(一)气体的扩散《生理学》

(一)气体的扩散

气体分子不停地进行着无定向的运动,其结果是气体分子从分压高处向分压低处发生净转移,这一过程称为气体扩散,于是各处气体分压趋于相等。机体内的气体交换就是以扩散方式进行的。单位时间内氧化扩散的容积为气体扩散速率(diffusion rate,D),它受下列因素的影响。

1.气体的分压差 在混合气体中,每种气体分子运动所产生的压力为各该气体的分压,它不受其它气体或其分压存在的影响,在温度恒定时,每一气体的分压只决定于它自身的浓度。混合气的总压力等于各气体分压之和。

气体分压可按下式计算:

气体分压=总压力×该气体的容积百分比

两个区域之间的分压差(△P)是气体扩散的动力,分压差大,扩散快。

2.气体的分子量和溶解度质量轻的气体扩散较快。在相同条件下,各气体扩散速率和各气体分子量(MW)的平方根成反比。溶解度(S)是单位分压下溶解于单位容积的溶液中的气体的量。一般以1个大气压,38℃时,100ml液体中溶解的气体的ml数来表示。溶解度与分子量平方根之比(S/***)为扩散系数(diffusion coefficient),取决于气体分子本身的特性。CO2的扩散系数是O2的20倍,主要是因为CO2在血浆中的溶解度(51.5)约为O2的(2.14)24倍的缘故,虽然CO2的分子量(44)略大于O2的(32)。

3.扩散面积和距离扩散面积越大,所扩散的分子总数也越大,所以气体扩散速率与扩散面积(A)成正比。分子扩散的距离越大,扩散经全程所需的时间越长,因此,扩散速率与扩散距离(d)成反比。

4.温度 扩散速率与温度(T)成正比。在人体,体温相对恒定,温度因素可忽略不计。综上所述,气体扩散速率与上述诸因素的关系是:

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