肺の容積が水面で0.5 Lとした場合、水圧が2倍になると容積はどう変化するか?
ボイルの法則と肺の容積変化
ボイルの法則は「一定量の気体の体積は、加わる圧力に反比例する」ことを示しています。
設定条件
・初期肺容積(水面上): V₁ = 0.5 L
・初期水圧(水面上): P₁ = 1 atm
・最終水圧(初期の2倍): P₂ = 2 atm
計算手順
ボイルの法則の式は P₁V₁ = P₂V₂ です。これに数値を代入すると、
1 atm × 0.5 L = 2 atm × V₂
V₂ を求めると、
V₂ = (1 atm × 0.5 L) ÷ 2 atm = 0.25 L
結論
水圧が水面の2倍になる深度では、肺の容積は約 0.25 L に減少します。
