Номер 10, страница 164 - гдз по физике 7 класс учебник Громов, Родина

Глава 5. Давление твёрдых тел, жидкостей и газов. Параграф 45. Атмосфера и атмосферное давление. Вопросы - номер 10, страница 164.

Условие.

10. Чтобы вдохнуть воздух, человек расширяет свою грудную клетку. Почему воздух при этом входит в лёгкие? Как происходит выдох?

Решение.

Почему воздух при этом входит в лёгкие?

Процесс дыхания основан на создании разницы давлений между воздухом в лёгких и атмосферным воздухом. Когда человек делает вдох, его дыхательные мышцы (в основном диафрагма и межрёберные мышцы) сокращаются, что приводит к расширению грудной клетки. Так как лёгкие эластичны и следуют за стенками грудной полости, их объём ($\text{V}$) также увеличивается. Согласно закону Бойля-Мариотта, для газа при постоянной температуре произведение давления ($\text{P}$) на объём ($\text{V}$) является величиной постоянной: $P \cdot V = \text{const}$. Следовательно, увеличение объёма лёгких приводит к уменьшению давления воздуха внутри них. Давление в лёгких становится ниже атмосферного давления. Поскольку газ всегда перемещается из области более высокого давления в область более низкого, воздух из атмосферы устремляется в лёгкие, пока давление не выровняется.

Ответ: Воздух входит в лёгкие потому, что при расширении грудной клетки их объём увеличивается, а давление внутри них падает и становится ниже атмосферного. Эта разница давлений заставляет воздух двигаться извне внутрь.

Как происходит выдох?

Выдох в спокойном состоянии является, как правило, пассивным процессом. Дыхательные мышцы расслабляются, и грудная клетка под действием силы тяжести и собственной эластичности возвращается в исходное положение, уменьшая свой объём. Это приводит к сжатию лёгких и, соответственно, к уменьшению их объёма ($\text{V}$). В соответствии с тем же законом Бойля-Мариотта ($P \cdot V = \text{const}$), уменьшение объёма приводит к увеличению давления воздуха ($\text{P}$) внутри лёгких. Давление в лёгких становится выше, чем атмосферное давление. Эта избыточная разница давлений выталкивает воздух из лёгких наружу в окружающую среду до тех пор, пока давление внутри и снаружи снова не станет одинаковым.

Ответ: Выдох происходит, когда грудная клетка сжимается, уменьшая объём лёгких. Это повышает давление воздуха внутри них по сравнению с атмосферным, и воздух выталкивается наружу.