내쉬는 숨에서 CO2의 농도는 최고 4.6%(부피비)

내쉬는 숨에서 CO2의 농도는 최고 4.6%(부피비)

 

 

일반적인 호흡 중 내쉬는 숨에서 CO2의 농도는 최고 4.6%(부피비)에 달한다. (a) 압력을 1 atm이라고 가정하고, 이 시점에서 CO2의 부분 압력을 계산하시오. (b) 체온을 37℃라 가정하고, 이 시점에서 CO2의 몰농도는 얼마인가?

 

 

During a typical breathing cycle the CO2 concentration in the expired air rises to peak of 4.6% by volume. Calculate the partial pressure of the CO2 at this point, assuming 1 atm pressure. What is the molarity of the CO2 in air at this point, assuming a body temperature of 37℃?

 

---------------------------------------------------

 

내쉬는 숨의 부피를 100 L라 가정하면,

CO2의 부피 = 100 L * (4.6/100) = 4.6 L

나머지 공기의 부피 = 100 – 4.6 = 95.4 L

 

 

이상기체방정식, PV = nRT 로부터,

( 식 설명 http://ywpop.tistory.com/3097 )

 

CO2의 몰수, n = PV / RT

= [(1) (4.6)] / [(0.08206) (273.15+37)] = 0.1807 mol

 

나머지 공기의 몰수, n = PV / RT

= [(1) (95.4)] / [(0.08206) (273.15+37)] = 3.7484 mol

 

 

CO2의 몰분율 = 0.1807 / (0.1807 + 3.7484) = 0.046

( 몰분율 설명 http://ywpop.tistory.com/2659 )

 

 

P_CO2 = X_CO2 * P_tot

= 0.04599 * 1 atm = 0.046 atm

( 식 설명 http://ywpop.tistory.com/3435 )

 

 

용액의 몰농도(M) = 용질의 mol수 / 용액의 L수

와 유사하게, 혼합 기체에서, 기체 A의 몰농도는

기체의 몰농도(C) = A 기체의 mol수(n) / 전체 기체의 부피(V)

= 0.1807 mol / 100 L

= 0.001807 mol/L

= 0.0018 M

 

 

답: (a) 0.046 atm, (b) 0.0018 M