عملية التنفس والفيزياء
 

إن التجويف الصدري الذي يحوي الرئتين مغلق من الأسفل بواسطة عضلة الحجاب الحاجز التي ترتفع وتنخفض في حركة لا إرادية, فعند إنخفاض عضلة الحجاب الحاجز , يزداد حجم تجويف الصدر , مما يؤدي الى هبوط ضغطه, وبما أن الضغط داخل الرئتين يساوي الضغط الجوي فإن قوة تتولد على الرئتين تدفعهما إلى التمدد ومن ثم الامتلاء بالهواء الذي يدخل ليملأ الحويصلات الهوائية, حيث يتم تبادل الغازات فيها ... وينتقل غاز الأكسجين إلى الدم, وينتقل غاز ثاني أُكسيد الكربون إلى الهواء في الحويصلات , في علمية تدعى عملية الإنتشار.

إن الحويصلات , منذ الولادة تكون مبطنة بالماء وسائل دهني آخر ذي أهمية بالغة في علمية التنفس, وفي عملية التنفس , تمتلئ الحويصلات الهوائية بالهواء وتكون كالفقاعة , وبما أنه يوجد مئات الملايين من الحويصلات في رئة الإنسان, ونظرا لكبر التوتر السطحي لماء, فإن الضغط اللازم لنفخ الحويصلات يقدر بنحو 2- 30 مم زئبق, وهذا ضغط كبير ويسبب إجهادا للإنسان, غير أن وجود السائل الدهني يقلل التوتر السطحي , ذلك أن السائل الدهني يكون بين الماء والهواء, لذا فالهواء لا يلامس الماء, بل يلامس الطبقة الدهنية ذات التوتر السطحي الأقل من الماء بنحو 7- 14 مرة, وفي هذه الحالة, يكون الضغط اللازم لنفخ الحويصلات نحو 3- 5 مم زئبق .
فتدبر عظمة الخالق سبحانه !

وليس هذا هو فقط أهمية السائل الدهني, بل ثمة أمر آخر أكثر أهمية .
إن الضغط داخل الفقاعة يُعطى بالعلاقة : ض= 2ت \ نق
حيث : ض: الضغط داخل الفقاعة , ت : معامل التوتر السطحي , نق : نصف قطر الفقاعة . ( ملاحظة : السائل الدهني في الحويصلات له سطح واحد فقط هو السطح الداخلي).
من الملاحظ من المعادلة السابقة أن الضغط داخل الفقاعة الصغيرة سيكون أكبر منه في الفقاعة الكبيرة, وعليه, فإنه عند إتصالهما, ستفرغ الصغيرة هواءها في الكبيرة ولو حدث هذا في الحويصلات الهوائية في الرئتين, لأدى ذلك إلى إنقباض الحويصلات الصغيرة نتيجة لتفريغ هوائها في الكبيرة ولكانت نتيجة ذلك تضخما كبيرا في الحويصلات الكبيرة لا يحتمل, لكن السائل الدهني يتمتع بخصيصه مميزة, تكمن في أن توتره السطحي (ت) ليس ثابتا, بل متغيرا, إذ يزداد بازدياد حجم الحويصلة, أي بازدياد (نق) ويكون معدل زيادته أكبر من معدل زيادة (نق), واذا قل (نق), فإن (ت) يتناقص بمعدل أكبر من تناقص (نق), وتكون النتيجة أن الحويصلات الصغيرة لا تفرغ هواءها في الكبيرة بل على العكس اذا زاد حجم الكبيرة فإنها هي التي تفرغ بعض هواءها في الصغيرة, ذلك كله في توازن محكم , وصدق الله عز وجل , إذ يقول: "وفي الأرض آيات للموقنين, وفي أنفسكم, أفلا تبصرون". الذاريات(20-21)

وفي بعض الولادات المبكرة, لا يكون الجسم قد أفرز كميات كافية من السائل الدهني, وهذا يجعل من عملية التنفس عملية صعبة للمولود, وقد يؤدي ذلك إلى وفاته.

منقول من مقرر الفيزياء للثانوية العامة " المنهاج الأردني". :)

مشاركة: عملية التنفس والفيزياء
 

مشاركة: عملية التنفس والفيزياء
 

جزاك الله خيير.....

مشاركة: عملية التنفس والفيزياء
 

مشاركة: عملية التنفس والفيزياء
 

مشاركة: عملية التنفس والفيزياء
 

شكراً لكم

وجزاكم الله خيرا

مشاركة: عملية التنفس والفيزياء
 

جزاك الله الف خير