なぜ大気の酸素レベルが低下するのですか？

朝早く起きて、車に積み込んで、山でスキーをした日を過ごしたことがあるなら、あなたはおそらくずっとハフして息を吹きかけていることに気づきました。その一部は、ほぼ間違いなく雪に覆われた斜面を飛ぶことの爽快感のためでしたが、ロッジで熱いココアを購入するために階段を上って歩いても息を止めるのに苦労していたでしょう。通常の説明？ 「空気はそこに薄くなります。」それは真実ですが、それが進む限りですが、もう少し詳細があります。

1. 重力

   • <図>
     地球上のすべてが同じ力によって引っ張られます。

     地球上のすべてが地球の重力の力によって下向きに引っ張られています。そして、オブジェクトのサイズに関係なく、まったく同じ加速ですべてが下に引っ張られます。つまり、ボウリングボール、テニスボール、ピンポンボールはすべて同じ加速の対象となります。小さなオブジェクトは、ブルーベリー、指の爪の切り抜き、まつげなど、同じ加速の対象となります。今、さらに小さく考えてください。空気のすべての分子は、地球の表面に向かって下向きに引っ張られます。違いは、ほとんどの空気分子が表面に落ちないことです。別の力は彼らの転倒に反対します。

   静水圧平衡

   • 空気分子が地球の表面に落ちない唯一の理由は、別の力が重力に反することです。その力は空気圧です。空気の柱が春のようなものだと想像できます。春を横に置くと、一定の長さになります。スプリングが硬すぎず、柔らかすぎず、端に置くと、重力が引き下げられているため、短くなります。スプリングが重力に押し戻されるため、パンケーキに平らになりません。それが、地球の周りの空気が地面の小さなパンケーキ層に平らになるのを防ぐものです。圧力は重力に押し戻されます。

   圧力対高度

   • <図>
     人間は、周囲の空気から1平方インチあたり約15ポンドの圧力を感じることに慣れています。

     特定の場所で重力に押し戻すために必要な圧力の量は、重力が空中に押し下げられている硬い重力に依存します。それは、その場の上にどれだけの空気があるかに依存します。海面では、地球の大気の高さ全体が引き下げられているため、圧力は1平方インチあたり約15ポンドです。海抜5,000フィートでは、スポット上の空気が少なくなり、大気圧は1平方インチあたり約12ポンドです。したがって、人々がより高い高度で空気が「薄くなっている」と言うと、これは彼らが意味するものです：圧力は低く、空気の分子がより広がり、空気の肺に豊富な分子は高高度で少ない分子を含む。

   酸素

   • <図>
     高度が高くなるにつれて、各肺の酸素分子の数が減少します。

     酸素は人間の生活を維持するため、特に興味深いものです。酸素は大気の約21％を占めています。その割合は、地球の表面から数マイル以内のすべての高度で同じままです - 大気の化学が大きく変化するのは数十マイル高くなるまでではありません。したがって、高高度では、酸素は総空気量の21％であり、その体積の分子の総数が減少したというだけです。酸素を代謝するための人体のメカニズムは複雑であるため、追加の考慮事項がありますが、一般的なルールは、利用可能な酸素が圧力と同じように低下するということです。したがって、5,000フィートの高度では、圧力は海面での圧力の80％であり、利用可能な酸素も海面での酸素の80％です。