Doma ste vyrobili spirometer – prístroj na meranie vitálnej kapacity pľúc.
Použili ste fľašu na zaváranie, vrchnák, dve slamky a izolačný materiál napríklad plastelínu alebo lepidlo. Do vrchnáku ste urobili dve dierky, cez ktoré ste prestrčili slamky. Diery okolo slamiek ste zaizolovali a zafixovali. Jedna zo slamiek bola zastrčená tak, aby dosahovala takmer na dno, druhá bola väčšmi vysunutá von, aby sme do nej mohli fúkať vzduch.
Na hodine sme nádobu naplnili vodou, cez jednu slamku sme fúkali, cez druhú voda vytekala do odmerného valca. Na tabuľu sme zaznamenali, koľko vody vytlačili jednotliví žiaci a pán učiteľ. Objem vytlačenej vody sa pohyboval v rozpätí 100 až 880 mililitrov. Ten istý žiak pri opakovanom pokuse vytlačil stále približne rovnaké množstvo vody, záležalo to od hĺbky nádychu a miery sebapremáhania.
Niektorí žiaci použili slamky s väčším priemerom, zistili sme, že objem vytlačenej vody bol pri takýchto slamkách výrazne väčší, než pri užších slamkách.
Prečo?
Rýchlosť vytekajúcej kvapaliny je pri tom istom tlaku približne rovnaká, bez ohľadu na priemer. Objem kvapaliny však rastie s mocninou priemeru. Preto sa nám ľahšie vyfukovala kvapalina so širšími slamkami.
Červene je zobrazená bránica
Respiračný objem pľúc: Pri pokojnom nádychu a výdychu dospelý človek vydýchne približne 0,5 litra vzduchu.
Inspiračný rezervný objem: Úsilím po pokojnom nádychu dospelý človek vytlačí ešte približne 2,5 litra vzduchu.
Vitálna kapacita pľúc: Po hlbokom nádychu dospelý človek vytlačí približne 4 litre vzduchu, trénovaní športovci vytlačia 6 a viac litrov vzduchu.
Zvyškový objem pľúc: Po maximálnom výdychu v pľúcach a prieduškách zostane ešte približne pol litra vzduchu.
Celková kapacita pľúc= vitálna kapacita+zvyškový objem
Vitálna kapacita pľúc=maximálny výdych po maximálnom nádychu
Nami namerané hodnoty boli výrazne nižšie, než som uviedol. Prečo?
Odmeranie vitálnej kapacity pľuc pomocou igelitového vrecka
Meranie vitálnej kapacity hore uvedeným zariadením dáva výrazne nižšie čísla, než je jej skutočný objem, keďže nedokážeme tak dlho nedýchať, ako dlho by nám trvalo, než vytlačíme vodu cez tenkú slamku. Naplnil som akvárium do tretiny vodou a do igelitového vrecka som vydýchol vzduch. Keď sme spoločne toto vrecko ponorili do akvária, voda vystúpila do nejakej výšky, ďalší žiak fixkou vyznačil novú hladinu vody. Objem vrecka a teda objem vydýchnutého vzduchu sme vypočítali zo vzorca pre objem kvádra: V=a.b.c
Odmerali sme vnútorné strany akvária a=20,5 cm b=42 cm a hladina stúpla o c=7,5 cm.
Z týchto údajov nám vyšiel objem V=6457,5 cm kubických.
Ako zmerať zvyškovú kapacitu pľúc
Reziduálny objem a funkčná reziduálna kapacita sa dajú merať iba nepriamo. Jednou z metód je Metóda vyplavovania dusíka. Princíp metódy spočíva v tom, že po skončení normálneho výdychu (úroveň FRC) vyšetrovaná osoba vdychuje čistý kyslík a vydychuje ho do spirometra, ktorý bol tiež naplnený čistým kyslíkom. Po určitom čase sa vyplavuje z pľúc dusík, ktorý tam bol na začiatku vyšetrenia približne v 79% koncentrácii. Vyšetrenia sa ukončí opäť po normálnom výdychu ( úroveň FRC) a v spirometri sa už nachádza dusík z pľúc. Z objemu zmesi plynu v spirometri a koncentrácie dusíka sa určuje množstvo dusíka, ktoré bolo pôvodne v pľúcach. Keď je známa jeho pôvodná koncentrácia v pľúcach, možno vypočítať objem plynu, v ktorom bol dusík pôvodne obsiahnutý, t.j FRC.
Zdroje údajov:
- článok Dýchanie na wikipédii
- Objemy a kapacity pľúc
Obrázky:
- wikipédia
- učebnica fyziky pre 6. ročník
