Большая Советская Энциклопедия (ГА)

П. М. Соловьев.

Газообмен

Газообме'н (биологическое), обмен газов между организмом и внешней средой. Из окружающей среды в организм непрерывно поступает кислород, который потребляется всеми клетками, органами и тканями; из организма выделяются образующийся в нём углекислый газ и незначительное количество др. газообразных продуктов обмена веществ . Г. необходим почти для всех организмов, без него невозможен нормальный обмен веществ и энергии, а следовательно и сама жизнь.

Кислород, поступающий в ткани, используется для окисления продуктов, образующихся в итоге длинной цепи химических превращений углеводов, жиров и белков. При этом образуются СО₂ , вода, азотистые соединения и освобождается энергия, используемая для поддержания температуры тела и выполнения работы. Количество образующегося в организме и в конечном итоге выделяющегося из него СО₂ зависит не только от количества потребляемого О₂ , но и от того, что преимущественно окисляется: углеводы, жиры или белки. Отношение удаляемого из организма СО₂ к поглощённому за то же время О₂ называется дыхательным коэффициентом, который равен примерно 0,7 при окислении жиров, 0,8 при окислении белков и 1,0 при окислении углеводов. Количество энергии, освобождающееся на 1 л потребленного О₂ (калорический эквивалент кислорода), равно 20,9 кдж (5 ккал ) при окислении углеводов и 19,7 кдж (4,7 ккал ) при окислении жиров. Т. о., по потреблению О₂ в единицу времени и по дыхательному коэффициенту можно рассчитать количество освободившейся в организме энергии.

Г. (соответственно и расход энергии) у пойкилотермных животных (холоднокровных) понижается с понижением температуры тела. Такая же зависимость обнаружена и у гомойотермных животных (теплокровных) при выключении терморегуляции (в условиях естественной или искусственной гипотермии ); при повышении температуры тела (при перегреве, различных заболеваниях) Г. увеличивается.

При понижении температуры окружающей среды Г. у теплокровных животных (особенно у мелких) увеличивается в результате увеличения теплопродукции . Г. увеличивается также после приёма пищи, особенно богатой белками (т. н. специфически-динамическое действие пищи). Наибольших величин Г. достигает при мышечной деятельности. У человека при работе умеренной мощности Г. увеличивается, через 3—6 мин после её начала достигает определённого уровня и затем удерживается в течение всего времени работы на этом уровне. При работе большой мощности Г. непрерывно возрастает; вскоре после достижения максимального для данного человека уровня (максимальная аэробная работа) работу приходится прекращать, т. к. потребность организма в О₂ превышает этот уровень. В первое время после окончания работы сохраняется повышенное потребление О₂ , используемого для покрытия кислородного долга, т. е. для окисления продуктов обмена веществ, образовавшихся во время работы. Потребление О₂ может увеличиваться с 200—300 мл/мин в состоянии покоя до 2000—3000 при работе, а у хорошо тренированных спортсменов — до 5000 мл/мин. Соответственно увеличиваются выделение СО₂ и расход энергии; одновременно происходят сдвиги дыхательного коэффициента, связанные с изменениями обмена веществ, кислотно-щелочного равновесия и лёгочной вентиляции.

Расчёт общего суточного расхода энергии у людей разных профессий и образа жизни, основанный на определениях Г., важен для нормирования питания. Исследования изменений Г. при стандартной физической работе применяются в физиологии труда и спорта, в клинике для оценки функционального состояния систем, участвующих в Г.

Сравнительное постоянство Г. при значительных изменениях парциального давления О₂ в окружающей среде, нарушениях работы органов дыхания и т. п. обеспечивается приспособительными (компенсаторными) реакциями систем, участвующих в Г. и регулируемых нервной системой.

Г. у человека и животных принято исследовать в условиях полного покоя, натощак, при комфортной температуре среды (18—22 °С). Количества потребляемого при этом О₂ и освобождающейся энергии характеризуют основной обмен . Для исследования Г. применяются методы, основанные на принципе открытой либо закрытой системы. В первом случае определяют количество выдыхаемого воздуха и его состав (при помощи химических или физических газоанализаторов), что позволяет вычислять количества потребляемого О₂ и выделяемого СО₂ . Во втором случае дыхание происходит в закрытой системе (герметичной камере либо из спирографа, соединённого с дыхательными путями), в которой поглощается выделяемый СО₂ , а количество потребленного из системы О₂ определяют либо измерением равного ему количества автоматически поступающего в систему О₂ , либо по уменьшению объёма системы (рис. ).

Лит.: Гинецинский А. Г., Лебединский А. В., Курс нормальной физиологии, М., 1956; Физиология человека, М., 1966, с. 134—56; Беркович Е. М., Энергетический обмен в норме и патологии, М., 1964 (имеется библ.); Проссер Л., Браун Ф., Сравнительная физиология животных, пер. с англ., М., 1967, с. 186—237.

Л. Л. Шик.

Схема аппарата для исследования газообмена: У — устройство для автоматической подачи кислорода; Б — сосуд с кислородом; К — камера; Х — холодильник; Щ — сосуд со щёлочью для улавливания углекислого газа; Н — насос; CaCl₂ — сосуд с хлористым кальцием для поглощения водяных паров; Т — термометр; М — манометр.

Газоочистка

Газоочи'стка, см. Газов очистка .

Газопламенная обработка

Газопла'менная обрабо'тка, совокупность технологических процессов тепловой обработки металлов пламенем горючих газов сварочных горелок : газовая сварка , газопрессовая сварка , наплавка стали, твёрдых сплавов и различных цветных металлов; пайка (особенно медными и серебряными припоями); кислородная резка стали, флюсокислородная резка; кислородная строжка (снятие поверхностного слоя стали); кислородная вырубка дефектов стальных слитков; обдирка слитков по всей боковой поверхности с удалением дефектов наружного слоя металла (окалины, ржавчины, старой краски и др. загрязнений); термообработка металла (закалка, отжиг и др.); напыление порошкообразных материалов на поверхность металла с получением покрытий из металлических и неметаллических материалов — керамики и пластмасс; металлизация, т. е. напыление быстродвижущейся газовой струей капель жидкого расплавленного металла. Многие процессы Г. о. автоматизированы

К. К. Хренов.

Газопрессовая сварка

Газопре'ссовая сва'рка, процесс сварки с нагревом металла газовым пламенем и осадкой (сдавливанием) нагретых деталей. Нагрев производится многопламенными сварочными горелками с большим количеством (до ста и более) небольших огней, равномерно распределённых по нагреваемой поверхности, которая за 1—2 мин частично оплавляется, после чего детали сдавливаются и соединяются. Нагрев ведётся обычно ацетилено-кислородным пламенем, осадка производится гидравлическим устройством с зажимами для прочного захвата соединяемых деталей. Г. с. производят, например, стыковку трубопроводов (рис. ), железнодоро-

жных рельсов и т. п. Г. с. часто заменяется контактной электросваркой .

К. К. Хренов.

Газопрессовая сварка стыков труб: 1 — горелка; 2 — труба; 3 — огни горелки; 4 — каналы для газа; 5 — каналы для охлаждающей воды; 6 — стык труб.

Газопровод

Газопрово'д магистральный, сооружение для транспортировки на большие расстояния (сотни и тысячи км ) горючих газов от места их добычи или производства к пунктам потребления.

По способу прокладки различают Г. подземные, наземные и в насыпи. Подземным способом магистральные Г. обычно укладывают в Европейской части СССР (в зоне сезонного промерзания грунта). В северных районах получила распространение надземная прокладка Г. на опорах, т. н. «змейкой». В зоне распространения многолетнемёрзлых грунтов Г. укладывают в насыпь или надземным и подземным способами. В отдельных случаях Г. располагают на опорах или подвешивают к тросам (большие овраги, реки), а также прокладывают по дну водоёмов (т. н. дюкеры).

Для предохранения труб от коррозии (внутренней или внешней) применяют антикоррозийную изоляцию, а также катодную и протекторную защиту.

Давление газа в магистральных Г. большой протяжённости поддерживается газокомпрессорными станциями .

В СССР оптимальные параметры Г.: рабочее давление 5,5 Мн/м² (ведётся строительство Г. на рабочее давление до 7,5 Мн/м² ), степень сжатия, обеспечиваемая компрессорной станцией, 1,4—1,5; расстояние между соседними компрессорными станциями около 100—120 км, компрессорные агрегаты обладают большой единичной мощностью — от 5000 до 10 000 квт и более. Выделившаяся в Г. при транспортировке жидкость (вода, конденсат, масло и др.) улавливается в конденсатосборниках.