При вдохе воздух попадает в лёгкие человека. Почему?
Диафрагма во время вдоха опускается, вследствие чего объём грудной клетки увеличивается. Лёгкие, следуя за растягивающейся грудной клеткой, сами растягиваются, и давление в них падает. В результате создаётся разность между давлением атмосферного воздуха и давлением в лёгких, воздух устремляется в них — происходит вдох.
Для понимания процесса вдоха и того, почему воздух попадает в лёгкие человека, нужно рассмотреть механизм работы органов дыхательной системы и законы физики, связанные с давлением и движением газов.
Органы дыхательной системы человека включают носовую полость, гортань, трахею, бронхи и, наконец, лёгкие. Лёгкие расположены в грудной полости, которая ограничена рёбрами, мышцами и диафрагмой — куполообразной мышцей, отделяющей грудную полость от брюшной.
Процесс вдоха происходит благодаря работе дыхательной мускулатуры, в первую очередь диафрагмы и межрёберных мышц. Когда человек делает вдох, эти мышцы сокращаются. Диафрагма при этом опускается, а межрёберные мышцы поднимают рёбра вверх и наружу, увеличивая объём грудной клетки.
Согласно закону Бойля−Мариотта, при увеличении объёма замкнутого пространства давление внутри него уменьшается, если температура остаётся неизменной. Когда объём грудной клетки увеличивается, давление в лёгких (внутрипульмональное давление) становится ниже атмосферного давления, находящегося снаружи. Это создаёт разность давлений между внешней средой и лёгкими.
Газ, в данном случае воздух, всегда движется из области с более высоким давлением в область с более низким давлением, стремясь выровнять этот градиент. Таким образом, из−за разности давлений воздух снаружи устремляется через дыхательные пути в лёгкие, заполняя альвеолы — мельчайшие структуры, где происходит газообмен.
Стоит отметить, что для поддержания процесса вдоха требуется активная работа мышц, так как это активный процесс. Напротив, выдох — это в большинстве случаев пассивный процесс, связанный с расслаблением мышц и уменьшением объёма грудной полости, что увеличивает давление в лёгких, заставляя воздух выходить обратно наружу.
Вдох обеспечивается не только физическими свойствами газов и законами механики, но и регулируется нервной системой. Дыхательный центр в головном мозге отслеживает концентрацию углекислого газа и кислорода в крови. При низком уровне кислорода или высоком уровне углекислого газа дыхательный центр посылает сигналы к дыхательной мускулатуре, стимулируя процесс вдоха.
Таким образом, воздух попадает в лёгкие человека при вдохе благодаря сокращению дыхательных мышц, увеличению объёма грудной клетки, снижению давления в лёгких и движению воздуха из области с более высоким давлением (атмосфера) в область с более низким давлением (лёгкие).
Пожауйста, оцените решение
