Boyle Yasası
Boyle yasasına göre, sıcaklıklar sabit tutulduğu sürece, belirli ölçüde alınan bir ideal gazın hacmiyle basıncının çarpımı sabittir. Matematiksel bir anlatımla:
P x V = k
P = paskal olarak basınç,
V= kübik metre olarak hacim,
k = gaz sabiti (8,3145 J/(mol K).
Sabit sıcaklıkta tutulan belirli bir miktar gazın, hacmi ile basıncının çarpımı sabittir.
Boyle yasası, genellikle, sadece hacim ya da basınç anlamında yapılan bir değişikliğin sonuçlarını önceden tahmin etmek için kullanılır. Belirli ölçüdeki herhangi bir gazın, sıcaklığın sabit tutulma şartıyla (bunun için soğutma ve ısıtma kullanılmalıdır), "önce" ve "sonraki" hacim-basınç ilişkisi aşağıdaki gibidir:
P1 x V2 = P2 x V2
Bu denklem, genellikle herhangi bir (basınç ya da hacim) "sonra" ögesinin bulunması için kullanılır. Örnek: Gazlar, sıkışabilirler. Gazlar Basınç farkı yönünde akarlar. Direnç artarsa akış azalır. “Hava”, bağımsız olarak difüze olan gazların bir karışımıdır. Her bir gazın karışım içinde miktarına bağlı bir “kısmi basıncı” (Pgaz) vardır. Boyle yasası akciğerlerin çalışmasında önemlidir. Akciğerlerde soluk verilmesi sırasında hacim artısı olur ve akciğer basıncı azalır bu durumda dıştaki hava akciğerlere dolar. Tersine soluk vermede akciğer hacim azalı ve artan basınçla akciğerlerdeki hava dışa atılır.
Boyle kanuna göre sabit sıcaklık altında gazların hacimleri basınçlarıyla ters orantılıdır. Basıncın artısı ile dolasımdaki ve dokulardaki gazların hacimleri ve oluşmuş gaz kabarcıklarının çapları küçülür. Bu etkiden gaz embolisi ve kabarcık oluşumuyla ilintili olan dekompresyon (vurgun) hastalığında faydalanılır. Su dalmak için yüzeyde hava alıp dalan bir dalgıç akciğer hacmi 6 lt kabul edilirse 10 metrede bu hacim 3 litreye düşer (her on metrede 1 atm basınç artısı olur). Dönüp hiç nefes vermeden su yüzeyine çıktığında akciğerindeki hava miktarı aynı olduğundan, akciğerin hacmi de ilk haline eşit olacaktır. Dalgıç su yüzüne çıkarken sıkıştırılmış olarak solunan bu fazla havanın boşalması için yeterli zaman tanımazsa akciğerlerde genişleyen gaz dokularda yırtılmalara yol açar. Fakat tüple dalış yapan (scuba- self contained underwater breathing apparatus) bir dalgıç için durum farklıdır. Bu sefer dalgıç, 10 metrede hacmi yarısına inmiş olan ciğerini tüpteki havayla doldurur. Simdi akciğerlerde yüzeydekinin iki katı kadar hava vardır. Yine hiç nefes vermeden su yüzeyine geri döndüğünde, akciğerin içindeki hava ilk hacminin iki katına ulaşmak isteyecektir. Bu da akciğerin kapasitesini zorlayacağından, zarar görmesine sebep olabilir. Eğer dalgıç derinde soluduğu havayı su yüzeyine çıkarken geri vermezse genişleyen hava akciğer dokusunu zedeleyebilir. Yırtılan damarlardan dolasıma katılan hava tıkanmaya (emboliye) yol açabilir. Dokularda ve merkezi sinir sisteminde çözünen azot derinde karar verme gibi fonksiyonları bozup dalgıcın yaşamını tehlikeye sokabilir.
Kaynaklar:
GÜNER, U., (Trakya Üniversitesi, Fen fakültesi Biyoloji, Bölümü Mayıs. 2014)
Guyton ve Hall Tıbbi fizyoloji 12. Baskı. 2013
Nedret Kılıç, N. (Ed), 2005. Lehnınger Biyokimyanın İlkeleri. Palme yayıncılık, 1289s, Ankara.