
【醫】 ebullism
body fluid; humour; juice; sap
【醫】 body Fluid; humor
boil; bubble; seethe
【化】 boiling; bubbling
【醫】 boiling; ebullience; ebullition
體液沸騰(英文:Ebullism)是航空航天醫學中的特殊生理現象,指人體暴露于極低氣壓環境時,體内液體因壓力驟降達到沸點而汽化的過程。當外界壓力低于6.3 kPa(相當于海拔19,200米以上的大氣壓)時,水的沸點将降至37°C以下,導緻唾液、血液、細胞液等體液在體内形成氣态泡沫,造成組織膨脹和循環系統崩潰。
該現象被記錄于NASA航天員訓練手冊,最早在1960年代高空實驗中由生物艙測試數據證實。根據《航空航天醫學基礎》(第三版)的力學公式推導,體液汽化體積膨脹率可表示為: $$ V_t = V_0 times left( frac{P_0}{P_t} right)^{1/gamma} $$ 其中$V_0$為初始體積,$P_0$為标準大氣壓,$P_t$為實際環境壓力,$gamma$為氣體比熱容比。現代航天服通過維持1個标準大氣壓的充氣結構,已能有效預防此類生理危機。
體液沸騰是指人體内的液态水在極低氣壓環境下發生劇烈汽化的現象,其原理和具體條件如下:
體液沸騰的核心原因是氣壓降低導緻液體沸點下降。在标準大氣壓(101.325千帕)下,水的沸點為100℃,但氣壓越低,沸點越低。例如:
體液沸騰會從體表疏松組織開始,如眼球結膜、口腔黏膜等,隨後波及全身皮下組織,導緻組織腫脹、血管破裂,形成“氣鼓人”狀态。這種現象常見于高空或太空失壓事故中。
航天服通過維持内部氣壓(通常為約0.3個标準大氣壓)來避免體液沸騰。若航天服破損或艙内失壓,宇航員可能面臨此風險。
沸點與氣壓的關系可通過安托萬方程近似表達: $$ T_b = frac{B}{A - ln P} - C $$ 其中,$T_b$為沸點,$P$為氣壓,$A$、$B$、$C$為物質常數。
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