Фізичні властивості повітря

Атмосферний тиск вимірюється в миллибарах (мбар) або міліметрах ртутного стовпа (мм рт. Ст.) 1000 мбар = 750,1 мм рт. ст. У середніх широтах на рівні моря тиск повітря становить 760 мм рт. ст. У міру підйому тиск знижується на 1 мм рт. ст. на кожні 11 м. Тиск повітря характеризується сильними періодичними коливаннями, які пов’язані зі змінами погоди, при цьому коливання тиску досягають 10-20 мбар. Слабким зміною тиску вважається зниження або підвищення його середньодобової величини на 1-4 мбар, помірним – 5-8 мбар, різким – понад 8 мбар.
На поверхню землі і на всі предмети, що знаходяться у її поверхні, повітря створює тиск, рівне тисячі тридцять-три г / см2. Отже, на всю поверхню тіла людини, що має площу 1,6-1,8 м2, це повітря, відповідно, чинить тиск близько 16-18 т. Зазвичай ми цього не відчуваємо, оскільки під таким же тиском гази розчинені в рідинах і тканинах організму і зсередини врівноважують зовнішній тиск на поверхню тіла. Однак при зміні зовнішнього атмосферного тиску в силу погодних умов для врівноваження його зсередини потрібен якийсь час, необхідне для збільшення або зниження кількості газів, розчинених в організмі. Мінливе тиск в додаткових порожнинах черепа сприяє кровообігу в мозку. Зміни різниці тисків між зовнішнім середовищем і замкнутими порожнинами тіла позначаються на стані людини. Протягом цього часу людина може відчувати деяке почуття дискомфорту, оскільки при зміні атмосферного тиску всього на кілька міліметрів ртутного стовпа загальний тиск на поверхню тіла змінюється на десятки кілограмів. Особливо чітко відчувають ці зміни люди, які страждають хронічними захворюваннями кістково-м’язового апарату, серцево-судинної системи та ін. Зниження атмосферного тиску діє на симпатичну нервову систему, пригнічує настрій, знижує працездатність, підвищує сприйнятливість до інфекційних захворювань. Навпаки його підвищення збуджує більшою мірою парасимпатичну нервову систему (Алексєєв С. В. [и др.], 2002).
Крім того, зі зміною барометричного тиску людина може зустрітися в процесі своєї діяльності: при підйомі на висоту, при водолазних, кесонних роботах і т. Д. Тому лікарям необхідно знати, який вплив має на організм як пониження, так і підвищення атмосферного тиску.
Рух повітря. У результаті нерівномірного нагрівання земної поверхні створюються місця з підвищеним і зниженим атмосферним тиском, що, у свою чергу, призводить до переміщення повітряних мас (вітрі). Вітер характеризується напрямом, силою і швидкістю. Напрям вітру визначається тією стороною світла, звідки він дме. Швидкість або сила вітру вимірюється вузлами, балами або метрами в секунду.
Причиною вітру є різниця в тиску: повітря переміщається з області з високим тиском в місця з низьким тиском. Чим більше різниця в тиску, тим сильніший вітер. Різке короткочасне посилення вітру до 20 м / с і вище називається шквалом.
Найбільшим дією на центральну нервову систему володіє швидкість вітру і парціальний тиск. Відомо, що посилення вітру може сприяти підвищенню збудливості ЦНС, викликати головні болі, відчуття тривоги і страху. Особливо це проявляється в осіб з функціональними розладами ЦНС (Андронова Т. І. [и др.], 1982).
При збільшенні швидкості вітру понад 8 м / с збільшується активність сироваткових холінестераз, падає екскреція з сечею адреналіну і 17-оксикортикостероїдів (Толокнов В. А., 1997).
Однак помірний вітер (до 4 м / с) надає тонізуючу вплив. При низьких температурах вітер підсилює тепловіддачу, що може призвести до переохолодження організму.
Чим нижче температура, тим важче переноситься вітер. У жарку пору вітер посилює випаровування і покращує самопочуття.
Вологість повітря залежить від знаходження в ньому води в молекулярному і аерозольному стані (водяна пара). Максимальна щільність водяної пари в даному обсязі при даній температурі відповідає абсолютної вологості. Фактичне відхилення вмісту водяної пари при даній температурі до можливого максимальному насиченню позначається як відносна вологість і виражається у відсотках. У метеозведення зазвичай вказується відносна вологість, так як її зміна може безпосередньо відчуватися людиною. Повітря вважається сухим при вологості до 55%, помірно сухим – при 56-74%, вологим при 75-85%, дуже вологим – вище 85%.
Вологість повітря в поєднанні з температурою роблять виражений вплив на організм. Найбільш сприятливі для людини умови, при яких відносна вологість дорівнює 50-60%, а температура 16-18 ° C. У людини помірна вологість сприяє зволоженню шкіри і слизових оболонок дихальних шляхів. Поєднуючись з температурою, вологість повітря створює умови термічного комфорту чи порушує його, сприяючи переохолодженню або перегрівання організму.

Стан нервової системи знаходиться в залежності від коливань вологості повітря. Значна сухість повітря викликає подразнення органів дихання та нервової системи. Є дані про те, що зниження відносної вологості повітря (нижче 50%) сприяє порушенню іонної рівноваги в організмі з переважанням позитивно заряджених іонів (лених Дж., Флетчер У., 1979). Катіони викликають вивільнення з тромбоцитів біологічно активних речовин (серотонін, гепарин), які можуть стати пусковим механізмом різних несприятливих станів: головного болю, депресії, надмірного стомлення, дратівливості і навіть розлади психіки. Сухе повітря подразнює слизову бронхо-легеневих шляхів, провокуючи виділення в’язкого слизу як захисного механізму (Хитров Н. К., Салтиков А. Б., 1997).
Значне підвищення відносної вологості повітря також може привести до несприятливих реакцій нервової системи. При підвищенні вологості повітря, що перешкоджає випаровуванню, важко переноситься спека і посилюється дія холоду, сприяючи більшої втрати тепла шляхом проведення. Холод і спека в сухому кліматі переносяться легше, ніж у вологому. При зниженні температури міститься в повітрі волога конденсується, утворюється туман. Це можливо також при змішуванні теплого вологого повітря з холодним і вологим. У промислових районах туман може поглинати токсичні гази, які, вступаючи в хімічну реакцію з водою, утворюють сірчисті речовини. Це може призвести до масових отруєнь населення.
Температура повітря визначається переважно сонячною радіацією. Нагрівання повітря відбувається шляхом передачі йому тепла із земної поверхні, що поглинає сонячні промені. Слабким похолоданням або потеплінням вважається зміна середньодобової температури на 1 … 2 ° C, помірним похолоданням або потеплінням – на 3 … 4 ° C, різким – понад 4 ° C. Зона температурного комфорту для здорової людини в легкому одязі в спокійному стані при помірній вологості і нерухомості повітря знаходиться в межах 17-22 ° C.
Температура істотно впливає на стан організму людини. Відомо, що особливістю дії низьких температур (від 8 ° C) на організм у спокої є гальмування терморегулювальних реакцій, що проявляється зменшенням чутливості холодових рецепторів, підвищенням порога холодового відчуття, звуженням шкірних судин, зменшенням кровопостачання шкіри, зменшенням частоти пульсу і лабільності шкірних судин. При цьому шкіра охолоджується, різниця між її температурою і температурою навколишнього середовища скорочується, що зменшує тепловіддачу. Місцева та загальна гіпотермія здатні викликати запалення стінок судин і нервових стовбурів, а також відмороження тканин, а при значному охолодженні крові – замерзання. Загальне переохолодження сприяє виникненню простудних та інфекційних захворювань внаслідок зниження загальної резистентності організму. При дратівному дії холоду можливе тимчасове розширення шкірних судин.
Зниження температури навколишнього середовища призводить до збільшення активності парасимпатичної вегетативної нервової системи, що проявляється, зокрема, зниженням артеріального тиску (Андронова Т. І. [и др.], 1982).
Збудливість нервової системи і виділення гормонів наднирників значно підвищуються. Основний обмін і вироблення тепла організмом збільшуються.
При дії високих температур повітря на організм спостерігається розширення периферичних судин, що збільшує кровопостачання шкіри, відбувається збільшення потовиділення, почастішання дихання (тобто включаються механізми тепловіддачі). Крім цього при значному збільшенні температури (30 … 35 ° C) матиме місце деяке зниження обміну речовин у тканинах (зниження теплоутворення).
Коли температура зовнішнього середовища досягає температури крові (37 … 38 ° C), виникають критичні умови терморегуляції. При цьому тепловіддача здійснюється тільки за рахунок потіння. Якщо потіння утруднено, наприклад при високій вологості навколишнього середовища, то відбувається перегрівання організму (гіпертермія).
Виділяють два види перегрівання: гіпертермія та судомна хвороба. При гіпертермії розрізняють три ступені: легка, помірна, важка (тепловий удар). Судорожная хвороба виникає через різке зниження в крові і тканинах організму хлоридів, які втрачаються при інтенсивному потінні.
Атмосферний електрику. Електричне стан атмосфери визначається напруженістю електричного поля, електропровідністю повітря, іонізацією і електричними розрядами в атмосфері. Електропровідність повітря обумовлена ​​вмістом у ньому позитивно і негативно заряджених аероіонів. Середня концентрація аероіонів коливається від 100 до 1000 в 1 куб. см повітря, досягаючи в горах декількох тисяч в 1 куб. см.
Більш-менш закономірно протягом доби змінюються градієнт потенціалу атмосферної електрики і іонізації повітря. За даними В. Ф. Овчаровой та І. В. Бутьев (1985), максимальні значення потенціалу атмосферної електрики спостерігаються в ранкові (8-10) та вечірні (19-23) години. Мінімуми його припадають на нічні (2-5) і денні (16-18) годинник. Добова концентрація аероіонів має вигляд двогорбий кривої з найбільшими значеннями в нічний час і двома спадами в 7-12 і 18-19 ч.
Однак потрібно зауважити, що проходження атмосферних фронтів може істотно змінити динаміку цих факторів, їх амплітуду, змістити їх максимуми.
Встановлено, що негативні АІ (аероіони) кисню створюють бадьорий психологічний статус, впливають на стан нервової системи, підвищуючи її збудливість, зменшуючи втому і збільшуючи працездатність. Негативні АІ надають снодійне і десенсибілізуючу дію, підвищують витривалість до кисневого голодування, стійкість до охолодження, бактеріальної та хімічної інтоксикації. Повітря з надлишком АІ кисню стабілізує артеріальний тиск (знижує його при гіпертонії і підвищує при гіпотонії). Негативні АІ оптимізують дихання за рахунок його урежения і поглиблення. Поряд з цим вони стимулюють тканинне дихання, оптимізують рівень обміну речовин і температуру тіла. Аероіони кисню впливають на фізико-хімічні властивості крові: співвідношення білкових фракцій плазми, кількість і якість еритроцитів і лейкоцитів, швидкість осідання еритроцитів (ШОЕ), pH, концентрацію холестерину (збільшення його змісту розглядають як одну з причин розвитку атеросклерозу), на величину електричного заряду формених елементів крові і плазми.
М. С. Мачабелі і співавт. (1992-1995) припускають, що організм отримує негативні іони кисню не тільки з повітря, але і генерує їх у своїх структурах. За цією гіпотезою Біокаталітичні спалах негативного заряду відбувається в протеоглікановие шарі сурфактанту легень при електрообмене між каталітично виробленими тут негативними і позитивними зарядами, які приносяться в легені кров’ю з вуглекислим газом, азотом і водою. За рахунок цих ендогенних негативних зарядів відбувається активація вдихуваного кисню з перетворенням його в сполука, подібна негативним АІ. За таким же типом спалаху, але вже з іншими видами сурфактанту здійснюється внутрішній тканинний електрообмена у всьому організмі, необхідний для оптимального протікання внутрішньоклітинного метаболізму.


1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars (1 votes, average: 5.00 out of 5)

Фізичні властивості повітря