GSA. Насосы и дыхание

Насосы и дыхание

Наверное, вам приходилось накачивать велосипедную камеру с помощью насоса? Если так, то вы уже знаете, что, нажимая на ручку насоса вниз, человек с усилием загоняет воздух в камеру. А когда он поднимает ручку вверх, насос наполняется атмосферным воздухом, чтобы при следующем движении вниз передать его в камеру. Но, знаете ли вы, что в нашем теле действует механизм, подобный насосу, который работает днем и ночью, во время бодрствования и крепкого сна. Мы имеем в виду легкие, с помощью которых осуществляется дыхание - необходимое условие нашего существования.

Сходство аппарата дыхания с насосом станет яснее, если проделать следующий опыт. Возьмите в рот соломинку для коктейлей и потяните через нее лимонад из бутылки. Жидкость поднимается по соломинке и попадает в рот. Не напоминает ли вам это подъем воды в перевернутом стакане, когда мы его вытаскиваем из ванны? Что заставляет лимонад подниматься? Наружное давление воздуха толкает его вверх так же, как толкало вверх воду в перевернутом стакане. Но лимонад не попал бы в рот через соломинку, если бы давление внутри рта не было меньше наружного атмосферного давления. Как же это достигается?

В верхней части нашего тела, в грудной клетке, находятся два эластичных воздушных резервуара - легкие. Если увеличить пространство внутри грудной клетки, то воздух в легких займет больший объем и давление его уменьшится. Вследствие этого атмосферный воздух, находящийся под большим давлением, проникает в легкие через рот или нос. Если во рту у нас соломинка, а конец ее погружен в жидкость, наружное атмосферное давление будет гнать жидкость по соломинке в область пониженного давления, то есть в рот. В результате вы как бы качаете жидкость в себя насосом.

Как же телу удается увеличить объем грудной клетки? Когда происходит вдох, перегородка брюшной полости (диафрагма) опускается, объем грудной клетки увеличивается и легкие расширяются. Давление воздуха в легких падает, и воздух снаружи, из области с большим давлением проходит внутрь тела.

Увеличение объема грудной клетки происходит так же благодаря тому, что грудные мышцы раздвигают ребра. При этом свободное пространство опять-таки увеличивается, давление понижается и туда устремляется наружный воздух.

При выдохе происходит обратный процесс. Диафрагма поднимается, а ребра сближаются, что уменьшает объём легких. Давление воздуха внутри них возрастает, и часть воздуха выталкивается наружу через ноздри или рот. Понаблюдайте все это на самом себе.

Чувствуете, что при дыхании ваш живот колеблется? При вдохе он поднимается. Это указывает на то, что диафрагма брюшной полости опускается, увеличивая объем легких. При выдохе происходит сокращение этого пространства. Осуществляется оно опять диафрагмой и грудными мышцами. Воздух в легких сжимается, давление его возрастает, и он стремится выйти из тела.

Ну-ка, вдохните теперь поглубже. Чувствуете, что вместе с животом сильно поднимается и грудная клетка? А сколько воздуха можно вздохнуть? Это очень просто определить. Возьмем банку и погрузим ее в ванну, перевернув вверх дном. Пусть банка плавает, почти наполненная водой. Пропустим в горло банки резиновую трубку, как показано на рисунке.

Возьмём другой конец в рот выдохнем воздух так же, как при обычном выдохе. Сколько воздуха попало в банку? Это и есть объем дыхания. Повторим опыт, только на этот раз выдохнем настолько глубоко, насколько это возможно. Наверное, вам удастся вытолкнуть всю воду из литровой банки. Можно попробовать повторить измерения, взяв 2-ух или 3-ёхлитровую банку. Интересно, каков максимальный объем вашего выдоха?