légköri

Gyakran mondják, amint magasságot nyerünk a hegyekben, csökken az oxigén koncentrációja a levegőben, és ezért kezdjük érezni a magassági betegség rettegett hatásait: rendkívüli fáradtság, szédülés, fejfájás, tachycardia, émelygés, sőt a legsúlyosabb esetekben tüdőödéma is. Ez az információ azonban nem teljesen helytálló, és fontos tisztázni.

A légkör első 100 kilométerén, az oxigénkoncentráció a levegőben stabil marad, vagyis 21% oxigént, 78% nitrogént és 1% egyéb gázokat tartalmaz. Amint arra következtethet, ez a 100 kilométer messze meghaladja az Everest majdnem 9 kilométeres magasságát. Tehát hol a zavar?

A levegő összetétele 21% oxigént tartalmaz a légkör első 100 kilométerén (a biopedia.com webhelyről készített kép)

Amint épp rámutattunk, a magasságban az oxigénkoncentráció a levegőben nem csökken, mivel körülbelül 100 kilométerig stabil marad. Ami csökken, az a légköri nyomás és ennek következtében az összes gáz (nitrogén, oxigén stb.) nyomása. A légköri nyomás az a nyomás, amelyet a fejünkre gyakorol a bolygón lévő légoszlop, és ez csökken, ha magasságot érünk el: minél nagyobb a magasság, annál kevesebb a légrészecske (a légoszlop kisebb súlya), így a nyomás alacsonyabb.

A magasság és a légköri nyomás kapcsolata (kép a Cruithne9-től, a Wikimedia Commonson keresztül)

A fenti grafikonon látható a méterben mért magasság (X tengely, vízszintes) és a kilopascal kPa-ban mért légköri nyomás (Y tengely, függőleges) viszonya. Ezért, Míg a tengerszintnél a légköri nyomás 100 kPa, addig 8848 méternél (Everest) 34 kPa-ra csökken. Ez azt jelenti, hogy az Everest tetején a molekulák mennyisége a levegőben (beleértve az oxigént is) 34%, míg a tengerszint 100% -a.

Tisztázzuk az utóbbit. Ha egy cipősdobozt levegővel töltünk meg a tengerparton, akkor az 21% oxigént tartalmaz (amint azt a cikk elején jeleztük), maximális légköri nyomással, vagyis 100% levegőmolekulával (benne az oxigénnel). . Ha azonban ugyanazt a cipősdobozt levegővel töltjük meg az Everest tetején, akkor is ugyanolyan 21% -os oxigénkoncentráció lesz a többi gázhoz képest, de relatív vagy részleges módon, tekintettel arra, hogy a levegőmolekulák (az oxigént tartalmazó ) 34% -ra csökken a tengerszinthez képest az alacsonyabb légköri nyomás miatt. Ez 7,1 kPa oxigén (pO2) parciális nyomását eredményezi (a levegő 21% -os oxigénkoncentrációjának 34% -os csökkenésének eredménye) az Everesten (lásd az alábbi grafikont). Vagyis amikor a magasságban levő nyomás csökken, a légmolekulák elválnak és kiszabadulnak a cipősdobozból, és kisebb számú molekula van ugyanarra a térfogatra.

Ezért, Az Everest tetején ugyanolyan levegő koncentrációt lélegzünk, mint a tengerparton, de az oxigénmolekulák mennyisége alacsonyabb a légköri nyomás csökkenése miatt. Következésképpen, bár ugyanolyan mennyiségű levegő hatol be a tüdőbe, mint a tengerszinten, a levegő részleges nyomásának csökkentésekor a vér oxigéntelítettsége csökken, így a szövetek oxigénellátása veszélybe kerül, és megkezdik a rettegett tüneteket a magassági betegség.

A magasság és a légköri nyomás (kPa) kapcsolata (kép a www.saddlespace.org oldalról készült)

Összegezve: Amikor felmászunk egy hegyre, az oxigén koncentrációja a levegőben nem csökken, hanem a levegő molekuláinak száma, beleértve az oxigént is: az oxigén és a többi gáz aránya állandó, 21% marad. Az oxigén csak akkor kezd csökkenni, ha 100 kilométer felett vagyunk.

Végül a légköri nyomást nem csak kilopascalban mérik, amint az a két grafikonon látható, hanem a milliméter higany (mm Hg) és bárokban (bar). Ebben az értelemben, míg a tengerszinten a légköri nyomás 760 Hgmm vagy 1013 bar, 1000 méternél már csak 674 Hgmm vagy 898 bar, 9000 231 Hgmm vagy 238 bar. Ezen intézkedések közötti kapcsolatot a következő táblázatban láthatja: