Влад Егоров
февраль 2017.
513

Почему в закрытой комнате с постоянной температурой и растущей влажностью воздуха затрудняется дыхание и учащается сердцебиение?

Ответить
Ответить
Комментировать
0
Подписаться
1
1 ответ
Поделиться

Растущая влажность означает растущую концентрацию водяного пара в воздухе. При этом объем, температура и давление остаются постоянными (классическая парная). Закон Дальтона гласит: "Давление смеси идеальных газов равно сумме их парциальных давлений", P₀ = ∑Pᵢ = P(N₂) + P(Ar) + P(O₂) + ... + P(H₂O). Парциальное давление - это такое давление, которое создавалось бы одним из газов смеси, если бы один занимал весь объем, занимаемый смесью. Получается, что при увеличении давления водяных паров P(H₂O) в заданном объеме при постоянном полном давлении (P₀=constant), давление остальных газов смеси (N₂, Ar, O₂) согласно Дальтону, должно уменьшаться. A согласно уравнению Клапейрона-Менделеева,  концентрация молекул ( nᵢ ) при постоянной температуре, пропорциональна парциальному давлению: Pᵢ=nᵢkT, где k - постоянная Больцмана, а T - температура. Таким образом все оказалось просто: увеличение концентрации водяного пара (H₂O) в парной уменьшает концентрацию атмосферных газов N₂, Ar, и кислорода (O₂), поэтому и дышать становиться труднее, а нехватка кислорода в крови вызывает соответствующее учащение сердцебиения.

6
0

Обожаю ваши полные ответы с формулами и объяснениями.

+1
Ответить

Спасибо за Ваш развернутый ответ. Скажите, а что будет в той же ситуации, если температура повысится на 1-3 градуса? Тогда парциальное давление других газов не уменьшится?

+1
Ответить

Полное давление в парной равно атмосферному давлению и остается неизменным. Из Клапейрона-Менделеева следует, что увеличение температуры при постоянном полном давлении приведет к уменьшению концентрации и газов и водяных паров. Но формулах используется абсолютная температура в Кельвинах, и увеличение температуры на 1-3 градуса (например: была 373 К и стала 376 К), может практически не быть заметным для парящихся клиентов в начале, но все же долговременное кислородное голодание все же опасно.

+1
Ответить
Ещё 2 комментария

Нужно мне было сразу оговориться: ситуация, о которой я говорю, никак не связана с парной и баней. Эксперимент выстроен таким образом: есть небольшая полностью герметичная комната (объем не меняется и газ выйти никуда не может) с начальным давлением, равным атмосферному, начальной влажностью ~30%. Ультразвуковым увлажнителем испаряется некоторое количество воды, после чего влажность становится ~85%. При этом регистрируется увеличение температуры на ~3-4 градуса. Можете поправить меня, если я не прав: получается, что при постоянном объеме и увеличивающейся температуре общее давление возрастет. Оно возрастает за счет увеличения парциального давления пара, которое, в свою очередь, увеличивается за счет повышения температуры и концентрации молекул пара. Парциальные давления других газов (кислорода в частности) увеличатся за счет температуры, но их концентрация останется та же (т.к. объем не изменился и газ никуда не улетучивается). Тогда почему же учащается сердцебиение?

+1
Ответить

Если комната герметична, то это конечно не парная. Это больше похоже на "газовую камеры" в концлагерях. Для "газовой камеры" Ваши рассуждения верны и количество кислорода в легких при вдохе уже не меняется. Тогда решение проблемы увеличения сердцебиения нужно искать в физиологии дыхания и усвоении кислорода легкими в присутствии большой концентрации паров воды. Вот пример: пусть Ваш эксперимент проводиться при начальной температуре 15 градусов, и вы увеличили влажность от 30% до 85 %. Не думаю, что будет дышаться труднее, чем дышится туманным летним утром.

+1
Ответить
Прокомментировать
Ответить
Читайте также на Яндекс.Кью
Читайте также на Яндекс.Кью