107年:呼治儀器(1)
氧氣與二氧化碳在1大氣壓 37℃ 的情況下,在每毫升血漿中的溶解係數(solubility coefficient)分別為0.023 與 0.510 毫升,請問其擴散(diffusion)通過肺微血管膜(alveolar-capillary membrane)的能力比為何?
A1:16
B1:19
C1:22
D1:30
詳細解析
本題觀念
本題比較氧氣與二氧化碳穿過肺泡—微血管膜的相對擴散能力,核心不是只比較兩個溶解係數,而是把氣體在液體中的溶解性與氣相擴散特性一起納入。依 Krogh 擴散係數的概念,液相中的氣體擴散能力可看成溶解度乘上氣相擴散係數;同一片肺泡膜的面積、厚度與分壓梯度在比較時可視為共同條件。二氧化碳的溶解係數較高,但分子量也較大,必須再用 Graham 關係修正,才能得到接近題目答案的比例。
選項分析
A.不正確。 1:16 低估了二氧化碳相對於氧氣的溶解與擴散優勢。題目提供的溶解係數本身已顯示二氧化碳較容易溶於血漿;再把分子量因素納入後,結果不會降到 16 倍。
B.正確。 先比較溶解係數:0.510 ÷ 0.023 約為 22.2。氣相擴散係數依 Graham 關係與分子量平方根的倒數相關,因此二氧化碳相對氧氣還要乘上 √(32 ÷ 44),約為 0.85。兩者相乘得到約 18.9,四捨五入後是二氧化碳相對氧氣約 19 倍,所以氧氣:二氧化碳為 1:19。
C.不正確。 1:22 只把 0.510 ÷ 0.023 的溶解係數比直接當成擴散能力比,忽略二氧化碳與氧氣分子量不同所造成的氣相擴散修正。它是中間計算值,不是完整答案。
D.不正確。 1:30 與題目數值不符。肺泡膜的面積、厚度和分壓差會影響兩種氣體的絕對通量,但
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