺耳的噪声，
所以排气系统必须装有消声器。
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（2）亚临界状态
缸内压力与排气管内压力之比下降到1.9以下时，排气流动转入亚临界状态，废气流速降低，产生的噪音较小。
排出的废气量决定于气缸内及排气管内的压力差。压力差越大排出废气越多。当到某一时刻气缸内与排气管内压力相等，自由排气阶段结束（一般下止点后10º~30º曲轴转角）。此阶段虽然历程很短，但因排气流速甚高，排出废气量达60%以上。
进气损失：因进气系统的阻力而引起的功的损失。
排气损失与进气损失之和称换气损失，即图中面积 (W+X+Y) 。在实际循环示功图中把面积 (x+y-d)相当的负功称为泵气损失。这部分损失放在机械损失中加以考虑。
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6.2 四冲程发动机的充量系数
6.2.1充量系数的概念
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换气过程
1.排气阶段 1）自由排气阶段 2）强制排气阶段 3）惯性排气阶段 2.进气阶段 1）准备进气阶段 2）正常进气阶段 3）惯性进气阶段 3.气门叠开
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1.排气阶段
1）自由排气阶段
排气门开启到气缸压力接近了排气管压力的这一时期，称为自由排气阶段。
排气提前角：从排气门开启到活塞行至下止点所对应的曲轴转角称为，一般为30º~80º曲轴转角。
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自由排气阶段超临界状态亚临界状态
（1）超临界状态
排气门开启时，气缸内废气压力较高（0.2~0.5Mpa），缸内压力与排气管压力之比＞1.9，排气流动处于超临界状态，可利用废气自身的压力自行排出。
随着排气提前角增大，自由排气损失面积增加，强制排气损失面积减小，如图中b曲线，如排气提前角减少则强制排气损失面积增加，如图中c曲线。所以最有利的排气提前角应使面积（W+Y）之和最小。
减少排气损失的主要措施是：减小排气系统阻力和排气门处的流动损失。
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2．进气损失
进气门早开排气门晚关
气门重叠
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3.气门叠开：进、排气门同时开启
气门叠开角：进、排气门同时开启时对应的曲轴转角，一般为20º～80º曲轴转角。在增压发动机可达80º~160º 的曲轴转角。因其进气压力高。
作用：由于进气管、气缸、排气管互相连通，可以利用气流的压差、惯性或进、排气管压力波的帮助，清除残余废气，增加进气量，降低高温零件的温度，但注意不应产生废气倒流现象。
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2.进气阶段 1）准备进气阶段
进气阀必须在上止点前开始打开？从进气门打开到上止点为止，这段曲轴转角称为进气提前角。
2）正常进气阶段
3）惯性进气阶段
进气阀关闭时也必须在下止点后才关闭？
从下止点到进气阀终了这段曲轴转角称为进气迟闭角。
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