Дыхание и курение с точки зрения физики

Цель: изучение процесса дыхания человека с точки зрения физики и влияния курения на этот процесс.
Задачи исследования:
Рассмотреть процесс дыхания с позиции газовых законов.
Рассмотреть способы измерения объема легких.
Описать принцип действия и устройство спирометра – прибора для измерения объема легких.
Сконструировать рабочую модель спирометра.
Сконструировать устройство для демонстрации вредного влияния курения на легкие человека.
Исследовать легкие учащихся спирометрическим методом.
ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

Закон Дальтона
где p1, р2, p3, pn—парциальные давления, производимые каждым газом, входящим в состав смеси.
Парциальным давлением газа в смеси газов называется давление, которое этот газ создавал бы в отсутствие других компонентов смеси.
p=p1 + p2 + p3+...+pn

Средние величины парциального давления газов (мм рт. ст.) в сухом вдыхаемом воздухе, альвеолах, в выдыхаемом воздухе и в крови при мышечном покое (средняя часть рисунка). Парциальное давление газов в венозной крови, оттекающей от почек и мышц (нижняя часть рисунка).

ИЗМЕНЕНИЕ ДАВЛЕНИЯ В ЛЕГКИХ ПРИ ВДОХЕ И ВЫДОХЕ
Изотермический закон (Р0V0=P1V1) - вследствие образовавшегося перепада давлений происходит вдох.

МОДЕЛЬ ЛЕГКИХ
Модель легких

СПОСОБЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОБЪЕМА ЛЕГКИХ
С помощью формулы Дюбуа.
т - масса тела в килограммах, L - длина тела, рост в метрах. Далее пользуются известной зависимостью, со­гласно которой на 1 м2 поверхности приходится у мужчин - 2,5 л, у женщин - 2 л полного объема легких.
2. Спирометрия.
3. Метод стандартов.

Зависимость экспериментальных значений от теоретических

Спирометрия
Спирометрия (от лат. spiro — дую, дышу) - метод измерения жизненной ёмкости лёгких с помощью спирометра.
Спирометрия предложена в 1846 году английским учёным Дж. Хатчисоном.
Схема спирометра Хатчисона

Современный спирометр имеет турбинный принцип действия – в каркасе прибора расположен микропроцессор, соединенный с турбиной, которую приводит в движение воздух, выдыхаемый пациентом через специальный мундштук.

дыхательный объем легких – количество воздуха, которое пациент вдыхает и выдыхает;
резервный объем вдоха – разница между спокойным и максимально глубоким вдохом;
емкость вдоха – количество вдыхаемого воздуха от нормального выдоха до максимально глубокого вдоха;
резервный объем выдоха – разница между спокойным и максимально возможным выдохом;
жизненная емкость легких – разница между максимальным выдохом и максимальным вдохом.
ПОКАЗАТЕЛИ СПИРОМЕТРИЧЕСОГО ИССЛЕДОВАНИЯ

МОДЕЛЬ СПИРОМЕТРА
Схема и модель поплавкового спирометра

ДИНАМИЧЕСКАЯ СПИРОМЕТРИЯ

ДИНАМИЧЕСКАЯ СПИРОМЕТРИЯ

МЕТОД СТАНДАРТОВ.
ОЦЕНОЧНЫЕ ТАБЛИЦЫ

Модель легких курящего
МОДЕЛЬ ЛЕГКИХ КУРЯЩЕГО