Temperatuur van uitgeademde lucht

Datum: Oktober 2018

Principe:

M.b.v. een thermokoppel de temperatuur van uitgeademde lucht bepalen.

Materiaal:

  • Vernier Labquest 2
  • Vernier Thermokoppel TCA-BTA
  • Rietje
  • Plakband

Optioneel:

  • PC met Excel of LoggerPro (datananalyse)

Uitvoering:

  • Plaats de contactthermometer in een rietje en plak deze vast.

  • Verbind te thermometer met de LabQuest en meet de temperatuur van de uitgeademde lucht door door het rietje heen uit te ademen.
  • Analyseer het resultaat.

Resultaat:

Een eenvoudig experimentje om uit te voeren is m.b.v. de Vernier LabQuest en een contactthermometer de temperatuur van uitgeademde lucht te meten.  We meten een temperatuur van iets boven de 35 °C als de hoogste temperatuur.

Discussie:

Met een lichaamstemperatuur van ca. 37 °C, een longoppervlak van ca. 60 m2 en een ademhalingsfrequentie van 12 tot 18 keer per minuut zou ik verwachten dat de temperatuur van de uitgeademde lucht dicht bij de lichaamstemperatuur zou liggen. Bij uitademen zal onmiddellijk afkoeling plaatsvinden hetgeen verklaart waarom de waarde die we meten iets lager is dan 37 °C. De gemeten waarde komt overeen met de waardes zoals ze vermeld staan in het boek "Natuurkunde van de Mensch".
Vreemd genoeg was het nog vrij lastig een referentie naar de uitademlucht temperatuur te vinden m.b.v. Google. In het NL taalgebied vond ik zelfs een veel lager waarde vermeld:

"Uitgeademde lucht bevat: weinig zuurstof veel koolstofdioxide evenveel stikstof + edelgassen veel waterdamp temperatuur = 32 ēC"

Waarom deze waarde zoveel afwijkt van de gemeten waarde is me niet helemaal duidelijk.
 

Conclusies:

  • De temperatuur van de uitgeademde lucht is ongeveer 35 °C.

Literatuur:

 
  • D.G. MacKean; "Inleiding tot de Biologie"; Wolters-Noordhoff; 2de druk; 1969; ISBN 9001568009; p.99-102.

Relevante websites:

Minder relevante websites:

Opmerkingen:

  • De analyse van de resultaten kan men volledig met de Labquest doen. Een optie is om de resultaten te exporteren naar een PC voor verdere analyse.
    File: Labquest Data
  • Men kan dit experiment gemakkelijk uitbreiden met het klassieke chemische kalkwater experiment. Door het troebel worden toont me aan dat er kooldioxide in de uitgeademde lucht zit.

Achtergrondinformatie:

Bij ademhaling neemt het hemoglobine van de rode bloedcellen zuurstof op in de longen en geeft het hemoglobine en het bloedplasma koolstofdioxide af aan de longen. De opgenomen zuurstof wordt getransporteerd naar de mitochondriën van de cellen. Met behulp van deze zuurstof wordt in een proces dat we verbranding noemen glucose afgebroken tot kooldioxide, water en energie. De vrijgekomen energie bestaat uit ATP en warmte.

Er zijn twee typen ademhalingsbewegingen:

Bij inademing trekken de tussenribspieren aan de buitenkant van de ribben en het middenrif zich samen. De borstholte wordt groter en de buikholte kleiner. De longen expanderen waardoor een onderdruk ontstaat. door de onderdruk wordt de buitenlucht als het ware naar binnen gezogen. In de longblaasje vindt dan de gasuitwisseling plaatsvinden. Bij uitademen ontspannen de tussenribspieren aan de buitenkant van de ribben en het middenrif zich weer. De borstholte wordt weer kleiner en de buikholte weer groter. De longen worden zo samengedrukt waardoor een lichte overdruk ontstaat en de ingeademde lucht als het ware naar buiten wordt gestuwd.

31/12/2018