Nous verrons ici 3 lois :
– La loi des gaz parfaits de Robert Boyle
– La loi des pressions partielles de John Dalton
– La loi de la solubilité de William Henry
Pression et fraction d’O2 dans l’air
L’air exerce une pression, c’est une force qui s’exerce sur une surface.
Une atmosphère = 760mmHg au niveau de la mer.
Cette pression est la pression des gaz qui composent l’atmosphère qui s’entrechoquent :
- N2 = 78%
- 02 = 21%
- CO2 = 0,003%
Pression partielle de l’O2
Si la pression atmosphérique (PATM) = 760mmHg et que la pression de O2 = 21% de PATM, alors la pression partielle de O2 se calcule : 760 x 21% = 160mmHg
Chute des pressions d’air en altitude
En altitude, la PATM diminue : au sommet du Mont Blanc, PATM =400mmHg et à 10km d’altitude : PATM =200mmHg
La pression diminue en altitude car l’air de l’atmosphère se dilue dans un volume plus grand. Donc en altitude, il y a moins de molécule pour exercer de pression
Selon la loi des gaz parfaits de Robert Boyle la pression x volume est une constante.
-> Si la pression diminue en altitude, la fraction d’O2 ne change pas : elle reste à 21%
Equilibre des gaz entre l’air et le sang
A la frontière entre le liquide et l’air, les pressions ont tendances à s’équilibre de part et d’autre de cette frontière.
Combien de molécule de gaz vont se dissoudre dans le sang ?
Selon la loi de solubilité de William Henry, à température constante et à saturation constante, la quantité de gaz qui va se dissoudre à l’intérieur d’un liquide est proportionnelle à la pression qu’il exerce sur ce liquide.
La diffusion de l’O2 et du CO2 entre l’air et le sang
Principe de la diffusion : un gaz passe spontanément d’un milieu où sa pression est plus élevée à moins élevée.
Comment l’O2 se déplace : toujours dans la même direction, de l’air extérieur vers l’intérieur de notre corps.
La pression tend à s’équilibrer entre l’air et le sang mais cet équilibre n’arrive jamais car l’02 dans le sang à toujours tendance à diminuer car il est consommé par nos cellules. Il y a toujours une pression d’O2 plus élevée dans l’air que dans le sang qui permet un mouvement de diffusion au travers de la membrane alévolo-capillaire.
¨Pour le CO2, c’est l’inverse
Les mouvements d’air dans les poumons
Il s’agit du mouvement d’air entre l’atmosphère et l’intérieur des poumons
Le diaphragme, par sa contraction et son relâchement, permet de modifier la pression dans les poumons et ainsi stimuler l’inspiration ou l’expiration de l’air.
Cet article est un récapitulatif de la vidéo “Les physiciens de la respiration” de l’Université catholique de Louvain.