高气压对机体的影响

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1、高气压对机体的影响第一节气体的基本物理定律一、波义耳-马略特定律二、查理定律三、盖-吕萨克定律四、道尔顿定律五、亨利定律与溶解系数六、气体的密度七、气体的扩散八、气体的比热容和热传导第二节高气压对机体的影响一、压力本身对机体的机械作用二、高气压对机体各系统的影响当人体直接暴露于高气压环境（潜水、加压舱内进行加压锻炼、接受加压治疗或高压氧治疗等）时，必须呼吸与外界压强相等的压缩空气或氧气（如高压氧治疗或潜水吸氧减压时）或人工配制的混合气体。由于吸入气体的气压升高以及该气体的各组成成分的分压也相应升高。这样，除压力本身对机体将产生机械作用，同时各组成气体由于分压的

2、升高也将产生一系列的生理变化。为此，在学习潜水生理学和潜水医学专业之前，有必要了解和掌握气体的基本物理知识和高气压对机体的影响。第一节气体的基本物理定律物质有三种聚集状态：固态、液态和气态。与固体、液体相比，气体分子间距离最大，密度最小，引力也最小，因而气体分子的运动也最自由。气体的这些特性决定了它具有明显的扩散性和可压缩性，没有固定的体积和形状。物质以哪一种物理状态存在，主要取决于温度，部分取决于压力。在一定的条件下，物质存在的物理状态可以相互转化。气态液态固态O2：常温下为气态；在-183℃时为淡蓝色的液态；在-218℃时为淡蓝色的雪花状固体。N2:常温下

3、为气态；在-195.8℃时为无色的液态（医学研究中有时将活体标本保存在液氮中）；在-209.86℃时为雪花状固体。CO2：常压下为气态；在常温下，当压强增大到60kgf/cm2时，CO2变成无色液体，可以储存在钢瓶内；当把液态的CO2从钢瓶内倒出时，其中一部分迅速蒸发并吸收大量的热，使其余部分的液态的CO2温度急剧下降，最后凝固成雪花状的固体。经过压缩后的CO2称作“干冰”。这是一种良好的制冷剂，利用它可以产生-78℃的低温。给一定质量的气体加大压力时，它的体积会缩小且温度升高；而减少压力时它的体积会膨大且温度降低。因此，要表明一定质量气体的物理状态，必须要用

4、压强、体积和温度这三个物理量来描述，这三个物理量相互联系，相互影响。描述这三个物理量之间相互变化关系有三个基本的气体物理定律。一、波义耳-马略特定律波义耳-马略特定律（Boyle-Mariotte’slaw）描述的是气体压强和体积之间的关系，即当温度不变时，一定质量气体的体积和它的绝对压强成反比。它的物理意义是：当温度不变时，一定质量气体的绝对压强和它的体积的乘积是一个恒量。如用数学式表示可写成：PV=K或P1V1=P2V2一定质量的气体体积同它的绝对压强成反比（温度不变时）压强（kPa）（abs）体积（L）1008200440028001波义耳-马略特定律可

5、用“分子运动论”来解释。气体对容器内壁的压强，是由于气体分子在运动中碰撞器壁而产生的，当一定质量的气体体积缩小到原来体积的1/n时，则每单位体积内的气体分子数目就增大到原来的n倍。因此，在容器内壁单位面积上每单位时间里所受到气体分子的碰撞次数也就增加到原来次数的n倍。这样气体压强也就增加到原来压强的n倍。气体体积增大时，则压强发生与上述相反的变化。计算举例：（1）有一只空气储气瓶，它的容积是0.41m3，瓶内气体压强（在高气压医学专业中，压强一般均以表压表示）为15MPa（150kgf/cm2），假定在温度不变的情况下将瓶内气体压力降至常压，那么所排出气体的体

6、积是多少？∵P1=15.1MPa（abs）V1=0.41m3P2=0.1MPa∴V2=P1V1/P2=(15.1×0.41)/0.1=61.91m3由于储气瓶内最后仍会留有0.41m3常压气体，所以排出气体的体积只有61.91m3-0.41m3=61.5m3。高气压医学中，实际计算气瓶内在常压下可输出气体的体积时，常简化成将储气瓶容积乘以表压的倍率，即V=V储×P表压/P常压。所得出的值亦称为该储气瓶的储气总量，即：0.41m3×15/0.1=61.5m3。（2）当上述储气瓶内气体的压强由15MPa下降到3MPa时，试问储气瓶向外排出了多少体积的常压空气？0.

7、41m3×(15-3)/0.1=49.2m3。（3）某加压舱主舱容积为20m3，假定温度保持不变，当治疗DCS预计需加压至0.7MPa（7atm）时，所用压缩空气相当于多少体积的常压空气？20m3×0.7/0.1=140m3假设该单位有10个容积为400L的高压储气瓶，问储气瓶中需达到多少压力？140m3÷（0.4×10）=35（atm）当储气瓶内压力为0.7MPa(7atm)时，已无法将储气瓶内的压缩空气注入加压舱，故必须将此压力计算在内，35+7=42(atm）另外，要使加压速率达到治疗要求（5min内达7atm，至少应达1atm/min），故必须保持一定

8、的空气余压加上治疗过程中的通风量，因而