呼吸道和气体

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呼吸道和气体之间的区别

呼吸道 vs. 气体

呼吸道是指人体内呼吸过程中空气所要通过的所有器官的总称。呼吸道是呼吸系统的一部分，呼吸系统还包括空气不必通过的、单对呼吸过程依然非常重要的器官，比如橫膈膜。 呼吸道可以分三部分：. 气体是四种基本物质状态之一（其他三种分别为固体、液体、等离子体）。气体可以由单个原子（如稀有气体）、一种元素组成的单质分子（如氧气）、多种元素组成化合物分子（如二氧化碳）等组成。气体混合物可以包括多种气体物质，比如空气。气体与液体和固体的显著区别就是气体粒子之间间隔很大。这种间隔使得人眼很难察觉到无色气体。气体与液体一样是流体：它可以流动，可变形。与液体不同的是气体可以被压缩。假如没有限制（容器或力场）的话，气体可以扩散，其体积不受限制，沒有固定。气态物质的原子或分子相互之间可以自由运动。 氣體的特性介於液體和等离子体之間，氣體的溫度不會超過等离子体，氣體的溫度下限為簡併態夸克氣體，現在也越來越受到重視。高密度的原子氣體冷卻到非常低的低溫，可以依其統計特性分為玻色氣體和費米氣體，其他相態可以參照相態列表。.

二氧化碳

二氧化碳（IUPAC名：carbon dioxide，分子式：CO2）是空氣中常見的化合物，由两个氧原子与一个碳原子通过共价键连接而成。空氣中有微量的二氧化碳，約佔0.04％。二氧化碳略溶於水中，形成碳酸，碳酸是一種弱酸。 在二氧化碳分子中，碳原子的成键方式是sp杂化轨道与氧原子成键。碳原子的两个sp杂化轨道分别与两个氧原子生成两个σ键。碳原子上两个没有参加杂化（混成）的p轨道与成键的sp杂化轨道成90°的直角，并同氧原子的p轨道分别发生重叠，故缩短了碳氧键的间距。 二氧化碳平均约占大气体积的400ppm，不過每年因為人為的排放增加，比率還在逐步上升。2018年4月大氣二氧化碳月均濃度超過410ppm，為過去80萬年來最高。大气中的二氧化碳含量随季节变化，这主要是由于植物生长的季节性变化而导致的。当春夏季来临时，植物由于光合作用消耗二氧化碳，其含量随之减少；反之，当秋冬季来临时，植物不但不进行光合作用，反而制造二氧化碳，其含量随之上升。 二氧化碳常壓下為無色、無味、不助燃、不可燃的氣體。二氧化碳是一種溫室氣體。二氧化碳的濃度自1900年至2016年11月增長了約127ppm。.

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呼吸

呼吸（breathing），生物的一種生理現象，為一種生物細胞的生化作用（稱作「呼吸作用」）所呈現出來的外在生理現象，動物及植物皆有。一般人的認知，則是指高等生物，尤其是人類利用肺部吸入與呼出空氣的過程。不過也有一些動物用其他器官進行氣體交換，例如魚類的鳃以及节肢动物的氣門。 呼吸是維持生物體生存需要的生理學呼吸中的一部份。氧氣動物需要空氣供給細胞新陳代謝和製造能量的來源，能量通常是透過動物所攝取中的食物澱粉所製成的葡萄糖。而把葡萄糖轉化為能量的方法有兩種，一為有氧呼吸（大部分的動物、昆蟲、細菌）和無氧呼吸（少部分的細菌）。有氧呼吸是把氧氣分子轉化為二氧化碳，從中獲取所需的能量。 而呼吸的另一個重要的部份為循環系統把二氧化碳排放掉再把新的氧氣由血液送到需要的細胞。氣體交換是在肺的肺泡中由氣體粒子被動擴散所達成的，所以不需要使用能量。當氣體溶於血液中時，左心臟把血液打到全身體各個細胞。由於肺泡呼吸的表面需要易於空氣的穿越，所以表面並不是完全乾燥的，由所產生的液體，讓表面濕介而增加空氣的穿透力，所以呼吸會導致水分的流失，尤其是排放二氧化碳的時候。 人類的許多輔助功能也和呼吸有關，例如說話、表達情緒（笑、打哈欠）、自主 维护活动（咳嗽和打喷嚏等），而不能由皮膚排汗的動物也需要透過喘气進行體溫調節。.

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肺

肺是很多进行空气呼吸的动物的呼吸系统中重要的一个器官，大部分四足类动物、一些鱼类和蜗牛都有肺。哺乳动物和其他身体结构较为复杂的动物则拥有两个肺，其位于胸腔中靠近脊柱，并分别位于心脏的左右两侧。 肺的主要功能是将氧气从空氣运输到血液中，并将二氧化碳从血液中排出至大气中。气体交换过程是在一种特殊细胞中进行的，而这些细胞是由成千上万的微小薄壁泡囊组成的，这些微小泡囊被称作"肺泡"。 为了能够完整解释肺部的结构，需要首先对从口腔到肺泡的这一呼吸道进行讨论。当空气通过嘴或者鼻子被吸入后，会通过咽、喉头、气管和逐渐分化的支气管和小支气管，并最终到达肺泡，在那里将发生二氧化碳和氧气的气体交换过程。 空气的呼入与排出（也称换气）是由肌肉进行控制和驱动的。在早期的四足类动物中，空气是由咽部肌肉通过泵抽的形式被驱动的，而爬行动物、鸟类和哺乳动物则使用一个更为复杂的肌肉骨骼系统。 与肺相关的英语医学术语通常都以pulmo-作为词根，这个词根来自于拉丁语pulmonarius，意为“肺部的”；或者以pneumo-作为词根，这个词根来自于希腊语πνεύμων，意思为“肺”。.

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橫膈膜

在哺乳動物的解剖學中，橫膈膜（Thoracic diaphragm）是一層骨骼肌薄膜，延展及肋骨底部。橫膈膜將胸腔與腹腔相分隔，並對呼吸執行重要功能。解剖學中的膈膜（Diaphragm）也可以指其他平坦的結構，例如泌尿生殖膈與骨盆膈，但普遍指橫膈膜。其他脊椎動物，如兩棲類與爬蟲類，也有橫膈膜或類似橫膈膜的構造，但腹腔內肺臟的位置等重大細節與人類相異。.

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氧

氧（IUPAC名：Oxygen）是一種化學元素，符號為O，原子序為8，在元素週期表中屬於氧族。氧屬於非金屬，是具有高反應性的氧化劑，能夠與大部分元素以及其他化合物形成氧化物。氧在宇宙中的總質量在所有元素中位列第三，僅居氫和氦之下。Emsley 2001, p.297在標準溫度和壓力下，兩個氧原子会自然鍵合，形成無色無味的氧氣，即雙原子氧（）。氧氣是地球大氣層的主要成分之一，在體積上佔20.8%。地球地殼中近一半的質量都是由氧和氧化物所組成。 氧是細胞呼吸作用中重要的元素。在生物體中，主要有機分子，如蛋白質、核酸、碳水化合物和脂肪等，還有組成動物外殼、牙齒和骨骼的無機化合物，都含有氧原子。生物體絕大部分的質量都由含氧原子的水組成。光合作用利用陽光的能量把水和二氧化碳轉化為氧氣。氧氣的化學反應性強，容易與其他元素結合，所以大氣層中的氧氣成分只能通過生物的光合作用持續補充。臭氧（）是氧元素的另一種同素異構體，能夠較好地吸收中紫外線輻射。位於高海拔的臭氧層有助阻擋紫外線，從而保護生物圈。不過，在地表上的臭氧屬於污染物，為霧霾的副產品之一。在低地球軌道高度的單原子氧足以對航天器造成腐蝕。 卡爾·威廉·舍勒於1773年或之前在烏普薩拉最早發現氧元素。約瑟夫·普利斯特里亦於1774年在威爾特郡獨立發現氧，因為其成果的發表日期較舍勒早，所以一般被譽為氧的發現者。1777年，安東萬-羅倫·德·拉瓦節進行了一系列有關氧的實驗，推翻了當時用於解釋燃燒和腐蝕的燃素說。他也提出了氧的現用IUPAC名稱「oxygen」，源自希臘語中的「ὀξύς」（oxys，尖銳，指酸）和「-γενής」（-genes，產生者）。這是因為命名之時，人們曾以為所有酸都必須含有氧。許多化學詞彙都在清末傳入中國，其中原法文元素名「oxygène」被譯為「養」，後譯為「氱」，最終演變為今天的中文名「氧」。 氧的應用包括暖氣、內燃機、鋼鐵、塑料和布料的生產、金屬氣焊和氣割、火箭推進劑、及航空器、潛艇、載人航天器和潛水所用的生命保障系統。.

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