Advertisement
กฎของก๊าซ (THE GAS LAWS) โดย นาวาอากาศเอก อมร แสงสุพรรณ และนาวากาศเอก ธีระภาพ เสนะวงษ์
ปัญหาด้านสรีรวิทยาการบินที่สำคัญ มักจะเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงของความกดบรรยากาศ ปริมาตรของก๊าซ และอุณหภูมิ ดังนั้นจึงจำเป็นที่จะต้องทำความรู้ และเข้าใจถึงธรรมชาติของก๊าซในเรื่องต่างๆ ซึ่งก็คือ กฎของก๊าซ นั่นเอง
กฎของบอยล์ (Boyle's Law)
"ปริมาตรของก๊าซจะเปลี่ยนแปลงเป็นปฏิภาคกลับกับความกดดันของก๊าซนั้น เมื่ออุณหภูมิคงที่"
นั่นคือ : P1 V2
P2 = V1
เมื่อ P1 = ความกดดันของก๊าซครั้งแรก
P2 = ความกดดันของก๊าซครั้งหลัง
V1 = ปริมาตรของก๊าซครั้งแรก
V2 = ปริมาตรของก๊าซครั้งหลัง
ตัวอย่าง : บัลลูนลูกหนึ่งบรรจุก๊าซไว้ ๑,๐๐๐ ลบ.ซม. ที่ระดับน้ำทะเล ซึ่งมีความกดบรรยากาศ ๗๖๐ มม.ปรอท ครั้นเมื่อบัลลูน ลูกนี้ขึ้นไปอยู่ที่ระยะสูง ๑๘,๐๐๐ ฟุตจากระดับน้ำทะเล ซึ่งมีความกดดันของบรรยากาศ ๓๘๐ มม.ปรอท ก๊าซซึ่งบรรจุไว้จะกลายเป็น ๒,๐๐๐ ลบ.ซม. หากอุณหภูมิคงที่ตลอดเวลา
กฎของบอยล์ นำมาใช้อธิบายปรากฏการณ์ที่ก๊าซในโพรงต่างๆ ของร่างกาย เช่น หูชั้นกลาง โพรงไซนัส ปอด ทางเดินอาหารเกิดการขยายตัวขึ้นเมื่อทำการบินสู่ระยะสูงทำให้เกิดอาการปวดหู ปวดไซนัส หรือปวดท้องได้
กฎของดาลตัน (Dalton's Law)
"ความกดดันของก๊าซผสม ย่อมเท่ากับผลบวกของความกดดันของก๊าซแต่ละอย่างที่เป็นส่วนประกอบของก๊าซผสมนั้น"
นั่นคือ : Pt = P1+P2+...Pn
เมื่อ : Pt = ความกดดันของก๊าซผสม
P1,P2...,Pn = ความกดดันของก๊าซแต่ละอย่าง
ตัวอย่าง : บรรยากาศประกอบด้วยก๊าซที่สำคัญคือ ออกซิเจน และไนโตรเจน ที่ระดับน้ำทะเลมีความกดดันบรรยากาศ ๗๖๐ มม.ปรอท โดยเป็นความกดดันของออกซิเจน ๑๕๒ มม. ปรอท และของไนโตรเจน ๖๐๘ มม.ปรอท เป็นต้น
กฎของดาลตัน ใช้อธิบายปรากฏการณ์ของการเกิดภาวะพร่องออกซิเจน ถึงแม้ว่าปริมาตรของออกซิเจนจะมีค่าคงที่ประมาณร้อยละ ๒๑ ในบรรยากาศก็ตาม แต่เมื่อขึ้นไปที่ระยะสูงความกดบรรยากาศลดลง ทำให้ความกดดันของออกซิเจนลดลงเป็นสัดส่วนกัน จึงทำให้มีความกดดันของออกซิเจนไม่เพียงพอต่อความต้องการของร่างกาย
กฎของเฮนรี (Henry's Law)
"ปริมาณของก๊าซที่ละลายอยู่ในของเหลวจะเปลี่ยนแปลงเป็นปฏิภาคโดยตรงกับความกดดันของก๊าซที่กระทำเหนือของเหลว"
นั่นคือ : P1 A1
P2 = A2
เมื่อ P1 = ความกดดันของก๊าซครั้งแรก
P2 = ความกดดันของก๊าซครั้งหลัง
A1 = ปริมาตรของก๊าซที่ละลายอยู่ในของเหลวครั้งแรก
A2 = ปริมาตรของก๊าซที่ละลายอยู่ในของเหลวครั้งหลัง
ตัวอย่าง : หากคนๆ หนึ่งมีก๊าซละลายอยู่ในเลือด ๑,๐๐๐ ลบ.ซม. ที่ระดับน้ำทะเล เมื่อคนผู้นั้นขึ้นไปอยู่ที่ระยะสูง ๑๘,๐๐๐ ฟุต จากระดับน้ำทะเลซึ่งมีความกดของบรรยากาศลดลงเหลือ ๓๘๐ มม.ปรอท ทำให้ปริมาณของก๊าซที่สามารถละลายอยู่ในเลือดลดลงเหลือเพียง ๕๐๐ ลบ.ซม. ส่วนก๊าซที่เหลืออีก ๕๐๐ ลบ.ซม. จะแยกตัวออกจากเลือดแล้วหลุดลอยออกไปเป็นฟองก๊าซ
กฎของเฮนรี ใช้อธิบายปรากฏการณ์ที่ก๊าซซึ่งละลายอยู่ในของเหลวในร่างกาย แยกตัวออกมาเป็นฟองก๊าซไปรบกวนการทำงานของร่างกายส่วนต่างๆ
กฎของชาร์ลส (Charle's Law)
"ความกดดันของก๊าซจะเปลี่ยนแปลงเป็นปฏิภาคโดยตรงกับอุณหภูมิของก๊าซนั้น เมื่อปริมาตรคงที่"
นั่นคือ : P1 T1
P2 = T2
เมื่อ P1 = ความกดดันของก๊าซครั้งแรก
P2 = ความกดดันของก๊าซครั้งหลัง
T1 = อุณหภูมิของก๊าซครั้งแรก
T2 = อุณหภูมิของก๊าซครั้งหลัง
ตัวอย่าง : ออกซิเจนในถังประจำเครื่องบินมีความกดดัน ๔๕๐ ปอนด์ต่อ ตร.นิ้ว เมื่อทำการบินที่ระยะสูง ๑๘,๐๐๐ ฟุต ที่มีอุณหภูมิ ๒๑ องศาเซลเซียส (อุณหภูมิมาตรฐานที่ระดับน้ำทะเล คือ ๑๕ องศาเซลเซียส ตามตารางแสดงความกดบรรยากาศและอุณหภูมิที่ระยะสูงต่างๆ และในการคำนวณตามกฎนี้ ใช้ค่าอุณหภูมิเป็นองศา K ซึ่ง ๑ องศาเซลเซียส มีค่าเท่ากับ ๒๗๓ องศา K) ความกดดันของออกซิเจนในถังจะเหลือเพียง ๓๙๖ ปอนด์ต่อตร.นิ้ว
กฎนี้ไม่มีความสำคัญต่อสรีรวิทยาของมนุษย์เนื่องจากร่างกายคนเรามีอุณหภูมิคงที่อยู่เสมอแต่ใช้อธิบายถึงการที่ความกดดันของออกซิเจน ในถังลดลงเมื่อขึ้นไปสู่ระยะสูง ถึงแม้ว่าจะยังไม่ได้มีการเปิดใช้เลยก็ตาม
กฎการแพร่กระจายของก๊าซ (Law of Gaseous Diffusion)
"ก๊าซอย่างเดียวกันเมื่อถูกกั้นด้วยเยื่อที่ซึมผ่านได้ (Permeable Membrane) จะกระจายออกจากบริเวณที่มีความกดดันสูงไปสู่บริเวณที่มีความกดดันต่ำ จนกระทั่งความกดดันเท่ากัน"
กฎข้อนี้ใช้อธิบายให้ทราบถึงการแลกเปลี่ยนของก๊าซ ระหว่างอากาศที่หายใจเข้าไปในปอดกับก๊าซในกระแสโลหิตที่ไหลเวียนมาฟอกที่ปอด และระหว่างก๊าซในกระแสโลหิตกับเซลล์ต่างๆ ของร่างกาย ในการนำเอาออกซิเจนไปใช้ประโยชน์
|
![](http://search.sanook.com/knowledge/picfront/main/resize_2000__26122006024258.jpg)
แสดงการขยายตัวของก๊าซตามกฎของบอยล์ |
![](http://search.sanook.com/knowledge/images/photo.gif) |
|
|
Advertisement
![ระบบสุริยะอาจสูญสลาย! เมื่อนักดาราศาสตร์พบปรากฏการณ์ "ดาวมรณะ" กลืนดาวบริวาร ระบบสุริยะอาจสูญสลาย! เมื่อนักดาราศาสตร์พบปรากฏการณ์ "ดาวมรณะ" กลืนดาวบริวาร](news_pic/p46038270606.jpg) เปิดอ่าน 14,834 ครั้ง ![สัตว์พวกปลาไม่มีความรู้สึกเจ็บปวดเลย โดนถูกเบ็ดเกี่ยวดิ้น ก็ไม่ได้ตกอกตกใจ(วิทย์) สัตว์พวกปลาไม่มีความรู้สึกเจ็บปวดเลย โดนถูกเบ็ดเกี่ยวดิ้น ก็ไม่ได้ตกอกตกใจ(วิทย์)](news_pic/p88478661348.jpg) เปิดอ่าน 31,049 ครั้ง ![20 เรื่องวิทยาศาสตร์น่ารู้ 20 เรื่องวิทยาศาสตร์น่ารู้](news_pic/p83322300816.jpg) เปิดอ่าน 94,515 ครั้ง ![นักฟิสิกส์ไทยสร้างผลงานแห่งประวัติศาสตร์ ค้นพบสูตรคำนวณฟิสิกส์ ที่ได้รับการยอมรับระดับโลก นักฟิสิกส์ไทยสร้างผลงานแห่งประวัติศาสตร์ ค้นพบสูตรคำนวณฟิสิกส์ ที่ได้รับการยอมรับระดับโลก](news_pic/p17850041359.jpg) เปิดอ่าน 25,461 ครั้ง ![9 สุดยอดสัตว์มีพิษที่อันตรายที่สุดในโลก 9 สุดยอดสัตว์มีพิษที่อันตรายที่สุดในโลก](news_pic/p31185170807.jpg) เปิดอ่าน 78,541 ครั้ง ![นักฟิสิกส์อินเดีย ชี้มีวิธีค้นหา รูหนอน นักฟิสิกส์อินเดีย ชี้มีวิธีค้นหา รูหนอน](news_pic/p28115040531.jpg) เปิดอ่าน 17,334 ครั้ง ![ผลจากการเปลี่ยนแปลงความกดบรรยากาศ ผลจากการเปลี่ยนแปลงความกดบรรยากาศ](news_pic/p45795550959.jpg) เปิดอ่าน 19,514 ครั้ง ![การเรืองแสงของสิ่งมีชีวิต การเรืองแสงของสิ่งมีชีวิต](news_pic/p80017691112.jpg) เปิดอ่าน 17,646 ครั้ง ![โครงสร้างอะตอม โครงสร้างอะตอม](news_pic/p24725520819.jpg) เปิดอ่าน 5,979 ครั้ง ![สสวท. แจกแผนการจัดการเรียนรู้วิชาเทคโนโลยีฟรี ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 5 อย่ารอช้าจัดให้ครบครัน สสวท. แจกแผนการจัดการเรียนรู้วิชาเทคโนโลยีฟรี ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 5 อย่ารอช้าจัดให้ครบครัน](news_pic/p86869630351.jpg) เปิดอ่าน 4,424 ครั้ง ![แผ่นดินไหว แผ่นดินไหว](news_pic/p38730880934.jpg) เปิดอ่าน 14,567 ครั้ง ![แผ่นดินไหวปากีสถานดัน"เกาะ"โผล่กลางทะเล แผ่นดินไหวปากีสถานดัน"เกาะ"โผล่กลางทะเล](news_pic/p26511761213.jpg) เปิดอ่าน 15,971 ครั้ง ![พายุไต้ฝุ่น พายุไต้ฝุ่น](news_pic/p34461450845.jpg) เปิดอ่าน 31,423 ครั้ง ![อวกาศมีกลิ่นเหมือนอะไร? อวกาศมีกลิ่นเหมือนอะไร?](news_pic/p45304860201.jpg) เปิดอ่าน 24,466 ครั้ง ![อาร์คิมีดีส อาร์คิมีดีส](news_pic/p96878580905.jpg) เปิดอ่าน 18,771 ครั้ง ![เสริมการเรียนรู้วิทย์ คณิต ด้วย Project 14 ตรงตามหลักสูตร ตัวช่วยคุณครู ทบทวนความรู้เข้าใจง่าย เสริมการเรียนรู้วิทย์ คณิต ด้วย Project 14 ตรงตามหลักสูตร ตัวช่วยคุณครู ทบทวนความรู้เข้าใจง่าย](news_pic/p60309840534.jpg) เปิดอ่าน 3,558 ครั้ง
|
![เกิดทฤษฎีอันใหม่ดาวพุธกับดาวศุกร์ เป็นเศษเดน ของโลก เกิดทฤษฎีอันใหม่ดาวพุธกับดาวศุกร์ เป็นเศษเดน ของโลก](news_pic/p52604210856.jpg)
เปิดอ่าน 15,740 ☕ คลิกอ่านเลย |
![สหพันธ์ดาราศาสตร์สากลตั้งชื่อดาวเคราะห์น้อยเพื่อเป็นเกียรติแก่นักดาราศาสตร์ไทย สหพันธ์ดาราศาสตร์สากลตั้งชื่อดาวเคราะห์น้อยเพื่อเป็นเกียรติแก่นักดาราศาสตร์ไทย](news_pic/p84580200739.jpg)
เปิดอ่าน 15,473 ☕ คลิกอ่านเลย | ![9 สุดยอดสัตว์มีพิษที่อันตรายที่สุดในโลก 9 สุดยอดสัตว์มีพิษที่อันตรายที่สุดในโลก](news_pic/p31185170807.jpg)
เปิดอ่าน 78,541 ☕ คลิกอ่านเลย | ![การทำวิจัยทางวิทยาศาสตร์เบื้องต้น การทำวิจัยทางวิทยาศาสตร์เบื้องต้น](news_pic/p44535621022.jpg)
เปิดอ่าน 43,763 ☕ คลิกอ่านเลย | ![เจ๋งมั๊ยล่ะ ไอเดียอะไรนะ? ของเด็กไทยที่ถูกเลือกไปทดลองในอวกาศ เจ๋งมั๊ยล่ะ ไอเดียอะไรนะ? ของเด็กไทยที่ถูกเลือกไปทดลองในอวกาศ](news_pic/p69677022001.jpg)
เปิดอ่าน 13,029 ☕ คลิกอ่านเลย | ![ดวงจันทร์ (Moon) ดวงจันทร์ (Moon)](news_pic/p62355231600.jpg)
เปิดอ่าน 18,401 ☕ คลิกอ่านเลย | ![อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์](news_pic/p59785130842.jpg)
เปิดอ่าน 16,110 ☕ คลิกอ่านเลย |
|
≡ เรื่องน่าอ่าน/สาระน่ารู้ ≡ ![หลักเกณฑ์การเขียนคำย่อ (ใหม่) หลักเกณฑ์การเขียนคำย่อ (ใหม่)](news_pic/p65642130318.jpg)
เปิดอ่าน 47,596 ครั้ง | ![ประวัติย่อของคณิตศาสตร์ : พีธาคอรัส (Pythagorus) ประวัติย่อของคณิตศาสตร์ : พีธาคอรัส (Pythagorus)](news_pic/p62370341008.jpg)
เปิดอ่าน 94,287 ครั้ง | ![โลกออนไลน์แชร์คลิปดีๆ "ครูบุ๋ม" ชวนเด็กๆเต้น T26 ก่อนเรียนคาบแรก โลกออนไลน์แชร์คลิปดีๆ "ครูบุ๋ม" ชวนเด็กๆเต้น T26 ก่อนเรียนคาบแรก](news_pic/p62675570417.jpg)
เปิดอ่าน 13,320 ครั้ง | ![วิทยาศาสตร์น่าทึ่ง ทำเองได้ที่บ้าน วิทยาศาสตร์น่าทึ่ง ทำเองได้ที่บ้าน](news_pic/p47488340705.jpg)
เปิดอ่าน 13,186 ครั้ง | ![9 ตุลาคม วันไปรษณีย์โลก 9 ตุลาคม วันไปรษณีย์โลก](news_pic/p92543311114.jpg)
เปิดอ่าน 10,306 ครั้ง |
|
|