108年:心肺基礎(1)
下列有關氣體的擴散速率,何者正確?
A根據Graham's law推論 O₂分子量比 CO₂小,故其擴散速率較佳
B根據Henry's law推論 O₂在血漿中的溶解度比 CO₂差,故其擴散速率較佳
C根據Graham's law推論 O₂分子量比 CO₂大,故其擴散速率較差
D根據Fick's law推論 O₂在血漿中的溶解度比 CO₂佳,故其擴散速率較差
詳細解析
本題觀念
氣體擴散速率要先分清楚是氣相中的分子運動,還是氣體穿過液體或肺泡-毛細血管膜的轉移。Graham's law 描述氣相分子擴散速率與分子量的關係:在其他條件相同時,速率與分子量平方根成反比。因此分子量越小,分子平均移動速度越快。O₂ 的分子量為 32,CO₂ 為 44;只就 Graham's law 的分子量因素推論,O₂ 的擴散速率較快,故 A 正確。
肺內氣體轉移還會受到氣體在液體中的溶解度、膜厚度、交換面積及分壓梯度影響,不能把單一氣體定律當成所有肺部現象的完整答案。CO₂ 雖然分子量較大,但在血漿及肺泡液中的溶解度遠高於 O₂,所以在液相與肺泡-毛細血管膜的有效擴散能力反而很高。這也是為何選項必須同時核對「引用哪一個定律」和「氣體性質方向是否正確」。
選項分析
- A 正確。 Graham's law 可寫成擴散速率與 成正比。O₂(M = 32)比 CO₂(M = 44)輕,所以在只比較分子量的條件下,O₂ 的氣相分子擴散速率較佳。
- B 不正確。 Henry's law 涉及氣體溶解於液體時的濃度與分壓及溶解度係數;CO₂ 在血漿中的溶解度高於 O₂,並非 O₂ 比 CO₂ 差而因此得到題述結論。選項把溶解度方向寫反。
- C 不正確。 O₂ 的分子量是 32,CO₂ 是 44,O₂ 不是較大分子
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