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肺模型與呼吸實驗解說
在肺模型中，氣球不會自行吸入空氣，而是對周圍空間內的壓力變化做出反應。 調整或抬起橡膠膜，開啟或關閉氣道，觀察氣球的體積變化。 這項實驗解釋了吸氣和呼氣，透過觀察胸腔的體積變化、壓力差異以及空氣的運動。
它是怎麼工作的？
當橡膠膜被拉伸時，胸腔的體積增加，壓力降低，從而使空氣進入氣球。當窗簾開啟時，空氣會逸出。當氣道被關閉時，沒有空氣流動。
關鍵關係
P/P₀ = V₀/V · 1.1V₀ → 壓力 P₀/1.1
嘗試這個實驗
- 拉動橡膠膜，以增加胸腔容積。您也可以使用滑塊來達到相同的效果。當您執行滑塊時，氣球的體積和氣流會發生變化。自動呼吸顯示一個吸氣和呼氣的迴圈。
- 執行並記錄 10% 增加條件以及氣道僅限條件。區分胸腔體積與氣球體積。
- 在體積減少 10% 的條件下，壓力增加，並且氣體逸出。觀察在自動呼吸過程中，流動的方向是否發生變化。
解讀結果的依據
當氣道被封閉，並且橡膠膜被拉伸時，這個模型中空氣的運動會發生什麼？
胸腔壓力降低到 PV = 常數。當氣道開放時，氣球增大，並允許空氣流動，但當氣道關閉時，空氣流動為零。 在這個簡單的模型中，關閉後的氣球體積也保持不變。
模型的範圍與限制
這是一個虛擬的相對值，是透過考慮胸腔作為一個在特定溫度下的密封氣體，來應用玻爾茲曼定律獲得的。氣球以指數形式逼近目標體積 1 + 0.8 × (V/V₀ - 1)。 實際的胸膜壓力、肺彈性、胸腔運動以及氣體交換均被忽略。 一個封閉的氣球是一種近似，它也固定了體積。 它並不能預測人體實際的壓力或呼吸量。