關于物理基礎知識第1頁，共35頁，星期日，2025年，2月5日物理基礎主要包括：1.氣體定律2.物態變化3.流體運動第2頁，共35頁，星期日，2025年，2月5日第一節氣體定律一.理想氣體的狀態方程（一）理想氣體（idealgas）:只考慮分子間相互碰撞，不考慮其他相互作用，分子體積和分子間的引力均可忽略不計的氣體，稱之為理想氣體。

第3頁，共35頁，星期日，2025年，2月5日（二）理想氣體的狀態方程對于一定量的理想氣體，它的壓強（P）體積（V）和絕對溫度（T）存在下式關系：

MPV=RT

第4頁，共35頁，星期日，2025年，2月5日（二）理想氣體的狀態方程1.R=8.314J/(mol.k)稱為摩爾氣體常數2.表示1摩爾質量（Kg）,3.M為容器內氣體的質量（Kg）4.V為容器內氣體的體積（m3）5.T為溫度（K開氏度或絕對度）6.P為壓強（Pa）第5頁，共35頁，星期日，2025年，2月5日（二）理想氣體的狀態方程由于氣體的密度

=

M/V,上式也可寫成

P=RT

注意：這兩個方程在實際應用時，在溫度不太低，壓強不太高的條件下，計算結果與實驗數值有微小差別；但溫度越低、壓強越大計算結果與實驗數值的偏差越大。這就促使了范德瓦爾斯方程的出現。第6頁，共35頁，星期日，2025年，2月5日二、范德瓦爾斯方程（一）分子大小不可忽略的修正值壓強很大時，氣體的體積減少至很小，氣體分子本身所占的體積就不能再忽略不計。（二）分子引力不可忽略的修正值分子間引力的存在使器壁附近分子受到向容器內部的引力，減弱氣體分子施與器壁的壓力。第7頁，共35頁，星期日，2025年，2月5日二、范德瓦爾斯方程1.由于實際氣體分子本身占有體積，分子之間存在相互作用力。范德瓦爾斯（Vanderwaals)考慮到這兩個因素，對理想氣體狀態方程加以修正，這就是范德瓦爾斯方程：

第8頁，共35頁，星期日，2025年，2月5日二、范德瓦爾斯方程

a

（P+V2）(V-b)=RTa為壓強修正值,b為體積修正值，這兩者決定于氣體的性質，可由實驗測定。例：Co2的a=0.366J.m3/mol2,b=0.0428x10-3m3/mol.第9頁，共35頁，星期日，2025年，2月5日二、范德瓦爾斯方程2.由于分子間的引力而減少的氣體的壓強通常稱之為內壓強，用ΔP表示。3.范德瓦爾斯方程比理想氣體方程更接近于實際情況，但也不是絕對準確的。第10頁，共35頁，星期日，2025年，2月5日三、安德魯斯試驗1.安德魯斯（Andrews）曾在不同溫度下對二氧化碳作了系統的等溫壓縮試驗。二氧化碳當溫度高于31.1度時，即使高壓下也不能液化。第11頁，共35頁，星期日，2025年，2月5日三、安德魯斯試驗2.氣體靠壓縮液化有一最高溫度界限，稱為臨界溫度（二氧化碳的臨界溫度是31.1度），以Tc表示，和臨界溫度相應的等溫線稱為臨界等溫線。第12頁，共35頁，星期日，2025年，2月5日三、安德魯斯試驗3.安德魯斯畫了二氧化碳實際等溫線，發現有四個區：氣態區、汽態區、汽液共存區、液態區。4.氣態區域分為兩部分：在臨界等溫線以下區域成為汽；在臨界等溫線以上區域成為氣。5.單純依靠壓縮是不能使氣體液化的，必須在一定溫度下。第13頁，共35頁，星期日，2025年，2月5日四、混合氣體的壓強1.混合氣體中，各種成分氣體都有自己的壓強，稱為分壓強。2.道爾頓（Dalton）分壓定律:混合氣體的壓強等于組成混合氣體的各成分的分壓強之和。

P空氣=PN2+PO2+PH2O+PCo2第14頁，共35頁，星期日，2025年，2月5日四、混合氣體的壓強3.分壓強=容積百分比x總壓強4.不均勻的分壓強會帶來什么結果？氣體流向：同種氣體流向與該種氣體分壓強大小有關，氣體總是由分壓強大的地方向分壓小的地方轉移。例：O221kPa?13.6Kpa第15頁，共35頁，星期日，2025年，2月5日五、氣體的彌散1.彌散：當氣體的密度不均勻時，氣體的分壓強就會有差異，氣體分子從分壓大的地方向分壓小的地方移動，稱之為彌散。肺泡PO2=13.83kPa（血管PO2=5.32kPa）第16頁，共35頁，星期日，2025年，2月5日五、氣體的彌散2.肺泡氣（PO2=13.83kPa）彌散肺動脈血進入肺毛細血管時（PO2=5.32kPa）毛細血管動脈端（PO2=12.64kPa）彌散組織間液（PO2=5.32kPa）排出二氧化碳的過程與供氧過程相反。第17頁，共35頁，星期日，2025年，2月5日五、氣體的彌散3.主動脈血氧分壓為什么低于13.83kPA？由于少量肺循環的靜脈血未與肺泡氣進行交換而直接流入到動脈中，降低了肺循環后流入大動脈的血液的氧含量，是氧分壓由13.83kPa降至12.64kPa.第18頁，共35頁，星期日，2025年，2月5日五、氣體的彌散4.吸入性麻醉藥的彌散在機體內，由于氧不斷消耗，二氧化碳不斷產生，故不能達到靜態平衡。而不被代謝的吸入性麻醉藥進入體內的彌散過程與氧相同，不同的是可以趨向靜態平衡，平衡時，組織內的分壓和吸入氣中的分壓值相等，當麻醉氣體的腦內分壓和吸入氣中的分壓值相等時，臨床上認為達到麻醉濃度。第19頁，共35頁，星期日，2025年，2月5日六、氣體在液體中的溶解度1.溶解度:在一定溫度與壓力的條件下，當液面上的氣體和溶解的氣體達到動態平衡時，該氣體在液體中的濃度稱為溶解度。2.表示方式：用100ml液體中能溶解氣體體積的毫升數表示，寫成vol%,記為C

例:在37oC,一個大氣壓下，100ml的血中能溶解氧化亞氮0.468ml,即氧化亞氮的溶解度為0.468vol%第20頁，共35頁，星期日，2025年，2月5日六、氣體在液體中的溶解度3.溶解度的大?。和ǔｋS溫度升高而降低，隨壓強增加而增加。4.亨利定律：C=aPC表示溶解度，a是比例常數，稱為氣體的溶解系數，其只相當于壓強為一個單位時的氣體溶解度。P為壓強。實際應用：用高壓氧艙治療缺氧性疾病第21頁，共35頁，星期日，2025年，2月5日六、氣體在液體中的溶解度5.溶解度與麻醉誘導及清醒速度的關系：溶解度小的麻醉藥（異氟醚），吸入后肺泡內分壓與腦內分壓達到平衡的時間短，誘導迅速；一旦停止吸入，迅速從體內排出并消失，因此清醒快。第22頁，共35頁，星期日，2025年，2月5日七、分配系數1.分配系數（distributecoefficient）:一定溫度下，某物質在兩相中處于動態平衡時，該物質在兩相中濃度的比值，是溶解度的另一種表達方式。揮發性藥經肺泡進入血液，可把肺泡氣和血液看成互相鄰接的氣、液兩相，當其在兩相中處于動態平衡時，這兩相中麻醉藥的濃度比值，就成為該藥的血/氣分配系數。第23頁，共35頁，星期日，2025年，2月5日七、分配系數實例：恩氟烷在37oC時的血/氣分配系數是1.9，即表示溶解在血中的濃度是肺泡濃度的1.9倍。2.血/氣分配系數與麻醉（1）血/氣分配系數與麻醉誘導快慢有關。異氟醚在血中溶解度小，血/氣分配系數小，麻醉誘導迅速，清醒也快。

第24頁，共35頁，星期日，2025年，2月5日七、分配系數（2）油/氣分配系數麻醉強度有關：油/氣分配系數越高，作用強度越大。（甲氧氟烷的油/氣分配系數最大，麻醉強度最大）（3）橡膠/氣分配系數影響誘導和蘇醒時間：甲氧氟烷的橡膠/氣分配系數很大在使用甲氧氟烷時，一部分被麻醉機裝置所吸收，導致濃度降低，誘導時間延長；麻醉結束時，甲氧氟烷逐漸釋放，是蘇醒延長。第25頁，共35頁，星期日，2025年，2月5日第二節物態的變化物質分子可以聚集成固、液、氣三種狀態，在一定溫度與壓力下，物質的三態可以互相轉變，稱為相變。在呼吸和麻醉中常遇到液、氣之間的相變。第26頁，共35頁，星期日，2025年，2月5日一、氣化1.定義：物質由液態變成氣態的過程。2.氣化的方式：蒸發和沸騰（一）蒸發：液體表面發生的氣化現象。（1）蒸發是吸熱，液溫降低，故蒸發具有致冷作用。任何溫度皆可蒸發。（2）汽化熱：使單位質量的液體變成同溫度蒸氣所需的熱量成為汽化熱。第27頁，共35頁，星期日，2025年，2月5日一、氣化（3）影響蒸發的因素:溫度、蒸發面積、液體表面上方氣流。（二）沸騰：在一定溫度下，在液體表面和內部同時進行汽化的現象叫沸騰。條件：必須有熱源

(1)只能在一定溫度下發生。

(2)沸騰吸熱蒸發，液溫不變。

(3)沸點隨液面上氣體的壓強增大而升高。臨床應用：高壓鍋滅菌第28頁，共35頁，星期日，2025年，2月5日一、氣化3.飽和蒸氣壓------密閉容器（1）飽和蒸氣：密閉容器中，和液體處于動態平衡的氣體。（2）飽和蒸氣壓：飽和蒸氣的壓強。

4.飽和蒸氣在麻醉中應用：麻醉蒸發器內的麻醉氣體濃度，實際是一定溫度下的飽和蒸氣濃度，通常大于麻醉所需濃度，需稀釋方能送入病人呼吸道。第29頁，共35頁，星期日，2025年，2月5日二液化1.定義：物質從氣態轉變為液態的過程稱為液化，也稱凝結。2.方法：（1）降溫法：一定壓強下溫度降低蒸氣凝結（放熱）液化（液溫升高）第30頁，共35頁，星期日，2025年，2月5日二液化（2）加壓法：≤臨界溫度壓強增大↓↓蒸氣凝結（放熱）↓↓液化（液溫升高）第31頁，共35頁，星期日，2025年，2月5日三濕度和濕化器（一）濕度

1.定義：大氣的干濕度稱為濕度。（用來說明大氣中水蒸氣的多少）

2.表示方法：（1）絕對濕度：單位體積的大氣中所含水汽的質量。（2）相對濕度：大氣的實際水汽壓（絕對濕度）與同溫度下飽和水汽壓的百分比。（3）舒適濕度：大氣的相對濕度在60%-70%。第32頁，共35頁，星期日，2025年，2月5日三濕度和濕化器3.肺泡氣的相對濕度與濕化器肺泡氣的相對濕度在37oC時為100%，如吸入氣的濕度低于此值就要從呼吸道吸收濕氣，所以正常人的呼吸道對吸入氣有加溫加濕的作