第一章物理基础知识

六、 气体在液体中的溶解度
1.溶解度:在一定温度与压力的条件下， 当液面上的气体和溶解的气体达到动态 平衡时， 该气体在液体中的浓度称为溶 解度。
2.表示方式：用100ml液体中能溶解气体 体积的毫升数表示，写成vol%,记为C 例:在37oC,一个大气压下，100ml的血 中能溶解氧化亚氮0.468ml,即氧化亚氮的 溶解度为0.468vol%
五、 气体的弥散
4.吸入性麻醉药的弥散 在机体内，由于氧不断消耗，二氧
化碳不断产生，故不能达到静态平衡。 而不被代谢的吸入性麻醉药进入体内的 弥散过程与氧相同，不同的是可以趋向 静态平衡，平衡时，组织内的分压和吸 入气中的分压值相等，当麻醉气体的脑 内分压和吸入气中的分压值相等时，临 床上认为达到麻醉浓度。
麻醉设备学
大连医科大学附属第一医院麻醉科
第一章 物理基础知识
物理基础主要包括：
1.气体定律 2.物态变化 3.流体运动
第一节 气体定律
一.理想气体的状态方程
（一）理想气体（ideal gas）: 只考虑分子间相互碰撞，不考 虑其他相互作用，分子体积和 分子间的引力均可忽略不计的
气体，称之为理想气体。
（二）理想气体的状态方程
对于一定量的理想气体，它的压 强（ P ） 体积（V）和绝对温度
（T）存在下式关系：
M
PV=
RT
（二）理想气体的状态方程
1.R=8.314J/(mol.k) 称为摩尔气体 常数
2. 表示1摩尔质量（Kg）, 3.M为容器内气体的质量（Kg） 4.V为容器内气体的体积（m3） 5. T为温度（K开氏度或绝对度） 6. P为压强（Pa ）
能再忽略不计。 （二）分子引力不可忽略的修正值 分子间引力的存在使器壁附近分子 受到向容器内部的引力，减弱气体
分子施与器壁的压力。
二 、 范德瓦尔斯方程
1.由于实际气体分子本身占有体 积，分子之间存在相互作用力。 范德瓦尔斯（Van der waals)考 虑到这两个因素，对理想气体状 态方程加以修正，这就是范德瓦 尔斯方程：
毛细血管动脉端（PO2=12.64kPa）
弥散
组织间液（PO2=5.32kPa）
排出二氧化碳的过程与供氧过程相 反。
五、 气体的弥散
3.主动脉血氧分压为什么低于 13.83kPA？ 由于少量肺循环的静脉血未 与肺泡气进行交换而直接流入到 动脉中，降低了肺循环后流入大 动脉的血液的氧含量，是氧分压 由13.83kPa降至12.64kPa.
2.道尔顿（Dalton）分压定律:混 合气体的压强等于组成混合气体 的各成分的分压强之和。
P空气= PN2+PO2+PH2O+PCo2
四、 混合气体的压强
3.分压强=容积百分比 x 总压强 4.不均匀的分压强会带来什么结果？ 气体流向：同种气体流向与该
种气体分 压强大小有关，气体总是 由分压强大的地方向分压小的地方 转移。 例 ：O2 21kPa ⇛13.6 Kpa
三、 安德鲁斯试验
3.安德鲁斯画了二氧化碳实际等温线，发 现有四个区：气态区、汽态区、汽液共 存区、液态区。
4.气态区域分为两部分：在临界等温线以 下区域成为汽；在临界等温线以上区域 成为气。
5.单纯依靠压缩是不能使气体液化的，必 须在一定温度下。
四、 混合气体的压强
1.混合气体中，各种成分气体都 有自己的压强，称为分压强。
（二）理想气体的状态方程
由于气体的密度= M/V,上式也可写 成
P= RT
注意：这两个方程在实际应用时，在 温度不太低，压强不太高的条件下， 计算结果与实验数值有微小差别；但 温度越低、压强越大计算结果与实验 数值的偏差越大。这就促使了范德瓦
尔斯方程的出现。
二、 范德瓦尔斯方程
（一）分子大小不可忽略的修正值 压强很大时，气体的体积减少至很 小，气体分子本身所占的体积就不
二 、 范德瓦尔斯方程
a
（P+ V2）(V-b)=RT
a为压强修正值,b为体积修正值，ຫໍສະໝຸດ 这两者决定于气体的性质，可由
实验测定。例：Co2的 a=0.366J.m3/mol2, b=0.0428x10-
3m3/mol.
二、 范德瓦尔斯方程
2.由于分子间的引力而减少的气 体的压强通常称之为内压强，用 ΔP表示。
3.范德瓦尔斯方程比理想气体方 程更接近于实际情况，但也不是 绝对准确的。
三、 安德鲁斯试验
1.安德鲁斯（Andrews）曾在不 同温度下对二氧化碳作了系统的 等温压缩试验。二氧化碳当温度 高于31.1度时，即使高压下也不 能液化。
三、 安德鲁斯试验
2.气体靠压缩液化有一最高温度 界限，称为临界温度（二氧化碳 的临界温度是31.1度），以Tc表 示，和临界温度相应的等温线称 为临界等温线。
七、 分配系数
实例：恩氟烷在37oC时的血/气分配 系数是1.9，即表示溶解在血中的浓 度是肺泡浓度的1.9倍。
五、 气体的弥散
1.弥散：当气体的密度不均匀时，气体的
分压强就会有差异，气体分子从分压大
的地方向分压小的地方移动，称之为弥
散。
肺泡 PO2=13.83kPa
（血管PO2=5.32kPa ）
五、 气体的弥散
2.肺泡气（PO2=13.83kPa）
弥散
肺动脉血进入肺毛细血管时 （PO2=5.32 kPa）
六、 气体在液体中的溶解度
3.溶解度的大小：通常随温度升高而降低， 随压强增加而增加。
4.亨利定律：C=aP C表示溶解度，a是比例常数，称为气体
的溶解系数，其只相当于压强为一个单 位时的气体溶解度。P为压强。
实际应用： 用高压氧舱治疗缺氧性疾 病
六、 气体在液体中的溶解度
5.溶解度与麻醉诱导及清醒 速度的关系：溶解度小的麻 醉药（异氟醚），吸入后肺 泡内分压与脑内分压达到平 衡的时间短，诱导迅速；一 旦停止吸入，迅速从体内排 出并消失，因此清醒快。
七、 分配系数
1.分配系数（distribute coefficient）:一 定温度下，某物质在两相中处于动态 平衡时，该物质在两相中浓度的比值， 是溶解度的另一种表达方式。 挥发性药经肺泡进入血液，可把肺泡 气和血液看成互相邻接的气、液两相， 当其在两相中处于动态平衡时，这两 相中麻醉药的浓度比值，就成为该药 的血/气分配系数。