gdzie:
c — stężenie gazu w cieczy,
p — ciśnienie cząstkowe gazu nad cieczą,
a — współczynnik rozpuszczalności gazu, zwany też współczynnikiem absorpcji.
Współczynnik a zależy od rodzaju gazu i cieczy, od temperatury (maleje ze wzrostem temperatury) oraz ciśnienia gazów nad cieczą. Jednostka, w jakiej wyrazi się a, zależy od wyboru jednostek stężenia i ciśnienia. Stężenie gazu wyraża się najczęściej stosunkiem objętości Vg, jaką gaz rozpuszczony zajmowałby w warunkach normalnych, do objętości V cieczy, czyli c = Vg/V. Wtedy, wyrażając ciśnienie gazu w atmosferach, a objętość w litrach, byłoby [a] = j-atm-1 = atm-1; w układzie SI : [a] = Pa-1. Współczynniki rozpuszczalności gazów oddechowych w wodzie podaje tab. 14.1.
Tabela 14.1
Współczynniki rozpuszczalności gazów oddechowych
Tempe ratura OC |
( Pa-1 |
^2 atm-1 |
> Pa1 |
' atm-1 |
CO, Pa-1 atm 1 | ||
w wodzie |
20 |
3,10 ■ 10 7 |
0,0310 |
1,64 ■ 10-7 |
0,0164 |
8.78 • 10-7 |
0,878 |
30 |
2,60 • 10-7 |
0.0262 |
1,38 • 10-7 |
0,0138 |
6,65 • 10-7 |
0.665 | |
W osoczu |
30 |
2,2 • 10-7 |
0,022 |
1,1 -10-7 |
0,011 |
5,11 • 10 7 |
0.511 |
Dla przykładu, ciśnienie cząstkowe tlenu w powietrzu wynosi 0,2 • 105 Pa, więc w jednym litrze wody o temperaturze 20°C rozpuszcza się 0,006 1 tlenu (warunki normalne), azotu natomiast 0,0131. W wodzie stosunek objętościowy tlenu do azotu wynosi więc 1 : 2, zamiast jak w powietrzu 1 :4. Czytelnik domyśli się. jakie to ma znaczenie dla życia w wodzie.
Jako miarę ilości gazu rozpuszczonego w cieczy podaje się po prostu ciśnienie cząstkowe tego gazu w warunkach równowagi, co jest dopuszczalne przy stałym ciśnieniu oraz stałej temperaturze.
Wracając do wymiany gazów w płucach, podczas wdechu do płuc dostaje się około 0,5 1 powietrza. Z tego 0,12 1 pozostaje w przestrzeni martwej (drogach oddechowych: tchawicy, oskrzelach, oskrzelikacli), pozostałe 0,38 1 miesza się z powietrzem w przestrzeni czynnościowej zalegającej płuca. Skład powietrza w pęcherzykach różni się w związku z tym od składu powietrza atmosferycznego. Także powietrze wydechowe zmienia skład w stosunku do pęcherzykowego, miesza się ono bowiem z powietrzem w przestrzeni martwej, zmniejsza się stężenie C02, a zwiększa 02.
Tabela 14.2 podaje dla porównania ciśnienia cząstkowe gazów w powietrzu atmosferycznym, pęcherzykowym, wydechowym oraz we krwi tętniczej i żylnej.
Ciśnienie cząstkowe pary wodnej nie zmienia się w płucach i krwi, gdyż. jest to para nasycona, której prężność od objętości nie zależy.
Porównanie ciśnień cząstkowych gazów oddechowych w powietrzu atmosferycznym,
18* 275