Ley de Henry

Cuando un gas está en contacto con la superficie de un líquido, la cantidad de gas que entrará en solución es proporcional a la presión parcial de ese gas. Una lógica simple para la ley de Henry es que, si la presión parcial de un gas es dos veces más alta, entonces, se dobla el promedio de moléculas que golpean la superficie del líquido en un intervalo de tiempo dado, y en promedio, serán el doble las capturadas por la solución. Para una mezcla de gases, la ley de Henry ayuda a predecir la cantidad de cada gas que entrará en la solución, pero diferentes gases tienen diferentes solubilidades y esto también afecta a la velocidad. La constante de proporcionalidad en la ley de Henry debe tener esto en cuenta. Por ejemplo, en los procesos de intercambio de gases en la respiración, cuando están en contacto con el plasma del cuerpo humano, la solubilidad del dióxido de carbono es aproximadamente 22 veces mayor que la del oxígeno.

Ley de Graham

Cuando los gases se disuelven en líquidos, la tasa relativa de difusión de un gas dado, es proporcional a su solubilidad en el líquido, e inversamente proporcional a la raíz cuadrada de su masa molecular. En el transporte de los gases de la respiración, es importante la velocidad de difusión relativa del oxígeno y el dióxido de carbono en el plasma del cuerpo humano. El dióxido de carbono tiene 22 veces la solubilidad del oxígeno, pero es más masivo (44 uma en comparación con 32 del oxígeno). De acuerdo con la ley de Graham, la tasa relativa de difusión está dada por

La ley de Graham se puede aplicar al proceso que se produce en los alvéolos de los pulmones.

Ley de Fick

La tasa de difusión neta de un gas a través de una membrana de fluido, es proporcional a la diferencia de la presión parcial, proporcional al área de la membrana, e inversamente proporcional al espesor de la membrana. Si se combina con la velocidad de difusión determinada a partir de la ley de Graham, esta ley proporciona los medios para calcular las tasas de intercambio de gases a través de las membranas. El área de la superficie total de la membrana en los pulmones (alvéolos ) puede ser del orden de 100 metros cuadrados y tener un grosor de menos de una millonésima de metro, por lo que es una interfaz de intercambio de gases muy eficaz.

Transporte de Oxígeno a los Pulmones

El área total de la superficie de la membrana en los pulmones (alvéolos), puede ser del orden de 100 metros cuadrados, y tener un grosor de menos de una millonésima de metro, por lo que es una interfaz de intercambio de gases muy eficaz. La tasa relativa de intercambio de oxígeno y dióxido de carbono a través de estas membranas delgadas, depende de la difusión y la solubilidad de los gases en la membrana del fluido. Esto se describe por la ley de Fick.

Respiración

El proceso de la respiración consiste, en el descenso del diafragma para aumentar el volumen de la cavidad torácica, que por la ley de los gases ideales ve bajar su presión. Con una campana de vidrio, globos, y una membrana elástica se puede hacer un modelo de acción de pulmón. La cavidad torácica normalmente tiene una presión manométrica negativa, para mantener los pulmones inflados, y la acción del diafragma debe bajarlo más aún, para llevar a cabo la inhalación. El proceso de inhalación debe lograr la inflación de los alvéolos de los pulmones, lo que a su vez constituye un proceso destacable. La presión alcanzada por la acción de diafragma es sólo alrededor de -4 mm Hg, en comparación con una presión en el interior de los alvéolos de alrededor de -3 mmHg, por lo que la inhalación debe llevarse a cabo con una diferencia de presión de sólo aproximadamente 1 mm de Hg. La notable eficacia del transporte de oxígeno a través de las membranas pulmonares, se caracteriza en la ley de Fick.

Modelo de Presión en la Respiración

El aire es aspirado dentro de los pulmones mediante el descenso del diafragma, haciendo que la presión en la cavidad torácica sea más negativa. La exhalación se lleva a cabo por el retroceso elástico del diafragma, y de los diminutos sacos de aire (alvéolos ) de los pulmones. Ese retroceso elástico produce una presión positiva.