למה קשה לנשום בהרים? אוויר דליל האוויר בהרים דליל או דליל.

צפיפות האוויר אינה זהה. איפה שהוא קטן יותר, האוויר דליל יותר. בואו לגלות מה פירוש אוויר מופחת ובאילו תכונות הוא מאופיין.

מעטפת גז של כדור הארץ

אוויר הוא מרכיב בלתי מוחשי, אך חשוב ביותר בכוכב הלכת שלנו. הוא משתתף בתהליך של חילופי אנרגיה, תומך בכל הפונקציות החיוניות של אורגניזמים. זה מקדם את העברת צלילים, מונע היפותרמיה של כדור הארץ ומגן עליו מהשפעה מוגזמת של קרינת השמש.

האוויר הוא המעטפת החיצונית של כוכב הלכת, הנקראת האטמוספרה. הוא מורכב מגזים רבים: ניאון, ארגון, מימן, מתאן, הליום, קריפטון וכו'. החלק העיקרי מורכב מחמצן וחנקן, המהווים 98% עד 99% מהאוויר.

יחס הגזים וכמותם עשויים להשתנות. לפיכך, עקב פליטת מכוניות ופליטות מהמפעל, אוויר העיר רווי יותר בפחמן דו חמצני. ביערות, באזורים שאין בהם תעשייה, כמות החמצן עולה. אבל באזור המרעה, שיעור המתאן שפרות פולטות במהלך העיכול הולך וגדל.

צפיפות אוויר

צפיפות מעטפת הגז מושפעת מגורמים רבים היא שונה בחלקים שונים של כדור הארץ ובגבהים שונים. אוויר עם צפיפות נמוכה הוא אוויר נדיר (מהמילה "נדיר"). ככל שהוא נדיר יותר, המולקולות שלו רחוקות יותר זו מזו.

הצפיפות מראה כמה אוויר יש במטר מעוקב אחד של נפח. הערך שנבחר כתקן לערך זה הוא 1.293 קילוגרם למטר מעוקב בתנאים רגילים ובאוויר יבש.

במדע הפיזיקלי נהוג להבחין בין צפיפות ספציפית למסה. ספציפי קובע מטר מעוקב אחד. זה תלוי בקו הרוחב הגיאוגרפי ובאינרציה מסיבוב כוכב הלכת. המסה נקבעת על סמך לחץ ברומטרי, טמפרטורה מוחלטת וקבוע גז ספציפי.

דפוסי ההתרחשות העיקריים ועקרונות האוויר הנדיר מתוארים על ידי חוקי גיי-לוסאק ובויל-מריוט. לדבריהם, ככל שהטמפרטורה גבוהה יותר והלחץ נמוך יותר, כך האוויר נדיר יותר. יחד עם זאת, גם הלחות שלו חשובה: ככל שהיא עולה, הצפיפות יורדת.

אוויר דליל וגובה

כוח הכבידה של כדור הארץ, כמו מגנט, מושך אליו את כל הגופים הנגישים אליו. לכן אנחנו הולכים, ולא צפים בכאוטי בחלל. לכן, יותר מולקולות של חומר מצטברות בתחתית, מה שאומר שהצפיפות והלחץ שלו גבוהים יותר גם ליד פני כדור הארץ. ככל שאתה רחוק מזה, האינדיקטורים האלה נמוכים יותר.

האם שמתם לב שכאשר אתם מטפסים לגבהים גבוהים יותר, כמו בהרים, קשה יותר לנשום? זה נובע מהאוויר הדליל שם. עם הגובה, תכולת החמצן הכוללת בליטר אחד של אוויר הופכת פחותה. הוא אינו מרווה את הדם כראוי ואנו חווים קשיי נשימה.

גובהו של הר האוורסט הוא 8488 מטר. בפסגתו, צפיפות האוויר היא שליש מהצפיפות הסטנדרטית בגובה פני הים. אדם יכול להבחין בשינויים כבר בגובה של 1500 עד 2500 מטר. שינויים נוספים בצפיפות ובלחץ מורגשים בצורה חריפה יותר וכבר מהווים סיכון בריאותי פוטנציאלי.

האוויר הנדיר ביותר אופייני לאקסוספירה - השכבה החיצונית של האטמוספירה. הוא מתחיל מגובה של 500-1000 קילומטרים מעל הוא נע בצורה חלקה לחלל החיצון, שבו החלל קרוב למצב של ואקום. הלחץ והצפיפות של הגז בחלל נמוכים מאוד.

מסוק ואוויר דליל

הרבה תלוי בצפיפות האוויר. לדוגמה, הוא מגדיר "תקרה" לעלייה מעל פני כדור הארץ. לאדם זה עשרת אלפים מטרים. אבל כדי לעלות כל כך גבוה צריך הכנה רבה.

גם למטוסים יש גבולות. עבור מסוקים זה בערך 6,000 מטרים. הרבה פחות ממטוסים. הכל מוסבר על ידי תכונות העיצוב ועקרונות הפעולה של "ציפור" זו.

המסוק מתגבר באמצעות מדחפים. הם מסתובבים, מחלקים את האוויר לשני זרמים: מעליהם ומתחתיהם. בחלק העליון האוויר נע לכיוון הברגים, בחלק התחתון - נגד. לפיכך, הצפיפות מתחת לכנף המכשיר נעשית גדולה יותר מאשר מעליו. נראה שהמסוק נשען על האוויר מתחתיו וממריא.

אוויר נדיר אינו מאפשר לך ליצור את הלחץ הנדרש. בתנאים כאלה, יהיה צורך להגדיל מאוד את כוח המנוע ואת מהירות המדחפים, שהחומרים עצמם לא יעמדו בהם. ככלל, מסוקים טסים באוויר צפוף יותר בגבהים של 3-4 אלף מטרים. רק פעם אחת הרים הטייס ז'אן בולה את מכוניתו ל-12.5 אלף מטרים, אולם המנוע עלה באש.

עם המרחק מפני כדור הארץ, צפיפות האוויר יורדת. זה קורה בגלל שהלחץ באטמוספירה העליונה נמוך מזה שבקרקע.

מה הקשר בין לחץ האוויר לצפיפותו?

צפיפות הגז עומדת ביחס ישר ללחץ שלו. התלות של צפיפות האוויר בלחץ מתוארת על ידי משוואת קלפיירון: עבור גז אידיאלי

איפה ? - צפיפות אוויר, ע- לחץ אבסולוטי, ר- קבוע גז ספציפי לאוויר יבש (287.058 J? (ק"ג K)), ט- טמפרטורה מוחלטת בקלווין.

כדי לחשב את צפיפות האוויר ? בגובה מסוים מעל פני הים חנעשה שימוש בנוסחאות הבאות:

כאן
p 0- לחץ אטמוספרי סטנדרטי בגובה פני הים (101325 Pa);
T0- טמפרטורה סטנדרטית בגובה פני הים (288.15 K);
ז- האצת נפילה חופשית מעל פני כדור הארץ (9.8 מ'? שניות 2);
ל- קצב ירידת הטמפרטורה עם הגובה, בתוך הטרופוספירה (0.0065 K? מ');
ר- קבוע גז אוניברסלי (8.31447 J? (Mol K));
M- מסה מולרית של אוויר יבש (0.0289644 ק"ג? מול).

זה ברור ואינטואיטיבי: שכבות האוויר התחתונות נמצאות בלחץ גדול יותר מהשכבות העליונות.

מה המשמעות של לחץ נמוך וצפיפות אוויר נמוכה? משמעות הדבר היא שאוויר כה נדיר מכיל פחות מולקולות, כולל מולקולות חמצן. זו הסיבה שקשה לנשום בגובה רב.

דרך אגב...

ב-0 מעלות צלזיוס, המסה של מטר מעוקב אחד (1 מ"ק) של אוויר היא:

• על פני כדור הארץ - 1,293 קילוגרם;
• בגובה 12 ק"מ - 319 גרם;
• בגובה 40 ק"מ - 4 גרם.

הרים מושכים אנשים עם היופי והפאר שלהם. עתיקים, כמו הנצח עצמו, יפים, מסתוריים, מכשפים את המוח והלב, הם לא משאירים אדם אחד אדיש. נופים עוצרי נשימה של פסגות הרים מכוסות בשלג שלא נמס, מדרונות מיוערים וכרי דשא אלפיניים מושכים את כל מי שבילה לפחות פעם אחת חופשה בהרים לחזור.

זה זמן רב ציין כי אנשים בהרים חיים יותר מאשר במישור. רבים מהם, שחיים עד זקנה בשלה, שומרים על רוח טובה ובהירות נפש. הם חולים פחות ומחלימים מהר יותר ממחלה. נשים בהרים האמצעיים שומרות על היכולת ללדת ילדים הרבה יותר מאשר נשים בשפלה.

נופים עוצרי נשימה של ההרים משלימים באוויר הטהור ביותר, שכל כך נעים לנשום עמוק. אוויר הריםנקי ומלא בניחוחות של עשבי מרפא ופרחים. אין אבק, פיח תעשייתי או גזי פליטה. אתה יכול לנשום בקלות ונראה שאתה לא יכול לקבל מספיק מזה.

הרים מושכים אנשים לא רק בזכות היופי והפאר שלהם, אלא גם עם שיפור מתמשך ברווחה, עלייה ניכרת בביצועים, וגבול של כוח ואנרגיה. בהרים לחץ האוויר נמוך יותר מאשר במישור. בגובה 4 קילומטרים הלחץ הוא 460 מ"מ כספית, ובגובה 6 ק"מ - 350 מ"מ כספית. ככל שהגובה עולה, צפיפות האוויר יורדת, וכמות החמצן בנפח הנשאף יורדת בהתאם, אך באופן פרדוקסלי יש לכך השפעה חיובית על בריאות האדם.

חמצן מחמצן את גופנו, תורם להזדקנות ולהופעת מחלות רבות. יחד עם זאת, החיים בלתי אפשריים בלעדיו. לכן, אם אנחנו רוצים להאריך את החיים בצורה משמעותית, אנחנו צריכים להפחית את זרימת החמצן לגוף, אבל לא מעט מדי ולא יותר מדי. במקרה הראשון, לא תהיה השפעה טיפולית, אבל במקרה השני, אתה יכול להזיק לעצמך. אמצעי הזהב הזה הוא אוויר ההרים של הרים באמצע: 1200 - 1500 מטר מעל פני הים, שבהם תכולת החמצן היא כ-10%.

נכון לעכשיו, כבר הוכח בבירור שיש רק גורם אחד שמאריך את חייו של אדם בהרים - זה אוויר הרים, שתכולת החמצן שלו מופחתת ויש לכך השפעה מועילה ביותר על הגוף.

מחסור בחמצן גורם לשינוי מבנה בתפקודן של מערכות הגוף השונות (קרדיווסקולריות, נשימתיות, עצביות) ומאלץ כוחות מילואים להידלק. זו, כפי שמתברר, דרך יעילה מאוד, זולה והכי חשוב נגישה לשיקום ושיפור הבריאות. כאשר כמות החמצן באוויר הנשאף יורדת, אות על כך מועבר דרך קולטנים מיוחדים למרכז הנשימה של המדולה אולונגטה, ומשם עובר לשרירים. עבודת החזה והריאות מתגברת, האדם מתחיל לנשום בתדירות גבוהה יותר, ובהתאם משתפר אוורור הריאות ואספקת החמצן לדם. קצב הלב עולה, מה שמגביר את זרימת הדם והחמצן מגיע מהר יותר לרקמות. זה מקל גם על ידי שחרור של תאי דם אדומים חדשים לדם, ולכן ההמוגלובין שהם מכילים.

זה מסביר את ההשפעה המיטיבה של אוויר הרים על חיוניותו של אדם. כאשר מגיעים לאתרי נופש הרריים, רבים מבחינים שמצב הרוח שלהם משתפר והחיוניות שלהם מופעלת.

אבל אם תעלו גבוה יותר אל ההרים, שם אוויר ההרים מכיל אפילו פחות חמצן, הגוף יגיב לחוסר שלו בצורה אחרת לגמרי. היפוקסיה (חוסר חמצן) כבר תהיה מסוכנת, וקודם כל מערכת העצבים תסבול ממנה, ואם אין מספיק חמצן לשמירה על תפקוד המוח, אדם עלול לאבד את ההכרה.

בהרים, קרינת השמש חזקה הרבה יותר. הדבר נובע מהשקיפות הגבוהה של האוויר, שכן צפיפותו ותכולת האבק ואדי המים יורדים עם הגובה. קרינת השמש הורגת מיקרואורגניזמים מזיקים רבים שחיים באוויר ומפרקת חומרים אורגניים. אבל הכי חשוב, קרינת השמש מייננת אוויר הרים, מקדמת את היווצרותם של יונים, כולל יונים שליליים של חמצן ואוזון.

לתפקוד תקין של הגוף שלנו, יונים טעונים שלילי וחיובי חייבים להיות נוכחים באוויר שאנו נושמים, וביחס מוגדר בהחלט. להפרה של איזון זה בכל כיוון יש השפעה שלילית מאוד על רווחתנו ובריאותנו. יחד עם זאת, יונים בעלי מטען שלילי, על פי נתונים מדעיים מודרניים, נחוצים לבני אדם בדיוק כמו ויטמינים במזון.

באוויר כפרי, ריכוז היונים של שני המטענים ביום שמש מגיע ל-800-1000 לכל 1 ס"מ מעוקב. בכמה אתרי נופש הרריים ריכוזם עולה לכמה אלפים. לכן, לאוויר ההרים יש אפקט מרפא על רוב היצורים החיים. רבים מהחיים הארוכים של רוסיה חיים באזורים הרריים. השפעה נוספת של אוויר דליל היא הגברת ההתנגדות של הגוף להשפעות המזיקות של קרינה. עם זאת, בגובה רב שיעור הקרינה האולטרה סגולה עולה בחדות. ההשפעה של קרניים אולטרה סגולות על גוף האדם היא גדולה מאוד. כוויות עור אפשריות. יש להם השפעה מזיקה על הרשתית של העיניים, וגורמים לכאבים עזים ולעיתים לעיוורון זמני. כדי להגן על העיניים, עליך להשתמש במשקפיים עם עדשות מגנות אור, וכדי להגן על הפנים שלך, לחבוש כובע רחב שוליים.

לאחרונה, טכניקות כגון אורותרפיה (טיפול באוויר הרים) או טיפול היפוקסי נורמוברי (טיפול באוויר מופחת עם תכולת חמצן נמוכה) הפכו נפוצות ברפואה. נקבע במדויק שבעזרת אוויר הרים ניתן למנוע ולטפל במחלות הבאות: מחלות מקצוע הקשורות לפגיעה בדרכי הנשימה העליונות, צורות שונות של מצבי אלרגיה וחוסר חיסוני, אסתמה של הסימפונות, קבוצה רחבה של מחלות של מערכת העצבים, מחלות של מערכת השרירים והשלד, מחלות מערכת הלב וכלי הדם, מחלות מערכת העיכול, מחלות עור. היפוקסיתרפיה מבטלת תופעות לוואי כשיטת טיפול שאינה תרופתית.

קודם כל, ראוי להזכיר שנדבר על משמעות המילה "דל" ולא "משוחרר". "משוחרר" פירושו "להישלל ממנו תשלום".

האקדח עשוי להיות פרוק, אבל האוויר עלול להיות נדיר.

מה זה אוויר דליל

המילה "דלילות" באה מהתואר "דלילות". כלומר, בצפיפות מופחתת. זהו מצב אוויר כאשר מספר המולקולות לסנטימטר מעוקב של חלל הופך פחות מאשר באוויר שכולם רגילים לנשום.

בטבע הוא נמצא בגובה. למשל בהרים או בשכבות האטמוספירה אליהן ניתן להגיע במטוס. ככל שתעלו מעל פני האוקיינוס, כך האוויר יהפוך לדליל יותר. כתוצאה מכך הוא יהפוך לוואקום, כלומר היעדר מוחלט של מולקולות אוויר בחלל.

הירידה בצפיפות עם הגדלת הגובה מתרחשת מכיוון שככל שאתה רחוק יותר מהקרקע, כוח הכבידה של כדור הארץ משפיע פחות על חלקיקי החמצן. מסתבר שצפיפות האוויר המקסימלית נמצאת ליד פני השטח, במיוחד במקום שבו גדלים צמחים רבים, אך בשטח פתוח אין אוויר כלל, יש ואקום מוחלט. אתה יכול גם לדלל את האוויר באופן מלאכותי.

במטוסים

מטוס נוסעים מתנשא מעל פני כדור הארץ כ-10-12 ק"מ. כלי רכב מעופפים עם מנועי רקטות וטורבו יכולים לטוס עד 100 ק"מ, אבל אנשים רגילים לא יכולים לטוס עליהם רק אנשים שהוכשרו במיוחד לזבוב הזה. בגובה כזה, החיים של גוף האדם בלתי אפשריים. אם הדלת של מטוס בטיסה נפתחת או ירידת לחץ חירום בתא הנוסעים, אז כל הנוסעים במטוס ימותו מיד.

אבל אפילו בתא אטום וסגור אנשים יחוו אי נוחות:

• לחץ דם גבוה;
• אוזני משכון;
• רגליים מתנפחות.

טיסות תכופות במטוס אינן טובות לבריאות שלך. שינויי לחץ, רמות גבוהות של פחמן חד חמצני, תאוצה רבה מדי - כל זה משפיע על מערכת הלב וכלי הדם. בדרך כלל לא מומלץ לנשים בהריון ולחולים עם יתר לחץ דם לזוז בדרך זו.

בהרים

הנקודה הגבוהה ביותר על פני כדור הארץ היא פסגת הר האוורסט. הנקודה המקסימלית של ההר הזה מגיעה ליותר מ-8 אלף מטרים, והיא גבוהה מאוד.

אינסטינקטיבית, אדם מפחד מגבהים ושואף לרדת נמוך יותר. זה קורה לא רק בגלל שאתה יכול ליפול ממקום גבוה, אלא גם בגלל שלגובה יכולה להיות השפעה מזיקה ואפילו קטלנית על בריאות האדם.

אי אפשר להתרגל לגמרי לתכונות האוויר הדליל, אבל אפשר להסתגל. מטפסים המטפסים על הרים גבוהים מבלים שנים בהכנות לכך. הם גם יודעים שאתה צריך לטפס בהדרגה, לאחר שצברת גובה מסוים - אתה צריך להתרגל לזה. אם אדם לא מוכן יטפס בחדות לאוורסט או אפילו להר נמוך בהרבה, כנראה שהוא יסבול ממחלת גבהים. לאדם בריא וחזק הגובה הקריטי הוא 2.5 ק"מ ומעלה, ולאדם חולה או קשיש - מ-1 ק"מ ומעלה. התסמינים של מחלה זו הם כדלקמן:

• כאב ראש וסחרחורת;
• קוֹצֶר נְשִׁימָה;
• לְהַקִיא;
• אובדן חד של כוח, ולאחר מכן גל פתאומי של כוח;
• תפיסה לא מספקת של המציאות.

אם לאדם יש הרגשה שהוא פתאום הפך למאושר, אז זה סימן רע מאוד. נמנום תבוא בעקבותיו, ואם תירדם, לא תתעורר.

הדבר הגרוע ביותר הוא שמחלת הרים יכולה להיות כמעט אסימפטומטית במשך זמן רב, ואז האדם מאבד לפתע את הכרתו. אם לא תעשה כלום ולא תרד מיד, האדם ימות. הדבר ההרסני ביותר הוא היפוקסיה או חוסר חמצן למערכת העצבים המרכזית.

טיפול באוויר מופחת

אבל יש דעה שאוויר הרים בריא מאוד. ודעה זו נכונה יתרה מכך, יש אפילו אורותרפיה - טיפול ושיקום באוויר מופחת.

עקרון הטיפול הוא להכניס אדם לקפסולה עם אוויר מופחת בריכוז מסוים.

אורותרפיה יעילה במקרים הבאים:

• תגובות אלרגיות של הגוף;
• מחלות של מערכת העצבים המרכזית;
• מניעת פתולוגיות הריון;
• אֲנֶמִיָה;
• הצורך לעורר התחדשות.

הטכניקה נמצאת בשימוש ברוסיה מאז 1987. טיפול כזה צריך להתבצע אך ורק במסגרת קלינית ותחת פיקוחו של רופא. אחרי הכל, גם זרם חשמלי וגם קרינה רדיואקטיבית במינונים לא נכונים הורגים, אבל במינונים מחושבים במדויק הם מרפאים. גנרטור אוויר הרים מאפשר לך לדלל את האוויר בתנאים קליניים.

כמות החמצן והחנקן יורדת בחדות עם הגובה. הכל קשור להפרש הלחצים בין השכבות העליונות והתחתונות של האטמוספירה. השכבות העליונות מפעילות לחץ רב על התחתונות, כך שלאחרונים יש הרבה יותר אוויר ולחץ נמוך יותר. מטפסים, כאשר מטפסים לגובה רב, חווים כמה קשיים.

הכל תלוי בגובה שבו האדם נמצא. אם זה לא יעלה על 1 ק"מ, ההבדל כמעט בלתי מורגש, ולא יהיה נזק לגוף. גובה של 1 עד 3 ק"מ גם לא יכול להזיק לאדם בריא (הגוף מפצה בקלות על המחסור בחמצן). אנשים חולים, במיוחד אלו הסובלים מאסטמה, לא צריכים לצאת למסע מסוכן שכזה.

בגובה של 5 עד 6 ק"מ, גופו של אדם בריא מגייס את כל המערכות ומאלץ אותן לעבוד במצב מוגבר עקב מחסור בחמצן. אדם מאומן יכול להתמודד עם גובה כזה, ולכן לעתים קרובות ממוקמים כאן בסיסי מחקר ומצפה כוכבים שונים. שינה בריאה ותזונה נכונה עוזרים לגופם של המדענים להתמודד עם מצבי לחץ.

מקומות הנמצאים בגובה 7 ק"מ ומעלה אינם מתאימים לחיי אדם. יש כאן כל כך מעט חמצן שהדם לא יכול להעביר אותו במלואו לכל האיברים. הם מתחילים לחוות רעב חמצן. אדם חש עייפות, כאבי ראש ומצבו הכללי מחמיר. אדם יכול לבלות לא יותר מ-3 ימים בגובה של 8 ק"מ ומעלה.

החיים בהיילנדס

לתושבי אזורים הרריים יש בריאות הרבה יותר טובה וחיים יותר מתושבי המישורים. מה מסביר את זה? חמצן מטבעו הוא חומר מחמצן חזק. כל חומר מחמצן בגוף גורם להזדקנות במידה רבה או פחותה. אבל אדם לא יכול לחיות. כדי לשפר את הבריאות, אתה צריך תכולת חמצן מעט נמוכה יותר באוויר מאשר במישורים.

הגובה האופטימלי לחיים נוחים הוא כ-1500 מטר מעל פני הים. הגוף חווה רעב קל בחמצן, אשר מפעיל את כל המערכות במצב משופר. זרימת הדם ואוורור הריאות משתפרים, ורמת ההמוגלובין בדם עולה.

מדענים אמריקאים שמו לב שאנשים החיים בהרים מאופיינים בצלילים גרוניים בדיבור שלהם. בגובה רב הרבה יותר קל לבטא צלילים כאלה, שכן הדבר מצריך דחיסת האוויר בגרון. זה הכי קל לעשות ברמות הגבוהות, מכיוון שהאוויר כאן דליל יותר מאשר במישורים.