wyk03.doc

Energia wiązań międzycząsteczkowych » 0  <  kT

Tworzone wiązanie są rozrywane  ®  istnienie układów związanych możliwe tylko w sensie statystycznym

Gaz doskonały – stan gazu określają 3 parametry: V, p i T

1.   T = const – warunki izotermiczne

pV = const – prawo Boyle’a i Mariotta

2.   p = const – warunki izobaryczne

V/T = const – prawo Gay-Lussaca

3.   V = const – warunki izochoryczne

p/T = const – prawo Gay-Lussaca

4.   Q = const – warunki adiabatyczne

pVk = const

Prawo Avogadro

W jednakowych warunkach p i T jednakowe objętości wszystkich gazów doskonałych zawierają jednakową liczbę cząsteczek. 1 mol – liczba Avogadro - NAV = 6.023*1023 cząsteczek/mol

Równanie stanu gazu doskonałego

              pV = n*R*T

n – liczba moli gazu doskonałego; R = 8.31 J/K*mol – stała gazowa

Gazy rzeczywiste – równanie van der Waalsa

a – ciśnienie wewnętrzne; b – objętość własna

Prawo Daltona – mieszanina gazów

Całkowite ciśnienie p mieszaniny gazów doskonałych równa się sumie ciśnień cząstkowych (parcjalnych) p1, p2, p3, ... zawartych w niej gazów

              pcał = p1 + p2 + p3 + ... =

Skład powietrza i ciśnienia parcjalne gazów

Uwaga:

Powietrze wydechowe ma inny skład – maleje O2 (~14%) a wzrasta CO2 (~5%) i H2O

Uwaga:

W przyrodzie spotykamy substancje w stanie gazowym które nie spełniają wyżej opisanych praw dla gazów  ®  pary

Pary – para wodna

T = const

·      
Para nasycona i nienasycona

·       Do pary nasyconej nie można stosować praw dla gazów np. prawa Boyle’a i Mariotta

·       Prężność pary nasyconej zależy tylko od temperatury

·       Ze wzrostem temperatury długość prostoliniowego odcinka maleje i w pewnej temperaturze prostoliniowy odcinek redukuje się to punktu (TK)

·       W temperaturze powyżej krytycznej materia może istnieć tylko w stanie gazowym

Wykorzystanie skroplonych gazów jako cieczy chłodzących  ®  krioterapia (działanie bezpośrednie i pośrednie – komora niskich temperatur)

Wilgotność powietrza

1)     Wilgotność bezwzględna powietrza - ilość pary wodnej (g) przypadającą na 1 m3 powietrza

2)     Wilgotność względna – stosunek faktycznej ilości pary wodnej w powietrzu o danej temperaturze do ilości, która nasyciłaby powietrze w tej samej temperaturze (%)

Uwaga:

1)   Wilgotność powietrza lato/zima

2)   Szron

3)   Punkt rosy - skroplenie pary przez oziębienie pod stałym ciśnieniem

Problem:

Dlaczego powietrze wydychane zawiera więcej pary wodnej?

Zastosowanie prawa Boyle’a i Mariotta – biofizyka układu oddechowego

Ciało człowieka  ®  warunki izotermiczne

Pletyzmograf

Warunki początkowe – objętość powietrza w pletyzmografie Vb i ciśnienie pb

Pacjent wdycha objętość DV – objętość ciała wzrasta o DV a objętość zajmowana przez powietrza w pletyzmografie maleje o DV - w warunkach izotermicznych ciśnienie w pletyzmografie wzrasta o Dp

              pbVb = (pb + Dp)(Vb – DV)

D                                                        ($)

Vb – wyznaczam z kalibracji urządzenia (wstrzyknięcie znanej objętości powietrza i obliczenie Vb)

Wyznaczenie objętości zalegającej (RV)

·       Pacjent wykonuje maksymalny wydech (w płucach pozostaje RV) - na końcu wydechu mierzę ciśnienie w płucach pm1 i ciśnienie w pletyzmografie pb

·       Pacjent wykonuje maksymalny pozorny wdech przy zamkniętym zaworze – gaz w płucach (RV) rozpręża się – na końcu pozornego wdechu objętość klatki piersiowej wzrasta o DV a ciśnienia w płucach maleje i wynosi pm2

·       Z prawa Boyle’a i Mariotta otrzymuje relację

pm1RV = pm2(RV + DV)

...