Кислород на дому: 10 вопросов о кислородных концентраторах

Насыщение крови кислородом (сатурация)

Измерить сатурацию на редкость просто. Однако метод имеет свои скрытые системные недостатки, которые должны быть учтены!

Практические рекомендации:

  • Датчик предпочтительнее, особенно в родзале и в первые дни жизни, располагать на правой руке (предуктальные значения), позже, по необходимости, на ногах, на больших пальцах ног и т.д.
  • Необходимо следить за хорошим контактом с кожей.

Преимущества:

  • Простой метод, не требующий калибровки
  • Неинвазивный.
  • Нет сильного нагрева кожи, тем не менее, следует остерегаться появления ожогов второй степени (пузырей), прежде всего у новорожденных с гипотонией и вследствие этого с плохой перфузией (например, при сепсисе).
  • Немедленные, относительно стабильные результаты (для родзала и транспортировки).
  • Данный диагностический метод чувствителен к гипоксемии.

Недостатки:

  • Артефакты вследствие движения (часто ложные тревоги).
  • Окружающий свет (например, фототерапия нарушает сигнал (необходимо следить за контактом с кожей).
  • Плохая перфузия (гипотензия) нарушает измерения.
  • Ложно завышенные (нормальные) значения при метгемоглобинемии или отравлении монооксидом углерода (CO-Hb).
  • Плохая корреляция и вместе с ней непригодность для распознавания гипероксии (основание: кривая связывания O2).

Границы зоны тревоги:

  • Нижняя граница: 85 % у недоношенных новорожденных с риском развития ретинопатии. 90 % при персистирующем фетальном кровообращении (синдром ПФК).
  • Верхняя граница (при дополнительном потоке O2): 93 % у недоношенных < 32 недель гестаиии/1500 г., 95 % у недоношенных > 1500 г., при спонтанном дыхании без дополнительных дотаций кислорода до 100 %.

Физиология легочного кровообращения

Прежде чем мы объясним механизмы гипоксемии, стоит понять, откуда кислород поступает в кровь и как он транспортируется.

Легочное кровообращение (также называемое малым кровообращением) начинается в правом желудочке. Его задача — перекачать не насыщенную кислородом кровь в легочный ствол, который разделяется на две легочные артерии. Эти артерии постепенно разветвляются на сосуды все меньшего и меньшего калибра. Самые маленькие из них называются капиллярами и образуют плотную сеть, которая обволакивает альвеолы.

Капиллярная стенка вместе с прилегающей альвеолярной стенкой образуют так называемые везикулярно-капиллярный барьер. Именно через этот барьер происходит газообмен — кислород проникает из просвета пузыря в кровь, расположенную в капиллярном сосуде, а углекислый газ проникает в противоположном направлении.

Затем насыщенная кислородом кровь транспортируется в легочные вены, откуда она попадает в левое предсердие сердца. Стоит отметить, что в малом круге кровообращения дезоксигенированная кровь течет в артериях, а оксигенированная кровь — в венах (в отличие от большого кровотока).

Мастерим органайзер для белья своими руками из ткани быстро и легко

Для тех, кто умеет шить и хочет навести порядок в бельевом шкафу, мы подготовили фото руководство. Оно иллюстрирует изготовление органайзера из ткани.

Нам понадобится:

  • плотная цветная ткань;
  • более тонкая контрастная ткань;
  • синтепон;
  • широкая тесьма для отделки краёв;

Изготовление органайзера:

  1. Вырезать из плотной ткани и синтепона два прямоугольника. По размерам они должны быть чуть меньше габаритов ящика, чтобы будущий короб не деформировался.
  2. Пришить продольные перегородки органайзера. Для этого нужно нашить на синтепоновую основу длинные прямоугольники из контрастной материи. Длина такая же, как у основы, а ширина — двойная высота стенок ящика.
  3. Сшить прямоугольники посередине, сложить их так, чтобы шов оказался внутри. Таким образом, создаётся двойная перегородка.
  1. Расчертить заготовку исходя из того, какое количество ячеек необходимо.
  2. Пристрочить большие прямоугольники, отступая от края на полтора сантиметра.
  3. Высчитать размеры маленьких перегородок. Ширину учитывать с учётом припусков на швы, а высоту делать немного меньше.
  4. Сшить перегородки из ткани, сложенной пополам. Вывернуть заготовки на лицевую сторону.
  1. Прошить по очереди каждую маленькую перегородку с обеих сторон. Работу лучше выполнять на руках.
  1. Сшить две половинки краёв заготовок. Отпарить, спрятать шов внутрь и прошить.
  2. Окантовать верх всех перегородок тесьмой.
  3. Пришить по периметру изделия основные прямоугольные стенки, а к ним края перегородок вручную.
  4. Пристрочить к синтепону вырезанный в начале работы прямоугольник. Оформить дно можно любым швом, но лучше работать зигзагом. В процессе использования нитки не будут выбиваться.
  5. Обработать края и наружные углы тесьмой. Органайзер для белья готов.

Благодаря синтепону в основании каркаса такой короб можно стирать несколько раз в год.

Отравление кислородом

Гипоксемия: причины

Обеспечение правильного количества кислорода в артериальной крови требует трех основных условий:

  • Достаточно кислорода в воздухе, которым мы дышим;
  • Правильный поток воздуха с кислородом через дыхательные пути, вплоть до альвеол;
  • Постоянный приток крови к легочным сосудам и возможность попадания кислорода из вдыхаемого воздуха.

Поэтому развитие гипоксемии может быть следствием различных ситуаций, таких как:

Уменьшение количества кислорода в атмосферном воздухе.

Чаще всего мы испытываем падение вдыхаемого воздуха на высотах. По мере увеличения высоты плотность воздуха уменьшается, а парциальное давление кислорода уменьшается. Из-за этого пребывание на высоте может стать причиной гипоксемии и развития высотной болезни.

  • Неэффективное или слишком низкое дыхание вызывает недостаточный приток насыщенного кислородом воздуха в альвеолы. Замедление дыхания может быть связано с нарушением обмена веществ, употреблением наркотических средств, а также передозировкой некоторых лекарств (например, анестетиков или противоэпилептических средств).
  • Нарушения дыхательных путей встречаются также при заболеваниях, которые влияют на работу дыхательных мышц — например, в группе заболеваний двигательных нейронов (включая боковой амиотрофический склероз).
  • Дыхательный центр, который управляет инспираторно-экспираторной функцией, расположен в продолговатом мозге в стволе мозга. Повреждение этих структур (например, в результате ишемии или травмы) может разрушить «центр контроля» дыхания, что приведет к последующей гиповентиляции и гипоксемии.
  • Недостаточное дыхание также возникает при обструктивном апноэ во сне. Это состояние, характеризующееся нарушением сна при дыхании.

Нарушение вентиляции / легочного потока

Эффективная оксигенация крови возможна только в случае ее непрерывного притока к капиллярам, сплетения правильно вентилируемых легочных альвеол.

Если часть легкого плохо проветривается (например, из-за аспирации инородного тела в дыхательные пути или воспаления, как в случае COVID-19), несмотря на нормальный кровоток, он не будет насыщаться кислородом.

Также возможно обратное расстройство: везикулы хорошо вентилируются и содержат необходимое количество кислорода, но по какой-то причине кровь не достигает капилляров.

Типичным примером легочного нарушения кровообращения является легочная эмболия, при которой приток дезоксигенированной крови к легочным сосудам блокируется тромбом.

Дисфункция везикулярно-капиллярного барьера

Везикулярно-капиллярный барьер обеспечивает обмен газами между просветом альвеол и капиллярными сосудами. Его утолщение может привести к затруднению попадания кислорода в кровь. Примером состояния, при котором нарушается барьерная функция, является идиопатический легочный фиброз.

Правосторонняя утечка

Физиологически правая половина сердца содержит дезоксигенированную кровь, которая после прохождения через легочную циркуляцию переходит в левую половину в виде оксигенированной крови. Существуют заболевания, при которых деоксигенированная кровь поступает в левый желудочек, минуя стадию оксигенации в легких. Мы называем это утечкой.

Наиболее распространенной причиной левостороннего протекания являются врожденные пороки сердца и / или крупных сосудов. Наличие отверстий в перегородке, разделяющей половинки сердца или соединения между легочным стволом и аортой, позволяет потоку не насыщенной кислородом крови прямо в артерии большого кровотока.

Примерами врожденных пороков сердца, сопровождающихся протеканием справа налево, являются отверстия в желудочковой или межпредсердной перегородке, а также открытый артериальный проток (который переносит кровь непосредственно из легочного ствола в аорту в утробе матери).

Где выдают концентраторы на дом бесплатно?

Цены на эффективные оксигенаторы стартуют с отметки в 30 тыс. грн. В аренду 10-литровый концентратор можно взять за 4–5 тыс. грн в месяц. К счастью, два благотворительных фонда выдают их бесплатно — «Свої» (Киев) и «Корпорация монстров» (Одесса).

«Сейчас у нас 80 аппаратов, к концу года будет 160, — рассказывает Леся Литвинова, соучредительница БФ «Свої». — Для того чтобы получить один из них бесплатно, мне на мессенджер нужно выслать подтверждение того, что вам действительно нужна кислородная поддержка. Это могут быть результаты компьютерной томографии, показатели пульсоксиметра, справка от лечащего врача или выписка из стационара. Сейчас часто бывает, что людей выписывают, когда сатурация без кислородного концентратора составляет всего 56–60%. Сам коронавирус они победили, но остались масштабные поражения легких. И никто их по несколько недель или месяцев держать в стационаре не будет. Поэтому у нас сейчас достаточно тех, кто выписался из больницы, а кислород им еще нужен. Или тех, кто не попал в больницу, но кислород им уже нужен».

В благотворительном фонде «Корпорация монстров» в парке кислородных концентраторов — 100 аппаратов. «Стараемся больше покупать 10-литровых аппаратов. Но у нас есть и 5-литровые. Мы выдаем их бесплатно тем, кто приносит в наш офис документы, удостоверяющие личность, и оригиналы справки от лечащего врача или выписки из стационара о том, что нужна кислородная поддержка. Сроков, когда нужно вернуть, не устанавливаем. Одним оксигенатор может понадобиться неделю, а другим — и два месяца. Но у нас все сознательные: как только сатурация приходит в норму, возвращают концентраторы», — рассказала нам Аурика Шитря, сотрудница БФ «Корпорация монстров».

К слову, совершенно не стоит бояться пользоваться б/у концентраторами. «Цеолит имеет настолько мелкие поры, что он способен отделить азот от кислорода. Поэтому бактерии через него не проходят и не попадают к больному», — объясняет Максим Пилипенко.

  • Прыжок в бездну: почему Covid-19 может стать причиной суицидов
  • КТ легких при Covid-19: восемь главных вопросов
  • Страховка от Covid: сколько платят и кому откажут

Подпишитесь на ежедневную еmail-рассылку от создателей газеты номер 1 в Украине

Каждый вечер в вашей почте самое важное, эксклюзивное и полезное. Подписаться

Закон Дальтона

Парциальное давление каждого газа, входящего в состав смеси, это давление, которое создавалось бы той же массой данного газа, если он будет занимать весь объем смеси при той же температуре.

В природе и в технике мы очень часто имеем дело не только с одним чистым газом, но со смесью нескольких газов. Например воздух, это смесь азота, кислорода, аргона, углекислого газа и других газов. От чего зависит давление смеси газов?

В 1801 г. Джон Дальтон установил, что давление смеси нескольких газов равно сумме парциальных давлений всех газов, составляющих смесь.

Этот закон получил название закона парциальных давлений газов

Закон ДальтонаПарциальное давление каждого газа, входящего в состав смеси, это давление, которое создавалось бы той же массой данного газа, если он будет занимать весь объем смеси при той же температуре.

Закон Дальтона устанавливает, что давление смеси (идеальных) газов составляет сумму парциальных давлений компонент смеси (парциальное давление компоненты – это давление, которое компонента оказала бы, если бы она одна занимала все пространство, занятое смесью). Этот закон указывает, что на каждую компоненту не воздействует присутствие других компонент и свойства компоненты в смеси не меняются.

Два закона Дальтона

Закон 1 Давление смеси газов равно сумме их парциальных давлений. Из этого следует, что парциальное давление компонента газовой смеси равно произведению давления смеси на молярную долю этого компонента.

Закон 2 Растворимость компонента газовой смеси в данной жидкости при постоянной температуре пропорциональна парциальному давлению этого компонента и не зависит от давления смеси и природы других компонентов.

Законы сформулированы Дж. Дальтоном соотв. в 1801 и 1803.

Уравнение закона Дальтона

Как уже отмечалось, отдельные компоненты смеси газов считаются независимыми. Поэтому каждая компонента создает давление:

а полное давление равно сумме давлений компонент:

где ( p_i )- парциальное давление i газовой компоненты. Это уравнение — закон Дальтона.

При больших концентрациях, больших давлениях закон Дальтона не выполняется в точности. Так как проявляется взаимодействие между компонентами смеси. Компоненты перестают быть независимыми. Дальтон объяснил свой закон с помощью атомистической гипотезы.

Пусть имеется i компонент в смеси газов, тогда уравнение Менделеева — Клайперона будет иметь вид:

где ( m_i )- массы компонент смеси газа, ( {mu }_i )- молярные массы компонент смеси газа.

Если ввести ( leftlangle mu
ight
angle ) такую, что:

то уравнение (3) запишем в виде:

Закон Дальтона можно записать в виде:

Следствием закона Дальтона можно считать следующее выражение:

где ( x_i-молярная концентрация i-го ) газа в смеси, при этом:

где ( {u }_i )- количество молей ( i-го ) газа в смеси.

Контейнер объемом 10 литров содержит 1 моль азота и 3 моль водорода при температуре 298 K. Рассчитайте суммарное давление (в атм), если каждый компонент является идеальным газом.1 моль N2, 1 моль H2, V = 10 л, P = ?

( p = p_{A} + p_{B} = (n_A + n_B)frac{RT}{V} )

( p = (1 + 3)frac{8.2cdot 10{-2}cdot 298}{10} = 9.78 ext{атм} )

Определить плотность смеси идеальных газов, если один из компонентов смеси газ массой ( m_1 )и молярной массой ( {mu }_{1,} ) второй газ массой ( m_2 )и молярной массой ( {mu }_2 ). Температура смеси T, давление p.

парциальные давления компонент найдем из уравнения Менделеева-Клайперона:

Подставим (2.2) в (2.1), получим:

Плотность по определению:

Плотность смеси вычисляется по формуле: (
ho =frac{{(m}_1+m_2)p}{RTleft(frac{m_1}{{mu }_1}+frac{m_2}{{mu }_2}
ight)} ).

Водородная и атомная бомбы: сравнительные характеристики

Константы равновесия реакций с участием газовых смесей

Можно вычислить константу равновесия для химической реакции с участием смеси газов, учитывая парциальное давление каждого газа и общую формулу реакции. Для обратимой реакции с участием газовых реагентов и газовых продуктов, таких как:

аА+бBcC+dD{\ displaystyle a \, A + b \, B \ leftrightarrow c \, C + d \, D}

константа равновесия реакции будет:

Kпзнак равнопCcпDdпАапBб{\ displaystyle K_ {p} = {\ frac {p_ {C} ^ {c} \, p_ {D} ^ {d}} {p_ {A} ^ {a} \, p_ {B} ^ {b} }}}
где:  
Kп{\ displaystyle K_ {p}} = константа равновесия реакции
а{\ displaystyle a} = коэффициент реагента А{\ displaystyle A}
б{\ displaystyle b} = коэффициент реагента B{\ displaystyle B}
c{\ displaystyle c} = коэффициент продукта C{\ displaystyle C}
d{\ displaystyle d} = коэффициент продукта D{\ displaystyle D}
пCc{\ displaystyle p_ {C} ^ {c}} = парциальное давление, возведенное в степеньC{\ displaystyle C}c{\ displaystyle c}
пDd{\ displaystyle p_ {D} ^ {d}} = парциальное давление, возведенное в степеньD{\ displaystyle D}d{\ displaystyle d}
пАа{\ displaystyle p_ {A} ^ {a}} = парциальное давление, возведенное в степеньА{\ displaystyle A}а{\ displaystyle a}
пBб{\ displaystyle p_ {B} ^ {b}} = парциальное давление, возведенное в степеньB{\ displaystyle B}б{\ displaystyle b}

Для обратимых реакций изменения общего давления, температуры или концентрации реагентов будут сдвигать равновесие в пользу правой или левой стороны реакции в соответствии с принципом Ле Шателье . Однако кинетика реакции может либо противодействовать, либо усиливать сдвиг равновесия. В некоторых случаях кинетика реакции может быть решающим фактором, который следует учитывать.

Закон парциальных давлений Дальтона

Закон Дальтона выражает тот факт, что полное давление смеси газов равно сумме парциальных давлений отдельных газов в смеси. Это равенство возникает из-за того, что в идеальном газе молекулы настолько удалены друг от друга, что не взаимодействуют друг с другом. Большинство реальных газов очень близко подходят к этому идеалу. Например, для идеальной газовой смеси азота (N 2 ), водорода (H 2 ) и аммиака (NH 3 ):

пзнак равнопN2+пЧАС2+пNH3{\ displaystyle p = p _ {{\ ce {N2}}} + p _ {{\ ce {H2}}} + p _ {{\ ce {NH3}}}}
где:  
п{\ displaystyle p \,} = полное давление газовой смеси
пN2{\ displaystyle p _ {{\ ce {N2}}}} = парциальное давление азота (N 2 )
пЧАС2{\ displaystyle p _ {{\ ce {H2}}}} = парциальное давление водорода (H 2 )
пNH3{\ displaystyle p _ {{\ ce {NH3}}}} = парциальное давление аммиака (NH 3 )

Схема, показывающая концепцию закона Дальтона.

Взаимосвязь содержания газов крови с патологическими заболеваниями (состояниями) организма

Существует прямая корреляция между газовым составом крови и нарушениями в сердечно-легочной системе, к которым приводят разные болезни.

Определение газового состава крови необходимо для диагностики:

  • гипервентиляции (первичной и искусственной — от аппарата ИВЛ);
  • дыхательной недостаточности.

Первичная гипервентиляция чаще всего связана с особенностями психики и возбудимости вегетативной нервной системы. Панические атаки, немотивированный страх могут начаться ощущением затрудненности дыхания и нехватки воздуха, как следствие — судорожные вдохи, кашель и сопение. Также гипервентиляцию сопровождают боли в сердце и мышечная скованность.

Взаимосвязь стресса и гипервентиляционного синдрома

Заболевания, при которых показатели газового состава крови являются диагностически решающими:

  • обструктивные болезни легких (хронический бронхит, астма, профессиональные заболевания легких — асбестоз, силикоз, силикатоз и др.);
  • длительное вынужденное нахождение на искусственной вентиляции легких;
  • септические состояния (инфекционные осложнения);
  • артерио-венозные аневризмы и мальформации (врожденные и травматические), в которых идет перемешивание венозной и артериальной крови.

Для оценки травматического повреждения и эффективности проведенного оперативного вмешательства берут кровь из здорового (контрольного) участка вены и из отрезка вены, близкого к патологическому артериовенозному шунту.

Артериовенозное патологическое соустье со смешением крови

Обычно при ургентных (экстренных или запущенных) состояниях становится нужен такой анализ. Газовый состав крови помогает врачу понять прогноз пациента и дать правильную оценку эффективности проводимой терапии.

Рекомендуем изучить похожие материалы:

  1. 1. Система гемостаза: зачем сдавать анализ на свёртываемость крови
  2. 2. Как подобрать диету по группе крови: худеем вместе
  3. 3. Причины повышения или понижения нейтрофилов в анализе крови у детей?
  4. 4. Нормы содержания нейтрофилов в крови и какие функции они выполняют
  5. 5. Что значат повышенные эозинофилы в анализе крови у взрослых?
  6. 6. Правильное питание при повышенном уровне билирубина в крови
  7. 7. Низкий уровень общего билирубина в крови: причины понижения показателя

Эффект Бора

Влияние рН на характер кривой диссоциации оксигемоглобина называется эффектом Бора (по имени датского физиолога Христиана Бора, впервые открывшего этот эффект).

Гемоглобин в дезоксигенерированном состоянии имеет более высокое сродство к протонам, чем оксигемоглобин. Другими словами R – форма (оксигенерированная) является более сильной кислотой, чем Т-форма (дезоксигенерированная). Поэтому когда дезоксигемоглобин в легких присоединяет кислород, происходит переход в R – форму и разрыв некоторых связей, в результате чего и высвобождаются протоны, ответственные за эффект Бора. Наоборот, при высвобождении кислорода образуется Т-структура и разорванные связи между субъединицами должны быть восстановлены, и протоны вновь присоединяются к остаткам гистидина в  — цепях. Таким образом, протонирование гемоглобина снижает его сродство к О2 и увеличивает потребление О2 в ткани.

Эффект Бора имеет важное физиологическое значение. Образующийся в тканях СО2 должен транспортироваться в легкие

Он поступает в эритроциты по градиенту напряжения. В них фермент карбоангидраза превращает его в Н2СО3, который диссоциирует на бикарбонат, ион и протон. Последний сдвигает равновесие влево в уравнении (1).

Где n — величина порядка 2; число зависит от целого комплекса параметров, тем самым заставляя Hb О2 отдавать свой кислород.

НСО3 — пассивно продвигается через ионный канал по градиенту концентрации в сыворотку.

Продвижение НСО3 — не сопровождается перемещением Н + , поскольку нет канала, позволяющего ему пройти через мембрану эритроцитов. Для сохранения ионного равновесия при выходе НСО3 — из клетки, Cl — перемещаются внутрь её через тот же ионный канал. Такое двойное перемещение известно как хлоридный сдвиг (сдвиг Хамбургера).

Растворенный НСО3 — движется вместе с венозной кровью обратно в легкие. Здесь высвобождение протона из гемоглобина при оксигениции приводит к образованию НСО3 — (по принципу Ле-Шателье).

что позволяет карбоангидразе образовать СО2.

Разрушение НСО3 — в эритроците обуславливает вхождение в него НСО3 — из сыворотки, так что в легких происходит обратный хлоридный сдвиг, приводящий к выведению СО2 с выдыхаемым воздухом.

источник

Что такое парциальное давление

Характеристикой состояния компоненты смеси идеальных газов является парциальное давление.

Определение

Парциальное давление $(p_{i\ })$ $i-го$ газа в смеси называется давление, которое создавал бы этот газ, если кроме него все остальные газы отсутствовали, но объем и температура остались неизменными.

\

где $V-\ $объем смеси, $T$- температура смеси. Здесь необходимо отметить, что вследствие равенства средних кинетических энергий молекул смесей можно говорить о равенстве температур всех компонент смесей в состоянии термодинамического равновесия.

Давление смеси идеальных газов p определяется по закону Дальтона:

\

Следовательно, парциальное давление, можно выразить как:

\

Что такое парциальный объем

Другим важным параметром состояния смеси газов является парциальный объем.

Определение

Парциальным объемом $V_i$ $i-го$ газа в смеси называют тот объем, который имел бы газ, если бы из смеси убрали все остальные газы, при неизменной температуре и объеме:

\

Для смеси идеальных газов выполняется закон Амага:

\

Действительно, если из (6) выразить ${\nu }_i$ и подставить в (4), получим:

\

Парциальный объем можно рассчитать по формуле:

\

Параметры состояния смеси идеальных газов подчиняются уравнению Менделеева — Клайперона в следующем виде:

\

где все параметры в уравнении (9) относятся к смеси в целом.

Или уравнение (9) иногда удобнее записывать в таком виде:

\

где $R_{sm}=\frac{R}{{\mu }_{sm}}=R\sum\limits^N_{i=1}{\frac{g_i}{{\mu }_i}}$ — удельная газовая постоянная смеси.

Пример 1

Задание: При 290 K в сосуде объемом 1$м^3$ содержится 0,5${\cdot 10}^{-3}$ кг водорода и 0,10${\cdot 10}^{-3}$ кг гелия. Найдите парциальное давление гелия и давление смеси.

Решение:

Найдем количество молей для каждой компоненты смеси, используя формулу:

\

тогда количество молей водорода в смеси, если с помощью таблицы Менделеева находим, что молярная масс водорода ${\mu }_{H_2}=2\cdot {10}^{-3}\frac{кг}{моль}$:

\

Проведем расчет:

\

Аналогично рассчитаем ${\nu }_{He}\ ({\mu }_{He}=4\cdot {10}^{-3}\frac{кг}{моль}):$

\

Используем уравнение Менделеева — Клайперона найдем парциальные давления каждой компоненты смеси:

\

Тогда давление водорода:

\

Рассчитаем парциальное давление водорода:

\

Аналогично найдем парциальное давление гелия:

\

Давление смеси найдем как сумму давлений составляющих ее компонент:

\

Следовательно, давление смеси равно:

$p=602,5+60,25=662,75$ (Па)

Ответ: Парциальное давление гелия равно $60,25$ Па, давление смеси $662,75$ Па.

Пример 2

Задание: В состав смеси газов входят 0,5 кг $O_2$ и 1 кг $CO_2$. Определить объем, который займет смесь газов при давлении в одну атмосферу, если газы считать идеальными. Температуру смеси принять равной 300 К.

Решение:

Найдем массу смеси газов:

\

Следовательно,

\

Найдем массовые компоненты смеси $g_i$:

\

\

Рассчитаем газовую постоянную смеси:

\

\

Выражение для объема смеси, полученное из уравнение Менделеева — Клайперона:

\

Проведем вычисления объема, учитывая, что p=1атм.=$\ {10}^5Па$:

\

Ответ: Смесь занимает объем 0,9 $м^3.$

Перенос кислорода и углекислого газа кровью. Диссоциация оксигемоглобина и влияние на нее рН, концентрации со2 и температуры.

Основной механизм газообмена в лег-ких
– это диффузия в результате разницы
парциальных давлений О2 и СО2. Парциальное
давление – это давление одного газа,
который нах-ся в смеси с другим. О2 и СО2
диффузируют только в раст-воренном
состоянии.

Диффузионная способность легких для
кислорода очень велика. Это обус-ловлено
огромным (сотни миллионов) альвеол и
большой их газообменной поверхностью
(около 100 м2), а так же малой толщиной
альвеолярно-капи-ллярной мембраны.

Диффузионная способность легких у
человека примерно = 25 мл О2 в 1 мин в
расчете на 1 мм рт.ст. градиента парциальных
давлений кислорода.

Диффузия СО2 из венозной крови в альвеолы
происходит достаточно легко, т.к.
растворимость СО2 в жидких средах в
20-25 раз больше, чем у кислорода.

Дыхат.ф-ция крови – доставка к тка-ням
необходимого им кол-ва О2. О2 в крови
нах-ся в 2-х состояниях: растворенный в
плазме (0,3 об.%) и связанный с гемоглобином
(20об.%) – оксигемоглобин. СО2 тоже нах-ся
в крови в 2-х состояниях: растворен-ный
в плазме (5% всего кол-ва)и химически
связанный с др. в-вами (95%) – угольная
кислота (Н2СО3), соли угольной кислоты
(NaHCO3) и в связи с гемоглобином (HbHCO3).

Отдавший кислород гемоглобин счи-тают
восстановленным или дезокси-гемоглобином.
Молекула гемоглобина содержит 4 частицы
гемма и может связать 4 молекулы О2.
Кол-во О2, связанного гемоглобином в 100
мл крови, носит название кислородной
емкости крови и составляет около 20 мл
О2.

Диссоциация оксигемоглобина
зависимость процентного насыщения
гемоглобина кислородом от величины
парциального напряжения. С уменьшением
рО2 в крови происходит диссоциация
окси-гемоглобина, т.е. процентное
содер-жание оксигемоглобина уменьшается,
а восстановление его растет.

Гипоксемия –
острое снижение насы-щенности крови
кислородом. Вслед-ствие задержки дыхания,
вдыхания воздуха с пониженным рО2, при
физ. нагрузках, при неравномерной
венти-ляции различных отделов легких.

Обмен газов между кровью
и тканями
осущ-ся также
путем диффузии. Артериальная кровь
отдает тканям не весь О2. Разность между
об.% О2 в притекающей к тканям артериальной
крови и оттекающей от них венозной крови
наз-ся артерио-венозной
раз-ностью по кислороду(7об.%).
Эта величина показывает какое кол-во
О2 доставляют тканям каждые 100 мл крови.
Для того, чтобы установить, какая часть
приносимого кровью О2 переходит в ткани,
вычисляют коэф.
утилизации кислорода.
 Для
его опре-деления делят величину
артерио-венозной разности на содержание
О2 в артериальной крови и умножают на
100. В покое для всего организма КУ =
30-40%, в миокарде, сером в-ве мозга, печени
и корковом слое почек 40-60%, при физ.нагрузках
КУ кисло-рода работающими скелетными
мышцами и миокардом = 80-90%.

На
процесс присоединения кислорода к
гемоглоби­ну влияют следующие факторы:
концентрация ионов водорода, напряжение
углекислого газа, температура, концентрация
2,3-дифосфоглице-рата (2,3-ДФГ).
Их
суммарный эффект на взаи­модействие
гемоглобина с кислородом отражает
величина P50
значение напряжения кислорода, при
котором гемоглобин насыщен на 50% (рис.
22-23). Изменение каждого из факторов
способно смещать кривую диссоциации
вправо (увеличение P50)
или влево (уменьшение Р.). Сдвиг
вправо вызывает снижение сродства
гемо­глобина к кислороду, вытесняет
кислород из связи с гемоглобином и
увеличивает количество кис­лорода,
доступного тканям; сдвиг влево дает
обратный эффект.
В
норме P50 составляет
26,6 мм рт. ст. (3,4 кПа).

При диффузии двуокиси углерода из крови
в альвеолы происходят процессы обратного
направления — в результате в крови
снижаются Рсо2 и концентрация ионов
водорода, сдвигая кривую диссоциации
оксигемоглобина влево и вверх. При этом’
значительно увеличивается количество
кислорода, связывающегося с гемоглобином
при любом существующем уровне альвеолярного
Ро2, что увеличивает транспорт кислорода
к тканям.

Кроме того, во время работы температура
мышцы часто повышается на 2-3°С, что может
еще больше увеличивать доставку кислорода
мышечным волокнам. Все эти факторы
вызывают значительный сдвиг кривой
диссоциации оксигемоглобина
в крови
капилляров мышц вправо. Сдвиг вправо
означает высвобождение кислорода
гемоглобином в мышце при достаточно
высоком уровне Ро2 (40 мм рт. ст.) даже в
случаях, когда из него уже высвободилось
70% кислорода. Сдвиг кривой в другую
сторону показывает, что в легких
присоединилось дополнительное количество
кислорода из альвеолярного воздуха.

Практическое заключение

Понимание этих тезисов позволяет придать осмысленность многим даваемым на курсах ограничениям и правилам, что совершенно необходимо как для дальнейшего развития, так и для правильного их нарушения.

Нитрокс рекомендован к использованию при обычных погружениях, ибо он снижает азотную нагрузку на организм даже если Вы остаетесь полностью в пределах ограничений рекреационного дайвинга, это лучшее самочувствие, больше удовольствия, легче последствия. Однако, если Вы собираетесь нырять глубоко и часто — надо помнить не только о его преимуществах, но и о возможной кислородной интоксикации. Всегда лично проверяйте уровни кислорода и определяйте свои лимиты.

Азотное отравление — наиболее вероятная из проблем, с которыми можно столкнуться, всегда будьте внимательны к себе и партнеру.

Отдельно хотелось бы обратить внимание, что прочтение данного текста не означает, что читатель освоил полный набор информации для понимания работы с газами при сложных погружениях. Для практического применения этого совершенно недостаточно

Это только стартовая точка и базовое понимание, не более того.

Всегда оставайтесь в пределах своих знаний и физических возможностей! Удачи!

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Андрей Измаилов
Наш эксперт
Написано статей
116
Добавить комментарий