ยิ่งภูเขาสูง ความกดดันก็ยิ่งลดลง ความกดดันคืออะไร? อะไรเป็นตัวกำหนดความกดอากาศสูง? สาเหตุของการพัฒนาและปัจจัยเสี่ยง
ยิ่งบุคคลปีนขึ้นไปบนภูเขาสูงหรือเครื่องบินของเขาพาเขาสูงขึ้นเท่าใด อากาศก็จะยิ่งบางลงเท่านั้น ที่ระดับความสูง 5.5 กม. เหนือระดับน้ำทะเล ความกดอากาศจะลดลงเกือบครึ่งหนึ่ง ปริมาณออกซิเจนจะลดลงในระดับเดียวกัน ที่ระดับความสูง 4 กม. ผู้ที่ไม่ได้รับการฝึกฝนสามารถเกิดอาการเมารถได้ อย่างไรก็ตาม คุณสามารถฝึกให้ร่างกายเคยชินกับการอยู่ในระดับความสูงที่สูงขึ้นได้ แม้แต่ตอนพิชิตเอเวอเรสต์ นักปีนเขาที่กล้าหาญก็ไม่ได้ใช้อุปกรณ์ออกซิเจน ร่างกายจะปรับตัวเข้ากับอากาศที่มีออกซิเจนต่ำได้อย่างไร?
บทบาทหลักที่นี่คือการเพิ่มจำนวนและทำให้ปริมาณฮีโมโกลบินในเลือดเพิ่มขึ้น ในผู้ที่อาศัยอยู่ในพื้นที่ภูเขา จำนวนเซลล์เม็ดเลือดแดงสูงถึง 6 หรือมากกว่าล้านต่อ 1 มม. 3 (แทนที่จะเป็น 4 ล้านเซลล์ภายใต้สภาวะปกติ) เห็นได้ชัดว่าในกรณีนี้เลือดมีโอกาสจับออกซิเจนจากอากาศได้มากขึ้น
อย่างไรก็ตามบางครั้งผู้ที่เคยไปเยี่ยมชม Kislovodsk ระบุว่าปริมาณฮีโมโกลบินในเลือดเพิ่มขึ้นเนื่องจากการพักผ่อนที่ดีและฟื้นตัว แน่นอนว่าประเด็นไม่ใช่แค่เรื่องนี้เท่านั้น แต่ยังรวมถึงอิทธิพลของพื้นที่ภูเขาด้วย
นักดำน้ำและผู้ที่ทำงานในกระโจม - ห้องพิเศษที่ใช้ในการก่อสร้างสะพานและโครงสร้างไฮดรอลิกอื่น ๆ ถูกบังคับให้ทำงานที่ความกดอากาศที่เพิ่มขึ้น ที่ระดับความลึก 50 ม. ใต้น้ำ นักดำน้ำประสบกับความกดดันที่สูงกว่าความกดอากาศเกือบ 5 เท่า แต่บางครั้งเขาก็ต้องดำน้ำลึก 100 ม. หรือมากกว่านั้นใต้น้ำ
ความกดอากาศมีผลเฉพาะตัวมาก บุคคลหนึ่งทำงานภายใต้สภาวะเหล่านี้เป็นเวลาหลายชั่วโมงโดยไม่มีปัญหาจากความดันโลหิตสูง อย่างไรก็ตามเมื่อขึ้นไปด้านบนอย่างรวดเร็วอาการปวดข้อเฉียบพลันอาการคันที่ผิวหนังจะปรากฏขึ้น ในกรณีที่รุนแรงมีผู้เสียชีวิต ทำไมสิ่งนี้ถึงเกิดขึ้น?
ในชีวิตประจำวัน เราไม่ได้คิดถึงแรงที่อากาศในชั้นบรรยากาศกดทับเราเสมอไป ในขณะเดียวกันความดันก็สูงมากและมีค่าประมาณ 1 กิโลกรัมต่อตารางเซนติเมตรของพื้นผิวร่างกาย หลังสำหรับคนที่มีความสูงและน้ำหนักเฉลี่ยคือ 1.7 ตร.ม. ส่งผลให้บรรยากาศกดดันเราถึง 17 ตัน! เราไม่รู้สึกถึงผลกระทบจากแรงอัดมหาศาลนี้ เพราะมันสมดุลโดยความดันของของเหลวในร่างกายและก๊าซที่ละลายอยู่ในนั้น ความผันผวนของความดันบรรยากาศทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในร่างกายหลายอย่าง โดยเฉพาะอย่างยิ่งผู้ป่วยโรคความดันโลหิตสูงและโรคข้อจะรู้สึกได้ แท้จริงแล้วเมื่อความดันบรรยากาศเปลี่ยนแปลงไป 25 มิลลิเมตรปรอท ศิลปะ. แรงดันบรรยากาศที่มีต่อร่างกายเปลี่ยนแปลงไปมากกว่าครึ่งตัน! ร่างกายจะต้องปรับสมดุลการเปลี่ยนแปลงความดันนี้
อย่างไรก็ตาม ดังที่ได้กล่าวไปแล้ว การอยู่ภายใต้ความกดดันแม้ที่ 10 บรรยากาศนั้นค่อนข้างจะยอมรับได้โดยนักดำน้ำ เหตุใดการขึ้นอย่างรวดเร็วถึงเป็นอันตรายถึงชีวิตได้? ความจริงก็คือในเลือดเช่นเดียวกับของเหลวอื่น ๆ ด้วยความดันที่เพิ่มขึ้นของก๊าซ (อากาศ) เมื่อสัมผัสกับมัน ก๊าซเหล่านี้จะละลายอย่างมีนัยสำคัญมากขึ้น ไนโตรเจนซึ่งประกอบเป็นอากาศ 4/5 นั้นไม่แยแสต่อร่างกายเลย (เมื่ออยู่ในรูปของก๊าซอิสระ) จะละลายในเลือดของนักดำน้ำในปริมาณมาก หากความดันอากาศลดลงอย่างรวดเร็ว ก๊าซจะเริ่มออกมาจากสารละลาย และเลือดจะ “เดือด” และปล่อยฟองไนโตรเจนออกมา ฟองอากาศเหล่านี้ก่อตัวในหลอดเลือดและสามารถอุดตันหลอดเลือดแดงสำคัญได้ - ในสมอง ฯลฯ ดังนั้นนักดำน้ำและกระสุนที่ทำงานจึงถูกยกขึ้นสู่ผิวน้ำช้ามากเพื่อให้ก๊าซถูกปล่อยออกมาจากเส้นเลือดฝอยในปอดเท่านั้น
ไม่ว่าผลกระทบของการอยู่เหนือระดับน้ำทะเลและใต้น้ำลึกจะแตกต่างกันอย่างไร ก็มีลิงก์เดียวที่เชื่อมโยงสิ่งเหล่านี้เข้าด้วยกัน หากบุคคลหนึ่งขึ้นเครื่องบินอย่างรวดเร็วสู่ชั้นบรรยากาศที่หายาก ซึ่งอยู่เหนือระดับน้ำทะเลมากกว่า 19 กม. จำเป็นต้องมีการปิดผนึกโดยสมบูรณ์ ที่ระดับความสูงนี้ ความดันจะลดลงมากจนน้ำ (และเลือด) จะไม่เดือดที่อุณหภูมิ 100 °C อีกต่อไป แต่อยู่ที่ อาจเกิดปรากฏการณ์ของการเจ็บป่วยจากการบีบอัดซึ่งมีต้นกำเนิดคล้ายกับการเจ็บป่วยจากการบีบอัด
ปัจจุบันหลายคนชอบพักผ่อนบนภูเขา วันหยุดบนภูเขาหมายถึงทิวทัศน์อันตระการตา อากาศบริสุทธิ์ และงานอดิเรกที่สนุกสนาน อย่างไรก็ตาม เมื่อไปเที่ยวพักผ่อนบนภูเขา จำเป็นต้องมีมาตรการเพื่อหลีกเลี่ยงสิ่งที่เรียกว่าการเจ็บป่วยจากภูเขา
นักท่องเที่ยวสมัยนี้มักจะไปเที่ยวพักผ่อนบนภูเขาโดยไม่ได้เตรียมตัวใดๆ เลย ซึ่งท้ายที่สุดก็เสี่ยงต่อสุขภาพของตัวเอง ทำไมผู้คนถึงป่วยบนภูเขา? เหตุผลนี้คืออากาศบนภูเขาบาง ๆ ลมแรง ความกดอากาศต่ำ - ปัจจัยทั้งหมดเหล่านี้กระตุ้นให้เกิดอาการเจ็บป่วยจากระดับความสูง ดังนั้นจึงเป็นการดีกว่าถ้าไปภูเขาที่ติดอาวุธครบมือเพื่อหลีกเลี่ยงปัญหาสุขภาพ
สำหรับคนที่คุ้นเคยกับภูเขา ระดับความสูงเกณฑ์คือ 2,000-2,500 ม. เหนือระดับน้ำทะเล แต่คนที่ไม่ได้เตรียมตัวไว้เมื่อไปเที่ยวพักผ่อนบนภูเขาสามารถสัมผัสได้ถึงอาการเจ็บป่วยจากภูเขาที่ระดับความสูง 1300-1500 ม. อะไร อาการเหล่านี้ใช่ไหม?
คนที่ปีนขึ้นไปสูงผิดปกติมักจะประสบกับ:
- ความเกียจคร้าน, ไม่แยแส, สมาธิลดลง;
- หายใจลำบาก, เจ็บหน้าอก, ไอ;
- อาการวิงเวียนศีรษะและปวดศีรษะ, รบกวนการนอนหลับ;
- หัวใจเต้นเร็ว
- กล้ามเนื้ออ่อนแรง, การประสานงานไม่ดีและการเสื่อมสภาพในการปฐมนิเทศ;
- อาการบวมที่ขา
- คลื่นไส้, ความผิดปกติของระบบทางเดินอาหาร, เบื่ออาหาร
คุณจะปรับตัวอย่างรวดเร็ว หลีกเลี่ยงอาการเจ็บป่วยจากความสูง และเพลิดเพลินกับวันหยุดบนภูเขาได้อย่างไร? แพทย์โรคหัวใจให้คำแนะนำต่อไปนี้: เพื่อหลีกเลี่ยงอาการข้างต้นให้รับประทาน Panangin 1-2 เม็ดวันละ 2 ครั้ง Diacarb 0.5 เม็ดและ Dibazol 0.5 เม็ด (10 มก.) Diacarb เป็นยาขับปัสสาวะชนิดอ่อนที่จะช่วยลดความดันในกะโหลกศีรษะ ในขณะที่ panangin จะทำให้รับภาระได้ง่ายขึ้น และ dibazol จะขยายหลอดเลือด
นักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกันอ้างว่าการไปพักผ่อนบนภูเขาจะดีกว่าหากคุณตุน... ไวอากร้า ในกรณีนี้ ไวอากร้าจะไม่ถูกนำมาใช้ตามวัตถุประสงค์ แต่เป็นการช่วยสร้างการไหลเวียนโลหิตที่ดีในปอดและแขนขา ควรสังเกตทันทีว่าเฉพาะผู้ที่มีระบบหัวใจและหลอดเลือดเป็นปกติเท่านั้นที่ได้รับอนุญาตให้รับประทานไวอากร้าบนภูเขา ในกรณีนี้ ห้ามใช้ไวอากร้าสำหรับผู้ที่เป็นโรคหัวใจและผู้ที่มีความดันโลหิตสูง
วิธีอื่นใดที่จะช่วยให้วันหยุดบนภูเขาของคุณดีขึ้นและหลีกเลี่ยงอาการเจ็บป่วยจากความสูงได้?
- วิตามินซีเป็นวิธีการรักษาที่ดีเยี่ยมสำหรับภาวะขาดออกซิเจน เมื่ออยู่บนภูเขา ให้รับประทานมากถึง 500 มก. วันละสองครั้ง
- รับประทานวิตามินอี 200 มก. และกรดไลโปอิก 300 มก. วันละสองครั้ง สารเหล่านี้ช่วยให้การหายใจเป็นปกติและยังเป็นสารต้านอนุมูลอิสระอีกด้วย
- ควรรับประทาน Riboxin 1-2 เม็ดต่อวันซึ่งจะทำให้การทำงานของหัวใจและตับเป็นปกติ
- รับประทานแคลเซียมแพนโทธีเนต (วิตามินบี 3) 1 เม็ด (100 มก.) ต่อวัน จะช่วยเพิ่มการเผาผลาญ
จะเกิดอะไรขึ้นกับชายคนหนึ่งบนภูเขา
ทุกๆ 150 เมตร อุณหภูมิอากาศจะลดลง 1°C ดังนั้นจึงไม่แนะนำให้ไปเที่ยวพักผ่อนบนภูเขาโดยไม่มีเสื้อแจ็คเก็ตหนาๆ นอกจากนี้รังสีอัลตราไวโอเลตจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วที่ระดับความสูง ดังนั้นความเสี่ยงที่จะเกิดแผลไหม้ที่จอประสาทตาจึงเพิ่มขึ้น อย่าลืมนำแว่นกันแดดและหมวกติดตัวไปด้วยในการเดินป่า
บนภูเขา อากาศทำให้บริสุทธิ์ ซึ่งทำให้บุคคลขาดออกซิเจน เพิ่มความดันในกะโหลกศีรษะ และมักทำให้เกิดภาวะหัวใจเต้นผิดจังหวะ
อาหารที่ส่งเสริมการผลิตเซโรโทนิน (กล้วย ช็อคโกแลต) ช่วยต่อสู้กับภาวะขาดออกซิเจน บนภูเขาแนะนำให้กินมูสลี ซีเรียล และถั่ว ต้องบอกว่าเนื้อสัตว์ไม่เหมาะสำหรับการเดินป่าบนภูเขามากนักควรเปลี่ยนเป็นปลาแทน เครื่องดื่มที่ต้องการคือชาอ่อนพร้อมน้ำมะนาวและน้ำส้ม ควรหลีกเลี่ยงชาและกาแฟที่เข้มข้น - เครื่องดื่มดังกล่าวทำให้เลือดข้น ไม่แนะนำให้ดื่มเครื่องดื่มแอลกอฮอล์ที่ระดับความสูงเนื่องจากจะเพิ่มความอดอยากจากออกซิเจน
โดยสรุป เป็นเรื่องที่ควรค่าแก่การกล่าวว่าวันหยุดบนภูเขาอาจเกี่ยวข้องกับความเสี่ยงต่อสุขภาพหากคุณมีโรคของระบบหัวใจและหลอดเลือด โรคทางระบบประสาท โรคหอบหืดหลอดลมรุนแรง หรือความผิดปกติของระบบไหลเวียนโลหิตในสมอง
หากคุณพบข้อผิดพลาดในข้อความ ให้เลือกส่วนของข้อความที่มีข้อผิดพลาดแล้วกด Ctrl+Enter เพื่อแจ้งผู้ดูแลไซต์
ในการพยากรณ์อากาศมีการกล่าวถึงความกดอากาศด้วยซ้ำ แต่ธรรมชาติของมันคืออะไร? อะไรเป็นตัวกำหนดความกดอากาศต่ำและสูง? การเปลี่ยนแปลงส่งผลต่อสุขภาพของมนุษย์อย่างไร?
มันคืออะไร?
ย้อนกลับไปในปี 1638 ผู้คนแทบไม่มีความคิดเลยว่าปรากฏการณ์ดังกล่าวมีอยู่จริง จนกระทั่งดยุคแห่งทัสคานีตัดสินใจตกแต่งฟลอเรนซ์ด้วยน้ำพุที่สูงมาก ความพยายามของเขาล้มเหลวอย่างน่าสังเวช เนื่องจากน้ำไม่สูงเกินสิบเมตร จากนั้นก็ถึงเวลาสำหรับการทดลองครั้งแรกในพื้นที่นี้
ด้วยการพัฒนาทางวิทยาศาสตร์ เห็นได้ชัดว่าความดันเป็นปริมาณทางกายภาพที่รายงานปริมาณแรงที่ตั้งฉากกับหน่วยพื้นที่ของพื้นผิว บรรยากาศก็ไม่เว้น มันกดทับโลกของเราด้วยความช่วยเหลือจากอากาศซึ่งมีอยู่ทุกหนทุกแห่ง
มวลอากาศรอบตัวเรานั้นน้อยกว่ามวลโลกหลายล้านเท่า แต่นี่ก็เพียงพอแล้วสำหรับวัตถุและสิ่งมีชีวิตทุกชนิดที่จะได้สัมผัสกับอิทธิพลของมัน อากาศกดทับเราประมาณสิบห้าตันทุกวัน แต่เราไม่สามารถรู้สึกได้ เนื่องจากความดันภายในของร่างกายมนุษย์เท่ากับความดันบรรยากาศ
ความกดอากาศต่ำและสูง
เช่นเดียวกับปริมาณทางกายภาพอื่นๆ ความดันสามารถวัดได้ ในระบบหน่วยสากลจะใช้ปาสกาล (Pa) สำหรับสิ่งนี้ ในรัสเซียก็ใช้แท่งและมิลลิเมตรปรอทเช่นกัน
ค่าเฉลี่ยจะถูกถ่ายที่อุณหภูมิ 0 องศาที่ระดับน้ำทะเลที่ละติจูด 45 องศา ถูกกำหนดให้เป็นความดันบรรยากาศปกติ และมีปรอท 760 มิลลิเมตร หรือ 101,325 ปาสคาล
ความกดอากาศขึ้นอยู่กับอะไร? ประการแรก ขึ้นอยู่กับปริมาณอากาศต่อหน่วยพื้นที่ ยิ่งมีน้อย ความดันก็จะยิ่งต่ำลง และในทางกลับกัน มันขึ้นอยู่กับความสูงโดยตรง ที่ระดับความสูง อากาศจะบางลง ดังนั้นค่าของมันจะลดลงเมื่อมันเพิ่มขึ้น ที่ระดับความสูง 5 กม. ความแรงจะแรงเพียงครึ่งเดียว ที่ระดับความสูง 20 กม. จะน้อยกว่าประมาณ 18 เท่า
ความกดดันมีแนวโน้มที่จะเปลี่ยนแปลงในช่วงเวลาต่างๆ ของวันและฤดูกาล ปัจจัยสำคัญคืออุณหภูมิ ในตอนกลางคืนเมื่ออุณหภูมิลดลง ความกดอากาศจะต่ำกว่าตอนกลางวันเล็กน้อย ในทวีปต่างๆ ความกดอากาศสูงจะสังเกตได้ในฤดูหนาว และต่ำในฤดูร้อน
การแบ่งเขตความดัน
ภูมิภาคต่างๆ ของโลกอุ่นขึ้นไม่สม่ำเสมอ ส่งผลให้เกิดการกระจายแรงดันแบบโซน ในบางพื้นที่อากาศจะร้อนขึ้นและลดความดันลง ลอยขึ้นและค่อยๆ เย็นลง เคลื่อนตัวไปยังพื้นที่ใกล้เคียงเพิ่มความกดดันบริเวณนั้น
การกระจายตัวของมวลอากาศดังกล่าวมองเห็นได้ชัดเจนในแถบเส้นศูนย์สูตร เนื่องจากอุณหภูมิสูง ความกดอากาศจึงต่ำอยู่เสมอ และในเขตร้อนใกล้เคียงมักจะเพิ่มขึ้น ในทวีปแอนตาร์กติกาและขั้วโลกเหนือ ความกดอากาศสูงอย่างต่อเนื่องเป็นผลมาจากการไหลเข้าของอากาศจากละติจูดปานกลาง
ดังที่ได้กล่าวไว้ข้างต้น ความกดดันมีลักษณะเป็นความผันผวนตามฤดูกาล แต่การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ไม่ได้สำคัญเกินไป โดยทั่วไป ตัวบ่งชี้ความดันจะมีเสถียรภาพ: บนโลกจะมีโซนความกดอากาศสูงและต่ำอยู่เสมอ
ผลกระทบของความกดอากาศสูง
บุคคลสามารถสัมผัสถึงพลังของปรากฏการณ์นี้กับตัวเองเมื่อปีนเขา หลายๆ คนคุ้นเคยกับอาการหูอื้อเมื่อต้องเอาชนะความโน้มเอียงเล็กๆ น้อยๆ ในบางครั้ง คุณสามารถรู้สึกได้โดยการดำน้ำลึก อย่างไรก็ตาม ความลึกสูงสุดของการดำน้ำโดยไม่ต้องใช้อุปกรณ์พิเศษคือไม่เกิน 170 เมตร (แม้ว่าจะค่อนข้างเสี่ยงก็ตาม)
ในชีวิตประจำวัน บุคคลจะรู้สึกถึงการเปลี่ยนแปลงของความกดดัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากการเปลี่ยนแปลงกะทันหันเกิดขึ้น ความกดอากาศสูงจะมาพร้อมกับสภาพอากาศที่ชัดเจนและความแห้งกร้าน ส่งผลให้ภูมิแพ้และปัญหาระบบทางเดินหายใจแย่ลง
ความดันโลหิตที่เพิ่มขึ้นส่งผลอย่างชัดเจนต่อความเป็นอยู่ของผู้ป่วยโรคความดันโลหิตสูง การช่วยลดเม็ดเลือดขาวในเลือดอาจทำให้ระบบภูมิคุ้มกันอ่อนแอลงได้ ดังนั้นในช่วงที่มีความดันโลหิตสูง จึงเป็นเรื่องยากสำหรับคนที่จะต่อสู้กับการติดเชื้อและโรคอื่นๆ
ขั้นแรก เรามาจำหลักสูตรฟิสิกส์ของโรงเรียนมัธยมกัน ซึ่งอธิบายว่าเหตุใดและอย่างไรความกดอากาศจึงเปลี่ยนแปลงไปตามระดับความสูง ยิ่งพื้นที่อยู่เหนือระดับน้ำทะเลสูง ความกดอากาศบริเวณนั้นก็จะยิ่งต่ำลง อธิบายได้ง่ายมาก: ความดันบรรยากาศบ่งบอกถึงแรงที่คอลัมน์อากาศกดทับทุกสิ่งที่อยู่บนพื้นผิวโลก โดยธรรมชาติแล้ว ยิ่งคุณสูงขึ้นเท่าไร ความสูงของเสาอากาศ มวลและความดันที่กระทำก็จะยิ่งต่ำลง
นอกจากนี้ ที่ระดับความสูง อากาศยังทำให้บริสุทธิ์ โดยจะมีโมเลกุลของก๊าซจำนวนน้อยกว่ามาก ซึ่งส่งผลต่อมวลในทันทีด้วย และเราต้องไม่ลืมว่าด้วยระดับความสูงที่เพิ่มขึ้น อากาศจะถูกกำจัดสิ่งสกปรกที่เป็นพิษ ก๊าซไอเสีย และ "ความสุข" อื่น ๆ ซึ่งเป็นผลมาจากความหนาแน่นลดลงและตัวชี้วัดความดันบรรยากาศลดลง
การศึกษาแสดงให้เห็นว่าการขึ้นอยู่กับความดันบรรยากาศต่อระดับความสูงแตกต่างกันดังนี้: การเพิ่มขึ้นสิบเมตรทำให้พารามิเตอร์ลดลงหนึ่งหน่วย ตราบใดที่ความสูงของพื้นที่ไม่เกินห้าร้อยเมตรเหนือระดับน้ำทะเลแทบไม่รู้สึกถึงการเปลี่ยนแปลงของความกดอากาศของคอลัมน์อากาศ แต่ถ้าคุณเพิ่มขึ้นห้ากิโลเมตรค่าจะเป็นครึ่งหนึ่งของค่าที่เหมาะสมที่สุด . ความแรงของความกดดันที่กระทำโดยอากาศยังขึ้นอยู่กับอุณหภูมิด้วย ซึ่งจะลดลงอย่างมากเมื่อขึ้นไปที่ระดับความสูงที่สูงขึ้น
สำหรับระดับความดันโลหิตและสภาพทั่วไปของร่างกายมนุษย์ ค่าไม่เพียงแต่ความดันบรรยากาศเท่านั้น แต่ยังรวมถึงความดันบางส่วนด้วย ซึ่งขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของออกซิเจนในอากาศ มีความสำคัญมาก ตามสัดส่วนของความดันอากาศที่ลดลงความดันบางส่วนของออกซิเจนก็ลดลงเช่นกันซึ่งทำให้องค์ประกอบสำคัญนี้ไม่เพียงพอต่อเซลล์และเนื้อเยื่อของร่างกายและการพัฒนาของภาวะขาดออกซิเจน สิ่งนี้อธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าการแพร่กระจายของออกซิเจนเข้าสู่กระแสเลือดและการขนส่งไปยังอวัยวะภายในในเวลาต่อมาเกิดขึ้นเนื่องจากความแตกต่างของความดันบางส่วนของเลือดและถุงลมในปอดและเมื่อสูงขึ้นไปในระดับสูงความแตกต่างในสิ่งเหล่านี้ การอ่านจะน้อยลงอย่างมาก
ระดับความสูงส่งผลต่อความเป็นอยู่ที่ดีของบุคคลอย่างไร?
ปัจจัยลบหลักที่ส่งผลต่อร่างกายมนุษย์ในระดับความสูงคือการขาดออกซิเจน เป็นผลมาจากการขาดออกซิเจนซึ่งทำให้เกิดความผิดปกติเฉียบพลันของหัวใจและหลอดเลือด, ความดันโลหิตเพิ่มขึ้น, ความผิดปกติของระบบย่อยอาหารและโรคอื่น ๆ อีกมากมาย
ผู้ป่วยความดันโลหิตสูงและผู้ที่มีแนวโน้มจะเกิดแรงดันไฟกระชากไม่ควรปีนขึ้นไปบนภูเขาสูง และไม่แนะนำให้นั่งเครื่องบินเป็นเวลานาน พวกเขาจะต้องลืมเกี่ยวกับการปีนเขาแบบมืออาชีพและการท่องเที่ยวบนภูเขาด้วย
ความรุนแรงของการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นในร่างกายทำให้สามารถแยกแยะโซนระดับความสูงได้หลายโซน:
- ความสูงเหนือระดับน้ำทะเลหนึ่งถึงครึ่งถึงสองกิโลเมตรเป็นเขตที่ค่อนข้างปลอดภัยซึ่งไม่มีการเปลี่ยนแปลงพิเศษใด ๆ ในการทำงานของร่างกายและสถานะของระบบสำคัญ การเสื่อมสภาพในความเป็นอยู่ที่ดี กิจกรรมที่ลดลง และความอดทนนั้นน้อยมาก
- จากสองถึงสี่กิโลเมตร - ร่างกายพยายามรับมือกับการขาดออกซิเจนด้วยตัวเองด้วยการหายใจที่เพิ่มขึ้นและการหายใจเข้าลึก ๆ การออกกำลังกายหนักๆ ซึ่งต้องใช้ออกซิเจนจำนวนมากนั้นทำได้ยาก แต่การออกกำลังกายเบาๆ ก็สามารถทนได้ดีเป็นเวลาหลายชั่วโมง
- จากสี่ถึงห้ากิโลเมตรครึ่ง - ภาวะสุขภาพแย่ลงอย่างเห็นได้ชัดการทำงานทางกายภาพเป็นเรื่องยาก ความผิดปกติทางจิตและอารมณ์จะปรากฏในรูปแบบของจิตใจที่สูงส่ง ความอิ่มเอมใจ และการกระทำที่ไม่เหมาะสม เมื่ออยู่ที่ระดับความสูงดังกล่าวเป็นเวลานาน จะมีอาการปวดหัว รู้สึกหนักศีรษะ ปัญหาสมาธิ และเซื่องซึม
- จากห้าครึ่งถึงแปดกิโลเมตร - เป็นไปไม่ได้ที่จะออกกำลังกายอาการแย่ลงอย่างรวดเร็วเปอร์เซ็นต์ของการสูญเสียสติอยู่ในระดับสูง
- สูงกว่าแปดกิโลเมตร - ที่ระดับความสูงนี้บุคคลสามารถรักษาสติได้เป็นเวลาสูงสุดหลายนาที หลังจากนั้นจะเป็นลมและความตายตามมา
เพื่อให้กระบวนการเผาผลาญเกิดขึ้นในร่างกายจำเป็นต้องมีออกซิเจน การขาดออกซิเจนในระดับความสูงจะนำไปสู่การเกิดอาการเจ็บป่วยจากความสูงได้ อาการหลักของความผิดปกติคือ:
- ปวดศีรษะ.
- การหายใจเพิ่มขึ้น, หายใจถี่, ขาดอากาศ
- เลือดกำเดาไหล
- คลื่นไส้อาเจียน
- ปวดข้อและกล้ามเนื้อ
- ความผิดปกติของการนอนหลับ
- ความผิดปกติทางจิตและอารมณ์
ที่ระดับความสูง ร่างกายเริ่มขาดออกซิเจน ส่งผลให้การทำงานของหัวใจและหลอดเลือดหยุดชะงัก ความดันหลอดเลือดแดงและในกะโหลกศีรษะเพิ่มขึ้น และอวัยวะภายในที่สำคัญล้มเหลว ในการเอาชนะภาวะขาดออกซิเจนได้สำเร็จ คุณต้องใส่ถั่ว กล้วย ช็อคโกแลต ซีเรียล และน้ำผลไม้ในอาหารของคุณ
ผลของระดับความสูงต่อระดับความดันโลหิต
เมื่อขึ้นไปบนที่สูง อากาศเบาบางจะทำให้อัตราการเต้นของหัวใจเพิ่มขึ้นและความดันโลหิตเพิ่มขึ้น อย่างไรก็ตาม เมื่อระดับความสูงเพิ่มขึ้น ระดับความดันโลหิตก็เริ่มลดลง การลดลงของปริมาณออกซิเจนในอากาศถึงค่าวิกฤตทำให้เกิดความหดหู่ของกิจกรรมการเต้นของหัวใจและความดันในหลอดเลือดแดงลดลงอย่างเห็นได้ชัดในขณะที่ระดับในหลอดเลือดดำเพิ่มขึ้น เป็นผลให้บุคคลเกิดภาวะหัวใจเต้นผิดจังหวะและตัวเขียว
เมื่อไม่นานมานี้ กลุ่มนักวิจัยชาวอิตาลีได้ตัดสินใจเป็นครั้งแรกที่จะศึกษารายละเอียดว่าระดับความสูงส่งผลต่อระดับความดันโลหิตอย่างไร เพื่อทำการวิจัย ได้มีการจัดให้มีการสำรวจไปยังเอเวอเรสต์ ในระหว่างนั้นจะมีการพิจารณาการอ่านแรงกดดันของผู้เข้าร่วมทุก ๆ ยี่สิบนาที ในระหว่างการเดินป่า ความดันโลหิตเพิ่มขึ้นในระหว่างการขึ้นได้รับการยืนยัน: ผลลัพธ์แสดงให้เห็นว่าค่าซิสโตลิกเพิ่มขึ้น 15 หน่วย และค่าไดแอสโตลิกเพิ่มขึ้น 10 หน่วย สังเกตว่าค่าความดันโลหิตสูงสุดถูกกำหนดในเวลากลางคืน ศึกษาผลของยาลดความดันโลหิตในระดับความสูงต่างๆ ปรากฎว่ายาที่อยู่ระหว่างการศึกษาช่วยได้อย่างมีประสิทธิภาพที่ระดับความสูงไม่เกิน 3 กิโลเมตรครึ่งและเมื่อเพิ่มขึ้นเกิน 5 ครึ่งมันก็ไร้ประโยชน์อย่างแน่นอน
เมื่อปีนเขาจะเกิดความกดอากาศ
ในส่วนการบ้าน คำตอบที่ดีที่สุดสำหรับคำถามเมื่อปีนเขาคือสิ่งที่เกิดขึ้นกับความกดดันและอากาศ ตามที่ผู้เขียน Lisa Zakharova ถาม เนื่องจากอากาศมีมวลและน้ำหนัก จึงทำให้เกิดแรงกดดันต่อพื้นผิวที่สัมผัสกับมัน
คำนวณได้ว่าเสาอากาศที่มีความสูงจากระดับน้ำทะเลถึงขอบด้านบนของบรรยากาศกดทับพื้นที่ 1 ซม. ด้วยแรงเดียวกันกับน้ำหนัก 1 กก. 33 กรัม มนุษย์และสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ ทั้งหมดไม่รู้สึกเช่นนี้ ความดันเนื่องจากมีความสมดุลโดยความดันอากาศภายใน เมื่อปีนขึ้นไปบนภูเขาที่ระดับความสูง 3,000 ม. คนเริ่มรู้สึกไม่สบาย: หายใจถี่และเวียนศีรษะปรากฏขึ้น ที่ระดับความสูงมากกว่า 4,000 ม. จมูกอาจมีเลือดออกเนื่องจากหลอดเลือดแตกและบางครั้งบุคคลถึงกับหมดสติ ทั้งหมดนี้เกิดขึ้นเนื่องจากความดันบรรยากาศลดลงตามระดับความสูง อากาศจะกลายเป็นของเหลว ปริมาณออกซิเจนในนั้นลดลง แต่ความดันภายในของบุคคลไม่เปลี่ยนแปลง ดังนั้นในเครื่องบินที่บินที่ระดับความสูงสูง ห้องโดยสารจะถูกปิดผนึกอย่างแน่นหนา และได้รับการบำรุงรักษาอย่างเทียมที่ความกดอากาศเดียวกันกับที่พื้นผิวโลก วัดความดันโดยใช้อุปกรณ์พิเศษ - บารอมิเตอร์ - เป็นหน่วยมิลลิเมตรของปรอท
ความกดอากาศ
ความดันบรรยากาศคือความดันของบรรยากาศต่อวัตถุทั้งหมดในนั้นและพื้นผิวโลก ความกดอากาศเกิดขึ้นจากแรงดึงดูดของอากาศที่มีต่อโลก ความดันบรรยากาศวัดโดยบารอมิเตอร์ ความดันบรรยากาศปกติคือความดันที่ระดับน้ำทะเลที่อุณหภูมิ 15 °C มีค่าเท่ากับ 760 มม.ปรอท ศิลปะ. (บรรยากาศมาตรฐานสากล - ISA, Pa)
แม้กระทั่งในสมัยโบราณ ผู้คนสังเกตเห็นว่าอากาศสร้างแรงกดดันต่อวัตถุภาคพื้นดิน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วงที่เกิดพายุและเฮอริเคน เขาใช้ความกดดันนี้บังคับลมให้เคลื่อนเรือใบและหมุนปีกของกังหันลม อย่างไรก็ตาม เป็นเวลานานที่ไม่สามารถพิสูจน์ได้ว่าอากาศมีน้ำหนัก เฉพาะในศตวรรษที่ 17 เท่านั้นที่มีการทดลองที่พิสูจน์น้ำหนักของอากาศ สาเหตุนี้เป็นเหตุการณ์บังเอิญ
ในอิตาลีในปี 1640 ดยุคแห่งทัสคานีตัดสินใจสร้างน้ำพุบนระเบียงพระราชวังของเขา น้ำสำหรับน้ำพุนี้ต้องสูบจากทะเลสาบใกล้เคียง แต่น้ำไม่ไหลสูงเกิน 32 ฟุต (10.3 ม.) ดยุคหันไปหากาลิเลโอซึ่งขณะนั้นเป็นชายแก่มากแล้วเพื่อขอความชัดเจน นักวิทยาศาสตร์ผู้ยิ่งใหญ่รู้สึกสับสนและไม่พบวิธีอธิบายปรากฏการณ์นี้ในทันที หลังจากการทดลองอันยาวนาน ทอร์ริเชลลี นักเรียนของกาลิเลโอเท่านั้นที่พิสูจน์ได้ว่าอากาศมีน้ำหนัก และความกดอากาศสมดุลด้วยน้ำสูง 32 ฟุตหรือ 10.3 เมตร
การค้นหาเหตุผลของสิ่งนี้และการทดลองกับสารที่หนักกว่า - ปรอท ซึ่งดำเนินการโดย Evangelista Torricelli นำไปสู่ความจริงที่ว่าในปี 1643 เขาได้พิสูจน์ว่าอากาศมีน้ำหนัก Torricelli ร่วมกับ V. Viviani ได้ทำการทดลองครั้งแรกในการวัดความดันบรรยากาศ โดยประดิษฐ์หลอด Torricelli (บารอมิเตอร์ปรอทตัวแรก) ซึ่งเป็นหลอดแก้วที่ไม่มีอากาศ ในหลอดดังกล่าว ปรอทจะลอยขึ้นสูงประมาณ 760 มม.
ดังนั้นเนื่องจากอากาศมีมวลและน้ำหนัก จึงมีแรงกดดันต่อพื้นผิวที่สัมผัสกัน คำนวณได้ว่าเสาอากาศที่มีความสูงจากระดับน้ำทะเลถึงขอบด้านบนของบรรยากาศกดทับพื้นที่ 1 ซม. ด้วยแรงเดียวกันกับน้ำหนัก 1 กก. 33 กรัม มนุษย์และสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ ทั้งหมดไม่รู้สึกเช่นนี้ ความดันเนื่องจากมีความสมดุลโดยความดันอากาศภายใน เมื่อปีนขึ้นไปบนภูเขาที่ระดับความสูง 3,000 ม. คนเริ่มรู้สึกไม่สบาย: หายใจถี่และเวียนศีรษะปรากฏขึ้น ที่ระดับความสูงมากกว่า 4,000 ม. จมูกอาจมีเลือดออกเนื่องจากหลอดเลือดแตกและบางครั้งบุคคลถึงกับหมดสติ ทั้งหมดนี้เกิดขึ้นเนื่องจากความดันบรรยากาศลดลงตามระดับความสูง อากาศจะกลายเป็นของเหลว ปริมาณออกซิเจนในนั้นลดลง แต่ความดันภายในของบุคคลไม่เปลี่ยนแปลง ดังนั้นในเครื่องบินที่บินที่ระดับความสูงสูง ห้องโดยสารจะถูกปิดผนึกอย่างแน่นหนา และได้รับการบำรุงรักษาอย่างเทียมที่ความกดอากาศเดียวกันกับที่พื้นผิวโลก
เป็นที่ยอมรับกันว่าที่ระดับน้ำทะเลขนาน 45° กับอุณหภูมิอากาศ 0°C ความดันบรรยากาศจะใกล้เคียงกับความดันที่เกิดจากคอลัมน์ปรอทสูง 760 มม. ความกดอากาศภายใต้สภาวะดังกล่าวเรียกว่าความดันบรรยากาศปกติ ถ้าค่าความดันมากกว่าก็ถือว่าเพิ่มขึ้น ถ้าน้อยกว่าก็ถือว่าลดลง เมื่อปีนเขาทุกๆ 10.5 เมตร ความดันจะลดลงประมาณ 1 มิลลิเมตรปรอท เมื่อรู้ว่าความกดอากาศเปลี่ยนแปลงไปอย่างไร คุณสามารถใช้บารอมิเตอร์เพื่อคำนวณความสูงของสถานที่ได้
ความกดอากาศ
เนื่องจากอากาศมีมวลและน้ำหนัก จึงมีแรงกดดันต่อพื้นผิวที่สัมผัสกัน คำนวณได้ว่าเสาอากาศที่มีความสูงจากระดับน้ำทะเลถึงขอบด้านบนของบรรยากาศกดทับพื้นที่ 1 ซม. ด้วยแรงเดียวกันกับน้ำหนัก 1 กก. 33 กรัม มนุษย์และสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ ทั้งหมดไม่รู้สึกเช่นนี้ ความดันเนื่องจากมีความสมดุลโดยความดันอากาศภายใน เมื่อปีนขึ้นไปบนภูเขาที่ระดับความสูง 3,000 ม. คนเริ่มรู้สึกไม่สบาย: หายใจถี่และเวียนศีรษะปรากฏขึ้น ที่ระดับความสูงมากกว่า 4,000 ม. จมูกอาจมีเลือดออกเนื่องจากหลอดเลือดแตกและบางครั้งบุคคลถึงกับหมดสติ ทั้งหมดนี้เกิดขึ้นเนื่องจากความดันบรรยากาศลดลงตามระดับความสูง อากาศจะกลายเป็นของเหลว ปริมาณออกซิเจนในนั้นลดลง แต่ความดันภายในของบุคคลไม่เปลี่ยนแปลง ดังนั้นในเครื่องบินที่บินที่ระดับความสูงสูง ห้องโดยสารจะถูกปิดผนึกอย่างแน่นหนา และได้รับการบำรุงรักษาอย่างเทียมที่ความกดอากาศเดียวกันกับที่พื้นผิวโลก วัดความดันโดยใช้อุปกรณ์พิเศษ - บารอมิเตอร์ - เป็นหน่วยมิลลิเมตรของปรอท
เป็นที่ยอมรับกันว่าที่ระดับน้ำทะเลขนาน 45° กับอุณหภูมิอากาศ 0°C ความดันบรรยากาศจะใกล้เคียงกับความดันที่เกิดจากคอลัมน์ปรอทสูง 760 มม. ความกดอากาศภายใต้สภาวะดังกล่าวเรียกว่าความดันบรรยากาศปกติ ถ้าค่าความดันมากกว่าก็ถือว่าเพิ่มขึ้น ถ้าน้อยกว่าก็ถือว่าลดลง เมื่อปีนเขาทุกๆ 10.5 เมตร ความดันจะลดลงประมาณ 1 มิลลิเมตรปรอท เมื่อรู้ว่าความกดอากาศเปลี่ยนแปลงไปอย่างไร คุณสามารถใช้บารอมิเตอร์เพื่อคำนวณความสูงของสถานที่ได้
ความดันเปลี่ยนแปลงไม่เพียงแต่กับระดับความสูงเท่านั้น ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของอากาศและอิทธิพลของมวลอากาศ พายุไซโคลนลดความดันบรรยากาศ และแอนติไซโคลนจะเพิ่มขึ้น
วิทยาศาสตร์แลนเดีย
บทความเกี่ยวกับวิทยาศาสตร์และคณิตศาสตร์
ความกดอากาศเปลี่ยนแปลงตามระดับความสูงอย่างไร?
ความกดอากาศลดลงตามระดับความสูง นี่เป็นเพราะเหตุผลสองประการ ประการแรก ยิ่งเราอยู่สูงเท่าไร ความสูงของเสาอากาศที่อยู่ด้านบนก็จะยิ่งต่ำลง และด้วยเหตุนี้ น้ำหนักจึงกดทับเราน้อยลง ประการที่สอง เมื่อความหนาแน่นของอากาศลดลง จะทำให้อากาศบริสุทธิ์มากขึ้น กล่าวคือ มีโมเลกุลของก๊าซน้อยลง จึงมีมวลและน้ำหนักน้อยลง
ทำไมความหนาแน่นของอากาศจึงลดลงตามความสูง? โลกดึงดูดวัตถุต่างๆ ภายในสนามโน้มถ่วงของมัน เช่นเดียวกับโมเลกุลของอากาศ พวกมันทั้งหมดจะตกลงสู่พื้นโลก แต่การเคลื่อนไหวที่รวดเร็ววุ่นวาย การขาดปฏิสัมพันธ์ระหว่างกัน และระยะห่างจากกัน ทำให้พวกเขาแยกตัวออกจากกันและครอบครองพื้นที่ที่เป็นไปได้ทั้งหมด อย่างไรก็ตาม ปรากฏการณ์แรงโน้มถ่วงที่มีต่อโลกยังคงทำให้โมเลกุลอากาศยังคงอยู่ในชั้นล่างของชั้นบรรยากาศมากขึ้น
อย่างไรก็ตาม ความหนาแน่นของอากาศที่ลดลงตามความสูงมีความสำคัญหากเราพิจารณาบรรยากาศทั้งหมดซึ่งมีความสูงประมาณหนึ่งกิโลเมตร ในความเป็นจริง ชั้นล่างของชั้นบรรยากาศ - โทรโพสเฟียร์ - มีมวลอากาศถึง 80% และมีความสูงเพียง 8-18 กม. (ความสูงจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับละติจูดและฤดูกาลของปี) ที่นี่เราสามารถละเลยการเปลี่ยนแปลงของความหนาแน่นของอากาศและความสูงได้ โดยพิจารณาว่าจะคงที่
ในกรณีนี้ การเปลี่ยนแปลงของความดันบรรยากาศจะได้รับผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงระดับความสูงเหนือระดับน้ำทะเลเท่านั้น จากนั้นคุณก็สามารถคำนวณได้อย่างง่ายดายว่าความกดอากาศเปลี่ยนแปลงตามระดับความสูงอย่างไร
ความหนาแน่นของอากาศที่ระดับน้ำทะเลคือ 1.29 กิโลกรัม/ลูกบาศก์เมตร ให้เราสันนิษฐานว่ามันยังคงแทบไม่เปลี่ยนแปลงเลยขึ้นไปหลายกิโลเมตร ความดันสามารถคำนวณได้โดยใช้สูตร p = ρgh ควรเข้าใจว่า h คือความสูงของคอลัมน์อากาศเหนือตำแหน่งที่วัดความดัน ค่า h ที่ใหญ่ที่สุดจะอยู่ที่พื้นผิวโลก ก็จะลดลงตามความสูง
การทดลองพบว่าความกดอากาศปกติที่ระดับน้ำทะเลมีค่าประมาณ 101.3 kPa หรือ Pa ลองหาความสูงโดยประมาณของเสาอากาศเหนือระดับน้ำทะเลกันดีกว่า เห็นได้ชัดว่านี่ไม่ใช่ความสูงที่แท้จริง เนื่องจากอากาศด้านบนถูกทำให้บริสุทธิ์ แต่เป็นความสูงของอากาศที่ถูก "อัด" ให้มีความหนาแน่นเท่ากับพื้นผิวโลก แต่ใกล้กับพื้นผิวโลกสิ่งนี้ไม่ได้รบกวนเรา
h = p / (ρg) = Pa / (1.29 กก./ลบ.ม. * 9.8 N/กก.) data 8013 ม.
ทีนี้ลองคำนวณความดันบรรยากาศเมื่อสูงขึ้น 1 กม. (1,000 ม.) ความสูงของเสาอากาศจะอยู่ที่ 7013 ม
พี = (1.29 * 9.8 * 7013) ป่า µPa กลับไปยัง 89 กิโลปาสคาล
นั่นคือ บริเวณใกล้กับพื้นผิวโลก ทุกๆ กิโลเมตรขึ้นไป ความดันจะลดลงประมาณ 12 kPa (101 kPa - 89 kPa)
2 ความคิดเห็น
ความกดอากาศ
ออกโดย ยูริ พุธ 05/04/:24
พวกมันทั้งหมดจะตกลงสู่พื้นโลก แต่การเคลื่อนไหวที่รวดเร็ววุ่นวาย การขาดปฏิสัมพันธ์ระหว่างกัน และระยะห่างจากกัน ทำให้พวกเขาแยกตัวออกจากกันและครอบครองพื้นที่ที่เป็นไปได้ทั้งหมด
สวัสดี ควรเพิ่มลงในงานนำเสนอของคุณ - แต่พวกเขาไม่ลังเลเลยที่จะทุบตีบุคคลที่สร้างแรงกดดัน
บรรยากาศ
ออกโดย Aaexander Thu, 04/27/:04
จำเป็นต้องชี้แจงระดับความสูงที่ยอมรับของบรรยากาศ 100 กม. -110 กม. หรือ 0,000 เมตร ขอแสดงความนับถือ!
ความกดอากาศ
อากาศรอบๆ โลกของเรามีมวลมาก จึงทำให้เกิดแรงกดดันต่อพื้นผิวโลก ความดันบรรยากาศปกติคือความดันของคอลัมน์ปรอทสูง 760 มม. โดยมีหน้าตัด 1 ซม. 2 ที่อุณหภูมิ 0 ° C ที่ระดับน้ำทะเลที่ละติจูด 45 ° ก่อนหน้านี้วัดความดันบรรยากาศเป็นมิลลิเมตรปรอท (mmHg) ตามมาตราส่วนของบารอมิเตอร์ปรอทตัวแรกที่ประดิษฐ์ขึ้นในช่วงรุ่งสางของประวัติศาสตร์อุตุนิยมวิทยาในศตวรรษที่ 17 จากนั้นเริ่มวัดความดันบรรยากาศเป็นมิลลิบาร์ (mb) 760 mmHg ศิลปะ. = 1,013.25 เมกะไบต์
ความกดอากาศเปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่องในแนวตั้งและแนวนอน เมื่อความสูงของสถานที่เพิ่มขึ้น ความดันจะลดลง เมื่อคอลัมน์อากาศและความหนาแน่นลดลง
เครื่องมือหลักในการวัดความดันบรรยากาศคือบารอมิเตอร์แบบปรอท ในนั้นความดันบรรยากาศจะสมดุลโดยความดันของคอลัมน์ปรอท การเปลี่ยนแปลงความสูงของคอลัมน์ปรอทสามารถใช้เพื่อตัดสินการเปลี่ยนแปลงของความดันบรรยากาศ (การทดลองของ Toricelli) อุปกรณ์อื่นๆ (บาโรกราฟแบบแอนรอยด์) ขึ้นอยู่กับการพิจารณาการเสียรูปของกล่องโลหะยืดหยุ่นที่มีการสูบอากาศออกมา เมื่อความดันเพิ่มขึ้น ก้นของกล่องจะถูกบีบอัด และเมื่อความดันลดลง กล่องจะโค้งงอ การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้จะถูกส่งไปยังพอยน์เตอร์ ซึ่งเคลื่อนที่ไปตามมาตราส่วนวงกลมที่แบ่งออกเป็นมิลลิเมตรหรือมิลลิบาร์ บารอมิเตอร์แบบบันทึกตัวเองใช้เพื่อบันทึกการเปลี่ยนแปลงของความดันในช่วงเวลาหนึ่ง เนื่องจากอากาศในห้องปิด (ไม่มีแรงดัน) จะปรับความดันอากาศให้เท่ากันกับอากาศภายนอกผ่านรูพรุนและรอยแตกร้าว ความแตกต่างระหว่างความดันบรรยากาศภายในและภายนอกห้องจึงไม่มีนัยสำคัญ บารอมิเตอร์ที่สถานีตรวจอากาศจะถูกวางไว้ในอาคาร
ความกดอากาศเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา ที่ระดับความสูงคงที่ เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น ความดันจะลดลง และเมื่อมันลดลง ความดันก็จะเพิ่มขึ้น แต่อย่างไรก็ตามเวลาปีนเขาความดันจะลดลงเพราะว่า มวลของอากาศที่ออกแรงกดบนพื้นผิวจะลดลงอย่างมาก
การเปลี่ยนแปลงความดันที่ระดับน้ำทะเลจะแสดงบนแผนที่โดยใช้เส้นไอโซบาร์ - เส้นบนแผนที่ที่เชื่อมต่อจุดที่มีความกดอากาศเท่ากัน
เคล็ดลับที่ 1: อุณหภูมิและความดันบรรยากาศบนภูเขาเปลี่ยนแปลงอย่างไร
- หนังสือเรียนฟิสิกส์ชั้นประถมศึกษาปีที่ 7 หนังสือเรียนฟิสิกส์โมเลกุล บารอมิเตอร์
ความกดอากาศสามารถเปลี่ยนแปลงได้ตลอดทั้งวัน ประสิทธิภาพของมันขึ้นอยู่กับฤดูกาลด้วย แต่ตามกฎแล้ว แรงดันไฟกระชากดังกล่าวเกิดขึ้นภายในไม่เกินยี่สิบถึงสามสิบมิลลิเมตรของปรอท
ความผันผวนดังกล่าวไม่สามารถสังเกตได้ในร่างกายของคนที่มีสุขภาพแข็งแรง แต่ในผู้ที่เป็นโรคความดันโลหิตสูง โรคไขข้อ และโรคอื่นๆ การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้อาจทำให้เกิดการรบกวนการทำงานของร่างกายและทำให้ความเป็นอยู่โดยรวมแย่ลง
บุคคลสามารถรู้สึกถึงความกดอากาศต่ำเมื่ออยู่บนภูเขาและขึ้นเครื่องบิน ปัจจัยทางสรีรวิทยาหลักของระดับความสูงคือความดันบรรยากาศลดลงและเป็นผลให้ความดันบางส่วนของออกซิเจนลดลง
ประการแรกร่างกายจะตอบสนองต่อความกดอากาศต่ำโดยการเพิ่มการหายใจ ออกซิเจนที่ระดับความสูงจะถูกปล่อยออกมา สิ่งนี้ทำให้เกิดการกระตุ้นตัวรับเคมีของหลอดเลือดแดงคาโรติดและถูกส่งไปยังไขกระดูกไปยังศูนย์กลางซึ่งมีหน้าที่ในการเพิ่มการหายใจ ด้วยกระบวนการนี้ การช่วยหายใจในปอดของบุคคลที่ประสบกับความดันบรรยากาศต่ำจะเพิ่มขึ้นภายในขีดจำกัดที่กำหนด และร่างกายจะได้รับออกซิเจนในปริมาณที่เพียงพอ
กลไกทางสรีรวิทยาที่สำคัญซึ่งเกิดจากความดันบรรยากาศต่ำถือเป็นการเพิ่มกิจกรรมของอวัยวะที่รับผิดชอบในการสร้างเม็ดเลือด กลไกนี้แสดงออกในการเพิ่มปริมาณฮีโมโกลบินและเซลล์เม็ดเลือดแดงในเลือด ในโหมดนี้ร่างกายสามารถขนส่งออกซิเจนได้มากขึ้น
ระดับความสูงส่งผลต่อระดับความดันอย่างไร?
ขั้นแรก เรามาจำหลักสูตรฟิสิกส์ของโรงเรียนมัธยมกัน ซึ่งอธิบายว่าเหตุใดและอย่างไรความกดอากาศจึงเปลี่ยนแปลงไปตามระดับความสูง ยิ่งพื้นที่อยู่เหนือระดับน้ำทะเลสูง ความกดอากาศบริเวณนั้นก็จะยิ่งต่ำลง อธิบายได้ง่ายมาก: ความดันบรรยากาศบ่งบอกถึงแรงที่คอลัมน์อากาศกดทับทุกสิ่งที่อยู่บนพื้นผิวโลก โดยธรรมชาติแล้ว ยิ่งคุณสูงขึ้นเท่าไร ความสูงของเสาอากาศ มวลและความดันที่กระทำก็จะยิ่งต่ำลง
นอกจากนี้ ที่ระดับความสูง อากาศยังทำให้บริสุทธิ์ โดยจะมีโมเลกุลของก๊าซจำนวนน้อยกว่ามาก ซึ่งส่งผลต่อมวลในทันทีด้วย และเราต้องไม่ลืมว่าด้วยระดับความสูงที่เพิ่มขึ้น อากาศจะถูกกำจัดสิ่งสกปรกที่เป็นพิษ ก๊าซไอเสีย และ "ความสุข" อื่น ๆ ซึ่งเป็นผลมาจากความหนาแน่นลดลงและตัวชี้วัดความดันบรรยากาศลดลง
การศึกษาแสดงให้เห็นว่าการขึ้นอยู่กับความดันบรรยากาศต่อระดับความสูงแตกต่างกันดังนี้: การเพิ่มขึ้นสิบเมตรทำให้พารามิเตอร์ลดลงหนึ่งหน่วย ตราบใดที่ความสูงของพื้นที่ไม่เกินห้าร้อยเมตรเหนือระดับน้ำทะเลแทบไม่รู้สึกถึงการเปลี่ยนแปลงของความกดอากาศของคอลัมน์อากาศ แต่ถ้าคุณเพิ่มขึ้นห้ากิโลเมตรค่าจะเป็นครึ่งหนึ่งของค่าที่เหมาะสมที่สุด . ความแรงของความกดดันที่กระทำโดยอากาศยังขึ้นอยู่กับอุณหภูมิด้วย ซึ่งจะลดลงอย่างมากเมื่อขึ้นไปที่ระดับความสูงที่สูงขึ้น
สำหรับระดับความดันโลหิตและสภาพทั่วไปของร่างกายมนุษย์ ค่าไม่เพียงแต่ความดันบรรยากาศเท่านั้น แต่ยังรวมถึงความดันบางส่วนด้วย ซึ่งขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของออกซิเจนในอากาศ มีความสำคัญมาก ตามสัดส่วนของความดันอากาศที่ลดลงความดันบางส่วนของออกซิเจนก็ลดลงเช่นกันซึ่งทำให้องค์ประกอบสำคัญนี้ไม่เพียงพอต่อเซลล์และเนื้อเยื่อของร่างกายและการพัฒนาของภาวะขาดออกซิเจน สิ่งนี้อธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าการแพร่กระจายของออกซิเจนเข้าสู่กระแสเลือดและการขนส่งไปยังอวัยวะภายในในเวลาต่อมาเกิดขึ้นเนื่องจากความแตกต่างของความดันบางส่วนของเลือดและถุงลมในปอดและเมื่อสูงขึ้นไปในระดับสูงความแตกต่างในสิ่งเหล่านี้ การอ่านจะน้อยลงอย่างมาก
ระดับความสูงส่งผลต่อความเป็นอยู่ที่ดีของบุคคลอย่างไร?
ปัจจัยลบหลักที่ส่งผลต่อร่างกายมนุษย์ในระดับความสูงคือการขาดออกซิเจน เป็นผลมาจากการขาดออกซิเจนซึ่งทำให้เกิดความผิดปกติเฉียบพลันของหัวใจและหลอดเลือด, ความดันโลหิตเพิ่มขึ้น, ความผิดปกติของระบบย่อยอาหารและโรคอื่น ๆ อีกมากมาย
ผู้ป่วยความดันโลหิตสูงและผู้ที่มีแนวโน้มจะเกิดแรงดันไฟกระชากไม่ควรปีนขึ้นไปบนภูเขาสูง และไม่แนะนำให้นั่งเครื่องบินเป็นเวลานาน พวกเขาจะต้องลืมเกี่ยวกับการปีนเขาแบบมืออาชีพและการท่องเที่ยวบนภูเขาด้วย
ความรุนแรงของการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นในร่างกายทำให้สามารถแยกแยะโซนระดับความสูงได้หลายโซน:
- ความสูงเหนือระดับน้ำทะเลหนึ่งถึงครึ่งถึงสองกิโลเมตรเป็นเขตที่ค่อนข้างปลอดภัยซึ่งไม่มีการเปลี่ยนแปลงพิเศษใด ๆ ในการทำงานของร่างกายและสถานะของระบบสำคัญ การเสื่อมสภาพในความเป็นอยู่ที่ดี กิจกรรมที่ลดลง และความอดทนนั้นน้อยมาก
- จากสองถึงสี่กิโลเมตร - ร่างกายพยายามรับมือกับการขาดออกซิเจนด้วยตัวเองด้วยการหายใจที่เพิ่มขึ้นและการหายใจเข้าลึก ๆ การออกกำลังกายหนักๆ ซึ่งต้องใช้ออกซิเจนจำนวนมากนั้นทำได้ยาก แต่การออกกำลังกายเบาๆ ก็สามารถทนได้ดีเป็นเวลาหลายชั่วโมง
- จากสี่ถึงห้ากิโลเมตรครึ่ง - ภาวะสุขภาพแย่ลงอย่างเห็นได้ชัดการทำงานทางกายภาพเป็นเรื่องยาก ความผิดปกติทางจิตและอารมณ์จะปรากฏในรูปแบบของจิตใจที่สูงส่ง ความอิ่มเอมใจ และการกระทำที่ไม่เหมาะสม เมื่ออยู่ที่ระดับความสูงดังกล่าวเป็นเวลานาน จะมีอาการปวดหัว รู้สึกหนักศีรษะ ปัญหาสมาธิ และเซื่องซึม
- จากห้าครึ่งถึงแปดกิโลเมตร - เป็นไปไม่ได้ที่จะออกกำลังกายอาการแย่ลงอย่างรวดเร็วเปอร์เซ็นต์ของการสูญเสียสติอยู่ในระดับสูง
- สูงกว่าแปดกิโลเมตร - ที่ระดับความสูงนี้บุคคลสามารถรักษาสติได้เป็นเวลาสูงสุดหลายนาที หลังจากนั้นจะเป็นลมและความตายตามมา
เพื่อให้กระบวนการเผาผลาญเกิดขึ้นในร่างกายจำเป็นต้องมีออกซิเจน การขาดออกซิเจนในระดับความสูงจะนำไปสู่การเกิดอาการเจ็บป่วยจากความสูงได้ อาการหลักของความผิดปกติคือ:
- ปวดศีรษะ.
- การหายใจเพิ่มขึ้น, หายใจถี่, ขาดอากาศ
- เลือดกำเดาไหล
- คลื่นไส้อาเจียน
- ปวดข้อและกล้ามเนื้อ
- ความผิดปกติของการนอนหลับ
- ความผิดปกติทางจิตและอารมณ์
ที่ระดับความสูง ร่างกายเริ่มขาดออกซิเจน ส่งผลให้การทำงานของหัวใจและหลอดเลือดหยุดชะงัก ความดันหลอดเลือดแดงและในกะโหลกศีรษะเพิ่มขึ้น และอวัยวะภายในที่สำคัญล้มเหลว ในการเอาชนะภาวะขาดออกซิเจนได้สำเร็จ คุณต้องใส่ถั่ว กล้วย ช็อคโกแลต ซีเรียล และน้ำผลไม้ในอาหารของคุณ
ผลของระดับความสูงต่อระดับความดันโลหิต
เมื่อขึ้นไปบนที่สูง ความดันบรรยากาศและอากาศที่ลดลงจะทำให้อัตราการเต้นของหัวใจเพิ่มขึ้นและความดันโลหิตเพิ่มขึ้น อย่างไรก็ตาม เมื่อระดับความสูงเพิ่มขึ้น ระดับความดันโลหิตก็เริ่มลดลง การลดลงของปริมาณออกซิเจนในอากาศถึงค่าวิกฤตทำให้เกิดความหดหู่ของกิจกรรมการเต้นของหัวใจและความดันในหลอดเลือดแดงลดลงอย่างเห็นได้ชัดในขณะที่ระดับในหลอดเลือดดำเพิ่มขึ้น เป็นผลให้บุคคลเกิดภาวะหัวใจเต้นผิดจังหวะและตัวเขียว
เมื่อไม่นานมานี้ กลุ่มนักวิจัยชาวอิตาลีได้ตัดสินใจเป็นครั้งแรกที่จะศึกษารายละเอียดว่าระดับความสูงส่งผลต่อระดับความดันโลหิตอย่างไร เพื่อทำการวิจัย ได้มีการจัดให้มีการสำรวจไปยังเอเวอเรสต์ ในระหว่างนั้นจะมีการพิจารณาการอ่านแรงกดดันของผู้เข้าร่วมทุก ๆ ยี่สิบนาที ในระหว่างการเดินป่า ความดันโลหิตเพิ่มขึ้นในระหว่างการขึ้นได้รับการยืนยัน: ผลลัพธ์แสดงให้เห็นว่าค่าซิสโตลิกเพิ่มขึ้น 15 หน่วย และค่าไดแอสโตลิกเพิ่มขึ้น 10 หน่วย สังเกตว่าค่าความดันโลหิตสูงสุดถูกกำหนดในเวลากลางคืน ศึกษาผลของยาลดความดันโลหิตในระดับความสูงต่างๆ ปรากฎว่ายาที่อยู่ระหว่างการศึกษาช่วยได้อย่างมีประสิทธิภาพที่ระดับความสูงไม่เกิน 3 กิโลเมตรครึ่งและเมื่อเพิ่มขึ้นเกิน 5 ครึ่งมันก็ไร้ประโยชน์อย่างแน่นอน
หายใจในภูเขาและใต้น้ำ
ยิ่งบุคคลปีนขึ้นไปบนภูเขาสูงหรือเครื่องบินของเขาพาเขาสูงขึ้นเท่าใด อากาศก็จะยิ่งบางลงเท่านั้น ที่ระดับความสูง 5.5 กม. เหนือระดับน้ำทะเล ความกดอากาศจะลดลงเกือบครึ่งหนึ่ง ปริมาณออกซิเจนจะลดลงในระดับเดียวกัน ที่ระดับความสูง 4 กม. ผู้ที่ไม่ได้รับการฝึกฝนสามารถเกิดอาการเมารถได้ อย่างไรก็ตาม คุณสามารถฝึกให้ร่างกายเคยชินกับการอยู่ในระดับความสูงที่สูงขึ้นได้ แม้แต่ตอนพิชิตเอเวอเรสต์ นักปีนเขาที่กล้าหาญก็ไม่ได้ใช้อุปกรณ์ออกซิเจน ร่างกายจะปรับตัวเข้ากับอากาศที่มีออกซิเจนต่ำได้อย่างไร?
บทบาทหลักที่นี่คือการเพิ่มจำนวนเซลล์เม็ดเลือดแดงและทำให้ปริมาณฮีโมโกลบินในเลือดเพิ่มขึ้น ในผู้ที่อาศัยอยู่ในพื้นที่ภูเขา จำนวนเซลล์เม็ดเลือดแดงสูงถึง 6 หรือมากกว่าล้านต่อ 1 มม. 3 (แทนที่จะเป็น 4 ล้านเซลล์ภายใต้สภาวะปกติ) เห็นได้ชัดว่าในกรณีนี้เลือดมีโอกาสจับออกซิเจนจากอากาศได้มากขึ้น
อย่างไรก็ตามบางครั้งผู้ที่เคยไปเยี่ยมชม Kislovodsk ระบุว่าปริมาณฮีโมโกลบินในเลือดเพิ่มขึ้นเนื่องจากการพักผ่อนที่ดีและฟื้นตัว แน่นอนว่าประเด็นไม่ใช่แค่เรื่องนี้เท่านั้น แต่ยังรวมถึงอิทธิพลของพื้นที่ภูเขาด้วย
นักดำน้ำและผู้ที่ทำงานในกระโจม - ห้องพิเศษที่ใช้ในการก่อสร้างสะพานและโครงสร้างไฮดรอลิกอื่น ๆ ถูกบังคับให้ทำงานที่ความกดอากาศที่เพิ่มขึ้น ที่ระดับความลึก 50 ม. ใต้น้ำ นักดำน้ำประสบกับความกดดันที่สูงกว่าความกดอากาศเกือบ 5 เท่า แต่บางครั้งเขาก็ต้องดำน้ำลึก 100 ม. หรือมากกว่านั้นใต้น้ำ
ความกดอากาศมีผลเฉพาะตัวมาก บุคคลหนึ่งทำงานภายใต้สภาวะเหล่านี้เป็นเวลาหลายชั่วโมงโดยไม่มีปัญหาจากความดันโลหิตสูง อย่างไรก็ตาม เมื่อขึ้นไปด้านบนอย่างรวดเร็ว อาการปวดข้อเฉียบพลัน อาการคันที่ผิวหนัง และอาเจียนจะปรากฏขึ้น ในกรณีที่รุนแรงมีผู้เสียชีวิต ทำไมสิ่งนี้ถึงเกิดขึ้น?
ในชีวิตประจำวัน เราไม่ได้คิดถึงแรงที่อากาศในชั้นบรรยากาศกดทับเราเสมอไป ในขณะเดียวกันความดันก็สูงมากและมีค่าประมาณ 1 กิโลกรัมต่อตารางเซนติเมตรของพื้นผิวร่างกาย หลังสำหรับคนที่มีความสูงและน้ำหนักเฉลี่ยคือ 1.7 ตร.ม. ส่งผลให้บรรยากาศกดดันเราถึง 17 ตัน! เราไม่รู้สึกถึงผลกระทบจากแรงอัดมหาศาลนี้ เพราะมันสมดุลโดยความดันของของเหลวในร่างกายและก๊าซที่ละลายอยู่ในนั้น ความผันผวนของความดันบรรยากาศทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในร่างกายหลายอย่าง โดยเฉพาะอย่างยิ่งผู้ป่วยโรคความดันโลหิตสูงและโรคข้อจะรู้สึกได้ แท้จริงแล้วเมื่อความดันบรรยากาศเปลี่ยนแปลงไป 25 มิลลิเมตรปรอท ศิลปะ. แรงดันบรรยากาศที่มีต่อร่างกายเปลี่ยนแปลงไปมากกว่าครึ่งตัน! ร่างกายจะต้องปรับสมดุลการเปลี่ยนแปลงความดันนี้
อย่างไรก็ตาม ดังที่ได้กล่าวไปแล้ว การอยู่ภายใต้ความกดดันแม้ที่ 10 บรรยากาศนั้นค่อนข้างจะยอมรับได้โดยนักดำน้ำ เหตุใดการขึ้นอย่างรวดเร็วถึงเป็นอันตรายถึงชีวิตได้? ความจริงก็คือในเลือดเช่นเดียวกับของเหลวอื่น ๆ ด้วยความดันที่เพิ่มขึ้นของก๊าซ (อากาศ) เมื่อสัมผัสกับมัน ก๊าซเหล่านี้จะละลายอย่างมีนัยสำคัญมากขึ้น ไนโตรเจนซึ่งประกอบเป็นอากาศ 4/5 นั้นไม่แยแสต่อร่างกายเลย (เมื่ออยู่ในรูปของก๊าซอิสระ) จะละลายในเลือดของนักดำน้ำในปริมาณมาก หากความดันอากาศลดลงอย่างรวดเร็ว ก๊าซจะเริ่มออกมาจากสารละลาย และเลือดจะ “เดือด” และปล่อยฟองไนโตรเจนออกมา ฟองอากาศเหล่านี้ก่อตัวในหลอดเลือดและสามารถอุดตันหลอดเลือดแดงสำคัญได้ - ในหัวใจ, สมอง ฯลฯ ดังนั้นนักดำน้ำและกระสุนที่ทำงานจึงถูกยกขึ้นสู่ผิวน้ำช้ามากเพื่อให้ก๊าซถูกปล่อยออกจากเส้นเลือดฝอยในปอดเท่านั้น
ไม่ว่าผลกระทบของการอยู่เหนือระดับน้ำทะเลและใต้น้ำลึกจะแตกต่างกันอย่างไร ก็มีลิงก์เดียวที่เชื่อมโยงสิ่งเหล่านี้เข้าด้วยกัน หากบุคคลหนึ่งขึ้นเครื่องบินอย่างรวดเร็วสู่ชั้นบรรยากาศที่หายาก ซึ่งอยู่เหนือระดับน้ำทะเลมากกว่า 19 กม. จำเป็นต้องมีการปิดผนึกโดยสมบูรณ์ ที่ระดับความสูงนี้ ความดันจะลดลงมากจนน้ำ (และเลือด) จะไม่เดือดที่อุณหภูมิ 100 °C อีกต่อไป แต่อยู่ที่อุณหภูมิของร่างกาย อาจเกิดปรากฏการณ์ของการเจ็บป่วยจากการบีบอัดซึ่งมีต้นกำเนิดคล้ายกับการเจ็บป่วยจากการบีบอัด