
【医】 ebullism
body fluid; humour; juice; sap
【医】 body Fluid; humor
boil; bubble; seethe
【化】 boiling; bubbling
【医】 boiling; ebullience; ebullition
体液沸腾(英文:Ebullism)是航空航天医学中的特殊生理现象,指人体暴露于极低气压环境时,体内液体因压力骤降达到沸点而汽化的过程。当外界压力低于6.3 kPa(相当于海拔19,200米以上的大气压)时,水的沸点将降至37°C以下,导致唾液、血液、细胞液等体液在体内形成气态泡沫,造成组织膨胀和循环系统崩溃。
该现象被记录于NASA航天员训练手册,最早在1960年代高空实验中由生物舱测试数据证实。根据《航空航天医学基础》(第三版)的力学公式推导,体液汽化体积膨胀率可表示为: $$ V_t = V_0 times left( frac{P_0}{P_t} right)^{1/gamma} $$ 其中$V_0$为初始体积,$P_0$为标准大气压,$P_t$为实际环境压力,$gamma$为气体比热容比。现代航天服通过维持1个标准大气压的充气结构,已能有效预防此类生理危机。
体液沸腾是指人体内的液态水在极低气压环境下发生剧烈汽化的现象,其原理和具体条件如下:
体液沸腾的核心原因是气压降低导致液体沸点下降。在标准大气压(101.325千帕)下,水的沸点为100℃,但气压越低,沸点越低。例如:
体液沸腾会从体表疏松组织开始,如眼球结膜、口腔黏膜等,随后波及全身皮下组织,导致组织肿胀、血管破裂,形成“气鼓人”状态。这种现象常见于高空或太空失压事故中。
航天服通过维持内部气压(通常为约0.3个标准大气压)来避免体液沸腾。若航天服破损或舱内失压,宇航员可能面临此风险。
沸点与气压的关系可通过安托万方程近似表达: $$ T_b = frac{B}{A - ln P} - C $$ 其中,$T_b$为沸点,$P$为气压,$A$、$B$、$C$为物质常数。
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