Hubungan Antara tekanan-volume selama bernafas

 Hubungan Antara tekanan-volume selama bernafas

Pentingnya hukum Boyle menjadi jelas ketika Anda mempertimbangkan mekanisme pernapasan. Paru-paru kita adalah struktur elastis seperti balon yang terdapat dalam ruang kedap udara yang disebut rongga dada. Diafragma, sebuah otot, membentuk lantai rongga yang fleksibel.

Inspirasi

Proses menghirup udara dimulai ketika diafragma berkontraksi dan tulang rusuk mengembang, menyebabkan peningkatan volume rongga dada. Elastisitas paru-paru memungkinkan mereka untuk mengembang ketika rongga toraks mengembang. Menurut hukum Boyle, tekanan di dalam paru-paru berkurang ketika volumenya meningkat, menyebabkan tekanan di dalam paru-paru turun di bawah tekanan atmosfer.

Perbedaan tekanan ini menghasilkan gradien tekanan antara paru-paru dan atmosfer. Dalam gradien tekanan, molekul mengalir dari area bertekanan tinggi ke area bertekanan rendah. Selama fase inhalasi pernapasan, udara masuk ke paru-paru (inspirasi), sampai tekanan di dalam paru-paru menjadi sama dengan tekanan atmosfer.

Ekspirasi

Ekspirasi, atau fase pelepasan nafas, terjadi ketika diafragma rileks dan bergerak kembali ke rongga dada ke posisi istirahat. Volume rongga dada berkurang, yang menekan paru-paru dan menurunkan volumenya. Sekarang tekanan di paru-paru lebih tinggi daripada tekanan atmosfer, sehingga udara mengalir keluar dari paru-paru. Dengan demikian, pernapasan adalah proses di mana gradien tekanan secara terus-menerus dibuat antara paru-paru dan lingkungan karena adanya perubahan volume dan tekanan.

Sumber :Karen C Timberlake, Chemistry: An Introduction to General, Organic, and Biological Chemistry, 13th Edition