D. Légzés és gázcsere
D. Légzés és gázcsere (11, 12, 13, 19, 27, 28, 36, 37)
11. Vitálkapacitás balonnal és légzőkörrel
Kísérlet A tüdő vitálkapacitásának mérhető demonstrálása.
Eszközök
- latexgumi ballon
- mérőhenger vízzel telítve
- orrcsipesz
Lépések
- Fújd tele a ballont maximális belégzést követően.
- Mérd le a kiszorított víz térfogatát.
- Ismételd nyugalmi és légzőgyakorlat utáni állapotban.
Adatfeldolgozás
- Vitálkapacitás összehasonlítása nem, kor, testmagasság alapján.
12. Boyle–Mariotte-törvény demonstráció tüdőmodellben
Cél A gáznyomás és térfogat kapcsolatának szemléltetése rugalmas ballon és zárt ülésű edény segítségével.
Eszközök
- merev falú henger dugattyúval
- rugalmas ballon belül
- nyomásmérő és tengelykapcsolat
Kísérlet
- Mozgasd a dugattyút, rögzítsd a térfogatot és a nyomást.
- Ábrázold p·V görbét.
Tapasztalat
- pV = állandó.
Emberi tüdő rugalmassági viselkedésének összevetése
13. Légzés‐munka mérése terheléskor
Kísérlet
A légzőizmok mechanikai munkájának becslése gázmennyiség és nyomás kombinációjából.
Eszközök
- spirométer nyomásérzékelővel
- erőfeszítési protokoll (futópad vagy kerékpár ergométer)
- adatgyűjtő
Mérés
- Mérd légzési térfogatot és átlagos nyomáskülönbséget inspiráció/expiráció alatt.
- Számítsd ki a munka W = ∮ p dV.
Tapasztalat
- Munka–teljesítmény görbe.
- Respirációs hatékonyság vizsgálata.
19. Vér‐gáz csere buborékosztályozóval
Késérlet A gáznyomás és buborékméret kapcsolata modell alveolusban.
Eszközök
- buborékképző oszlop (Ø 1 cm, 30 cm magas)
- levegő pumpa
- nyomásmérő
Mérés
- Fújj levegőt állandó térfogatárammal.
- Mérd a buborékméretet és oszlopban lévő nyomást.
Tapasztalat
- Laplace törvénye: Δp = 2γ/r.
27. Tüdővitálkapacitás becslése lufi segítségével
🎯 Kísérlet
A vitálkapacitás durva becslése egy felfújt lufi térfogatának mérésével.
🛠️ Eszközök
- Nagy méretű lufi
- Mérőszalag vagy vonalzó
- Víz és mérőedény (pl. konyhai mérőpohár)
- Tál vagy lavór
📋 Kísérlet menete
- Vegyél egy mély levegőt, majd fújd ki az összes levegőt a lufiba egyetlen kilégzéssel.
- Kösd el a lufit, hogy ne szökjön ki a levegő.
- Mérd meg a lufi átmérőjét (vagy kerületét) mérőszalaggal.
- Helyezd a lufit víz alá egy tálban, és mérd meg, mennyi vizet szorít ki (vízkiszorításos módszer).
- A kiszorított víz térfogata (literben) megközelítőleg megegyezik a kilélegzett levegő térfogatával, azaz a vitálkapacitással.
📊 Tapasztalat
- A kapott értéket összevetheted nyugalmi állapotban és mérsékelt fizikai terhelés után.
- A becsült vitálkapacitás értéke felnőtteknél általában 3–5 liter között van.
28. Boyle-Mariotte-törvény
szemléltetése belégző-kilégző ballonmodellel
Kísérlet A gáznyomás és térfogat fordítottan arányos kapcsolatának demonstrálása.
Eszközök
- 2 l-es rugalmasságú ballon
- Merev falú henger dugattyúval (pl. orvosi fecskendő, Ø ≈ 5 cm)
- Digitális nyomásmérő (0–50 kPa)
Lépések
- Fújd fel a ballont, tömd rá a henger végére, regisztráld P és V értékét.
- Toldd be a dugattyút 4–5 különböző rögzített helyzetben, mindegyiknél mérd P-t és V-t.
- Ismételd a mérést ballonnal kívülről hűtés után (hőmérséklet változtatás).
Adatfeldolgozás
- p·V értékek összehasonlítása különböző térfogatoknál.
- Boyle-Mariotte görbe (p vs. 1/V) illesztése.
36. "Műtüdő" – léghólyag és palack
Kísérlet A tüdő térfogat-nyomás kapcsolatának szemléltetése két ballonnal és PET-palackkal.
Szükséges eszközök
- 2 db latex lufi
- 1 db 2 l PET-palack karika nélkül
- Szívószál vagy rövid PVC-cső darab
Mérés menete
- Egy lufit tedd a palack szájába kívülről, másikat a palack belsejébe.
- Dugó helyett szorítsd oda a szívószálat, légmentesen.
- Nyomd meg a palackot – figyeld, hogyan fújódik a belső lufi.
- Engedd el – tüdőrelaxáció.
Tapasztalat
- A nyomás és térfogat ingadozás P–V görbéje, egyszerű modellezés.
37. Boyle–Mariotte törvény
tüdőmodellen
Kísérlet A légnyomás és térfogat fordított arányosságának bemutatása.
Szükséges eszközök
- Orvosi fecskendő (100 ml-es, dugattyú nélkül)
- Digitális nyomásmérő (panel, akár autóabroncs mérő 1–2 bar-ig)
Mérés menete
- Tartsd zárt dugattyú nélkül a fecskendőt, mérd P₁ és V₁.
- Tedd be a dugattyút 25 ml, 50 ml, 75 ml-re, minden lépésnél mérd P.
- Jegyezd fel az adatokat.
Magyarázat
- Ellenőrizd: P·V ≈ állandó (izotermikus közelítés).