Русскоязычный медицинский портал

 

ГАЗЫ


122   -

ГАЗЫ, вещества, находящиеся в состоянии, характеризующемся тем, что молекулы вещества удалены на большие расстояния друг от друга и силы взаимодействия между молекулами очень невелики. Экспериментальные исследования вещества в газовом состоянии приводят к след, законам: газы под влиянием давления при постоянной температуре испытывают сжатие, и произведение объема газа и давления, отнесенного к единице поверхности, равно постоянной величине. Можно математически выразить этот закон Бойля-Мариотта след, образом;

Здесь t и 1>, представляют начальный и конечный объемы Г., полученные при давлениях р и ри.—Если заключить Г. в определенную оболочку, объем к-рой изменять, то при нагревании получится большее давление со стороны Г. на стенку, и, следовательно, если хотят удержать Г. в пространстве постоянного объема, должно приложить тем большее давление, чем выше будет t°. Связь между давлением р и температурой ( выражается след, математической формулой:

U Uvlb UU v 1 v Л Jrlncl л j И /-'О ДаРЛопНи HJLrJtl U •

Расширение Г. было впервые изучено Ломоносовым, и потом более точные исследования были произведены Гей-Люссаком. Коефициент а называется коефициентом расширения Г.; оказалось,что коеф. всех газов, является одинаковым по величине и равен 17з- Уравнение (2) можно представить в. несколько ином виде:

Здесь 273 + 1 представляет собой ту температуру, к-рая отсчитывается от точки, лежащей на 273° ниже точки нуля. Такая t° называется абсолютной t° и обыкновенно обозначается прописной буквой Т. Таким образом, мы можем написать, что давление* оказываемое Г. на стенку:

Пользуясь указанными двумя законами Бойля - Мариотта и Ломоносова - Гей - Люссака, можно получить общий закон, к-рый выражает связь давления, объема и температуры Г. Для того, чтобы получить общую формулу > связывающую два закона, можно поступить

U есть постоянная. Закон Бойля-Мариотта и Ломоносова-Гей-Люссака, выраженный в общей форме (5), в к-рую входят давление, объем и абсолютная темп, газов, является в высшей степени важным для мед. приложений. Изучение процесса обмена веществ, при к-ром приходится применять газовый анализ, основано в значительной мере на указанной выше формуле. Целый ряд количественных определений веществ при физиол. аиализе сводится к определению объема Г., при чем употребляется указанная выше формула. Гиг. исследования, имеющие задачей определение углекислоты в воздухе, связаны с той же самой формулой. В учении о дыхании приходится применять выведенную выше формулу в тех случаях, где приходится рассчитывать объемы и давления, которые оказывают газы, могущие оказаться в легких. Наконец, при исследовании тагов крови то же самое соотношение играет огромную роль..

Газы растворяются при соприкосновении с жидкостями в тем большем количестве, чем давление Г. больше (закон Генри-Даль-то на). Если ик*/б. см воды поглотило, напр., т грамм Г. при давлении h см, то, при да-^    1    *    mi

след, образом. Пусть Г. при температуре Т будет сжат до объема v0, когда он будет иметь давление р{\ тогда

вдении 1 см, 1 куб. см воды поглотит — • -д-

и при давлении 760 мм поглоТит,

Величина К показывает количество (в граммах) газа, поглощенного 1 куб. см воды при давлении 760 мм. Это количество Г. должно быть отнесено к 0°. При растворении Г. в индиферентных жидкостях, как показали исследования Сеченова, играет огромную роль поверхностное натяжение жидкости, в к-рой растворяется Г. Поверхностное натяжение зависит от притяжения молекул друг к другу. Чтобы молекулы Г. перешли в раствор, нужно, чтобы они прошли сквозь капиляр-ный слой. Чем сильнее будет связь между молекулами жидкости и, следовательно, чем ■больше будет ее капилярная постоянная и поверхностное натяжение, тем труднее будут проникать молекулы Г. внутрь жидкости, и, таким образом, можно объяснить явления, найденные Сеченовым. Помимо обычного растворения, при к-ром молекулы Г. механически распределяются среди молекул жидкости и не наблюдается хим. взаимодействия, можно представить себе случаи, когда Г. связываются рядом солей, находящихся в растворяющей жидкости,

и в этом случае закон растворения является более сложным. Наконец, Г. может приходить в соприкосновение с такими веществами, с к-рыми он образует нестойкие хим. соединения. В этом случае законы рас творения Г. являются совершенно иными, чем это имеет место при простом растворении индиферентных Г. в жидкостях, в к-рых нет веществ, реагирующих с этими Г. Случай об^ разования соединений Г. с жидкостями имеет* огромное значение при поглощении углекислоты плазмой крови.

С точки зрения кинетической теории газов, развитой впервые Ломоносовым в виде общих представлений, газообразное вещество рассматривается как состояние, при котором молекулы вещества не связаны между собой; эти молекулы летят в разные стороны и своими ударами оказывают давление на стенки сосудов. Можно вывести теоретическую формулу, связывающую давление р, объем v и среднюю живую силу

Пусть, далее, Г. от температуры Т переходит к температуре 0 и его давление от рх переходит к р0, тогда

Подставляя это значение р2 в выражение (5), имеем

mV*

движения газовых молекул — . Формула

имеет следующий вид:

V — ско

рость частиц и N — число частиц в изучаемом объеме. Из этой простой формулы ясно, что абсолютная температура Т должна быть признана пропорциональной средней живой силе газовых молекул и что, зная объем, давление и массу изучаемого Г., можно найти среднюю скорость движения его молекул. Эта средняя скорость оказывается очень большой и достигает тысяч метров для водорода, около 340 м для молекул кислорода и азота. Проникание Г. через узкие отверстия при истечении в пустоту (Бунзен) зависит от поступательной скорости его частиц. Пользуясь предыдущей формулой, легко показать, что скорость истечения является обратно пропорциональной корню квадратному из плотности Г. Этим путем часто измеряют молекулярные веса Г. Наконец, если из сравнения закона Гей-Люссака и кинетической теории Г. принять абсолютную температуру пропорциональной средней живой силе Г., то приходят к заключению, что число газовых частиц в единице объема при том же самом давлении одинаково. Это обстоятельство было указано Авогадро еще до развития кинетической теории газов.

Большое значение имеет изучение смесей I’. При этом в смеси Г, каждый газ вносит свое особое парциальное давление, равное тому давлению, которое получилось бы, если бы Г. занял весь объем. Пусть мы смешаем ряд Г. при давлении р0 и пусть объемы Г., измеренные при р0, равны v1, г>2, V, ... г>„, и весь объем равен сумме объемов

тогда    можно

написать:

но р0 ~ равно давлению рх, к-рое получилось бы, если бы Г. занял весь объем F„, занимаемый смесью; рх есть, т. о., парциальное давление 1-го газа. Называя через р2, р3...рп парциальные значения остальных Г. и при-

нимая во внимание, что

имеем: рг + р2 + р3 -j- ... рп0. давление газовой смеси равно сумме парциальных давлений смешиваемых газов.

Лит.: Хвольсон О., Курс физики, т. I, Берлин, 1923; Б ир он В., Учение о газах и жидкостях, М.—П., 1923.    П.    Лазарев.

Газы сжатые и снсизкенлые. Сжижение и сгущение Г. имеет своей целью 1) дать возможность применять их в тех отраслях производства, где необходимы Г., находящиеся под большим давлением, и 2) упростить и удешевить их хранение и транспортирование. Газы сжиженные и сгущенные хранятся и перевозятся в стальных цилиндрах или баллонах (см.). Наиболее широкое применение имеют: О, Н и N, находящиеся в баллонах в сгущенном виде под давлением 150—200 атмосфер; С02, NH3,S02 и С1, сохраняющиеся в баллонах в жидком состоянии, и ацетилен.

Легче других Г. переходит в жидкое состояние сернистый Г.—S02. Он получается при сжигании S на воздухе и как побочный продукт при обжиге сернистых руд. При фабричном получении S02 в жидком состоянии, пользуются печными Г., содержащими S02. Применяется S02 для отбелки тканей, для получения H2S04 контактным способом и для приготовления солей гидросернистой к-ты.—Приготовление жидкого аммиака NH3 является важной отраслью промышленности, т. к. безводный NH3 служит рабочей жидкостью в холодильных машинах. В качестве исходного материала для получения жидкого NH3 пользуются водным раствором NH3—нашатырным спиртом, получающимся как побочный продукт при производстве светильного Г. При нагревании нашатырного спирта, NH3 улетучивается и собирается под колоколом газгольдера, откуда засасывается в двухстен-чатый компрессор, где в цилиндре низкого давления сжимается до 3 атмосфер, а затем в цилиндре высокого давления до 9,5 атмосфер. Сжатый до 9,5 атмосфер и нагревшийся при сжатии Г. поступает в змеевик, находящийся в резервуаре с холодной водой, где охлаждается и превращается в жидкость, к-рая непосредственно направляется в баллоны.—У глекислый Г.(С02) сжимается, примерно, так же, какиЯН9, с той только разницей, что при его сжижении пользуются тяжелыми компрессорами, т. к. для сжижения при комнатной t° необходимо довести давление до 50 атмосфер. Исходным материалом для приготовления жидкой С02 служит концентрированный Г., получающийся поглощением С02 из печных Г. раствором углекислого калия. Жидкая С02 применяется для газирования воды, напитков, для сдавливания металлических отливок при их остывании, а также для получения низких температур, так как жидкая С02, расширяясь, сильно охлаждается и превращается в твердое состояние.

Сжижение хлора (С1) представляет уже значительные трудности, т. к. С1 разрушает металлические части аппаратуры, особенно в тех местах, где необходима смазка: смазочные вещества под действием С1 образуют НС1, к-рая действует разрушительно на поршень, клапаны и другие части компрессора. Поэтому для сжижения С1 пользуются компрессором, не имеющим трущихся частей и, следовательно, не требующим смазки. Такой компрессор имеет жидкий поршень. В качестве поршневой жидкости применяется крепкая H2S04, не реагирующая с С1 и не растворяющая его. Хлор, сжатый между уровнем H2S04 и крышкой компрессора, поступает в холодильник, t° которого значительно ниже 0°. В холодильнике С1 превращается в жидкое состояние. Жидкий С1 применяется для отбелки тканей, для получения белильной извести, для хлорирования воды, для военных целей как удушающий Г. и как средство борьбы с с.-х. вредителями.—Газообразный ацетилен получается при действии воды на карбид кальция. Ацетилен легко поддается сжижению, но хранить его в жидком виде опасно, т. к. он легко разлагается с выделением громадного количества тепла. Поэтому пользуются его способностью растворяться в ацетоне. Растворимость ацетилена сильно возрастает с повышением давления; так, при 12 атмосферах в одном объеме ацетона растворяется до 300 объемов ацетилена. Баллон наполняется каким-нибудь пористым материалом, к-рый пропитывают ацетоном, и затем нагнетают в баллон ацетилен. При понижении давления ацетилен поступает из баллона непрерывным потоком и используется преимущественно для получения кислородно-ацетиленового пламени при сварке металлов.— Кислород получается при испарении жидкого воздуха. Сгущенный кислород применяют для разных мед. целей, для получения водородо-кислородного пламени и для нек-рых технических окислительных процессов.—Сгущенным азотом пользуются для фабрикации цианамида кальция и для получения синтетического NH3.—Водород в небольших количествах может быть получаем действием кислот на железо. Для технических целей его получают выделением из светильного водяного Г. путем постепенной конденсации СО и других примесей. Очищенный и сгущенный водород применяется для гидрогенизации жиров, для наполнения аэростатов и для получения во-дородо-кислородпого пламени.

Лит.: О'С onor Sloan Т., Liquid air a. liquefaction of gases, N. Y., 19 20.    П. Титов.

Газы горючие. Горючие газообразные вещества (светильный Г., рудничный Г. и пр.), жидкости, легко переходящие в паро-газо-образное состояние (бензин, эфир и т. д.) и твердые вещества, взвешенные в воздухе в виде мельчайших частиц (серная, угольная пыль и т. д.), могут при определенных условиях воспламеняться и, обладая взрывчатым действием, причинять человеку разнообразные повреждения (наравне с другими взрывчатыми веществами: порохом, динамитом и т. д.; см. Взрывы), в том числе и ожоги различной степени. Если на тело человека действуют горящие летучие вещества (эфир, алкоголь и пр.), ожоги являются поверхностными и кожа имеет вид как бы сморщенной (Игнатовский). Действие горящих Г. и раскаленных паров вообще, когда человек ими окружен, может распространяться и на дыхательные пути (ожоги гор-таии, голосовых связок, трахеи). При вскрытии отмечается сильное кровенаполнение легких и в некоторых случаях—наличие в легких мелкой кровянистой пены, появление к-рой Рейтер (Reuter) объясняет смешиванием слизи и воздуха с кровью, выступившей из разорвавшихся альвеол, в. смольянпнов.

Газы клоачные представляют продукт разложения фекальных и других нечистот под влиянием биол. процессов анаэробного и аэробного характера. Гнилостные анаэробные процессы сопровождаются выделением зловонных Г.: сероводорода, аммиака, меркаптана, летучих жирных кислот и пр.; при аэробных процессах, протекающих при наличии достаточного количества кислорода в сильно разбавленных нечистотах, сколько-нибудь значительного образования дурно пахнущих Г. не происходит, т. к. конечным газообразным продуктом окисления является углекислота. При выгребании и сливании нечистот выделяется, гл. обр., сероводород, ранее бывший растворенным, адсорбированным и химически связанным. Кроме того, появляется сернистый Г. от окисления коллоидальной серы (H2S-*-S->S02->-HsS0i) воздухом- и бактериями. Аммиак образуется преимущественно из мочи, будучи связываем в глубине ям химически и лишь частично уносим наверх другими Г. Старые фекалыше массы не пахнут аммиаком. Ф. Эрисман приводит в куб. м данные о количестве Г., выделяемых за сутки выгребной ямой—объем нечистот 18,0 куб. м; выделено Г.: СО,.—5,67 куб. м; NH3—2,67 куб.м; H2S—0,02 куб. ж; СН, и летучих жирных кислот—10,43 куб. м: поглощено 02—13,85 куб. ж (F. Erismann, Zeitschr. fur Biologie, i875, цитировано по Кенигу). Дезинфицирующие вещества прекращают выделение Г. и поглощение кислорода вследствие остановки биол. процессов. По Кенигу, сильнее всего действует сулема, затем серная к-та, железный купорос, карболовая к-та. Едкая известь, хотя и убивает бактерии, вначале усиливает зловоние, вызывая выделение почти всего аммиака. Наиболее дешевые дезодорирующие средства— садовая земля, уголь, торф (см. Дезодорация). Воздух сливных пунктов для нечистот в Москве был исследован в 1923 г. А. Хрустале-вым и в 1925/26 г.—Московским санитарным ин-том. Внутри сливных зданий у решеток было найдено сероводорода в 1 л воздуха от 0,148 до 0,64 мг (опасные дозы, по Леману). Сернистого Г. найдено от 0,011 до 0,079 мг в 1 л воздуха; аммиака—следы. В стоках разных заграничных городов найдено сероводорода от следов до 2,99%, кислорода— от 13,99 до 20,7%, аммиака—от следов до 0,168%. Хлопин в 1894 г. нашел в уличных стоках Москвы сероводорода от следов до 0,237 мг в 1 л воздуха. Острое отравление клоачными Г., гл. обр. вследствие вдыхания сероводорода и недостатка кислорода, выражается в головокружении, рвоте, тошноте, обмороке, может наступить даже смерть. Менее резкое влияние клоачных газов выражается в воспалении слизистой оболочки век (раздражение сероводородом, аммиаком). Действию клоачных Г. могут подвергаться рабочие при очистке выгребных ям.

канализац. колодцев и каналов, на сливных станциях, при чистке осадочных бассейнов, при рытье засыпанных выгребных и помойных ям. Клоачные Г. способны воспламеняться (метан), что также может вызывать несчастные случаи с рабочими. Хрон. отравление клоачными Г. нередко имеет место у тех же рабочих, а также у живущих в домах с дурно устроенными выгребными ямами, где не исключена возможность проникновения Г. из ямы в жилые помещения (подвалы), особенно в холодное время года, вследствие присасывания Г. из ямы восходящим током теплого воздуха жилого дома. Отравление выражается в потере аппетита, малокровии, головных болях. Во избежание несчастных случаев с рабочими при спуске в яму для ее очистки рабочие (т. н. «пешеходы») должны убедиться в отсутствии клоачных Г. опусканием в яму свечи, к-рая не должна тухнуть. В случае присутствия Г. яму освобождают от них сжиганием на дне ее соломы, бумаги (образование тяги), опусканием и подыманием простыни, раскрытого зонтика, накачиванием чистого воздуха насосом; иногда рабочие «вычерпывают» тяжелые Г. черпаками; те же меры применяются при спуске в канализационные колодцы и каналы. При спуске на веревке рабочие надевают пояса с колокольчиками, по прекращению звона к-рых стоящий наверху рабочий узнает о наступлении опасности', В особо опасных случаях необходимо применять противогазы и маски, с накачиванием свежего воздуха. Для защиты глаз рабочие должны носить особые очки. Против проникновения клоачных Г. из выгребных ям в помещения единственным средством является устройство непроницаемых стенок в выгребных ямах и расположение их вне фундамента зданий. Проникновение клоачных Г. из канализационных труб в жилые помещения предупреждается устройством водяных затворов (сифонов) у клозетных чаш, писсуаров, кухонных раковин и правильной вентиляции канализационной сети путем выведения фановой трубы выше крыши здания и обеспечением притока воздуха в каналы через уличные вентиляционные трубы.

Лит.: Корольков К., Распад осадка сточных жидкостей в анаэробных условиях, Московское коммунальное хозяйство («Труды совещания по очистке сточных вод», М., 1926); Леман К., Краткий учебник рабочей и профессиональной гигиены, М—П., 1923; Гродзовский М., Анализ воздуха в промышленных предприятиях, М., 1925; Хлопин Г., Основы гигиены, т. II, М.—П., 1923; Горбов В. иХрусталев А., Сливные пункты для жидких нечистот и их санитарное значение, «Гигиена и эпидемиология», 1924, № 2; Г о р С о в В., Санитарные требования к устройству и зксплоатации сливных станций («Труды XIV Водопроводного и санитарнотехнического съезда» — печатается); Kflnig J., Ciiemie d. Nahrungs-u. Genussmittel, В. II, p. 766, Berlin, 1904; Kruse W., Allgemeine Mikrobiologie, Leipzig, 1910.    В. Горбов, H. Бахман.

Газы пороховые. При сгорании (взрыве) обыкновенного, серо - угольно - селитряного пороха (черного, дымного) меньшая часть его превращается в Г. (около 40%), состоящие, главным образом,из углекислоты, азота и небольшого количества окиси углерода. Замена в обыкновенном порохе одних составных частей другими влечет за собой изменение объема Г. Продукты разложения бездымного (белого) пороха почти все газообразны, состоят из С02(меныпе, чем у обыкновенного), окиси углерода (больше, чем у обыкновенного), водорода, водяных паров и следов болотного Г. (СН4). При выстрелах обыкновенным порохом в упор или почти в упор динамическое действие пороховых Г. отражается на типе входного отверстия огнестрельной раны. Г., врываясь всей своей массой во входное отверстие, отрывают кожу от подлежащих частей, благодаря чему образуются карманообразные полости вокруг раны. Если давление Г. преодолевает предел растяжимости кожи, то она разрывается, и входное отверстие имеет вид рваной раны неправильной формы, с лучеобразно расходящимися от места вхождения пули щоле-видными разрывами кожи. Взрывчатое действие бездымного пороха сильнее, нежели у обыкновенного, поэтому разрывы кожи Г. бывают значительнее и наблюдаются при сравнительно большем удалении дула огнестрельного оружия от тела. На развитие вышеописанных явлений влияют: характер подлежащих частей—кости и толстые слои мускулатуры благоприятствуют образованию больших повреждений; размер и система оружия (при большем калибре его—больших размеров разрушения); количество и качество пороха; свойства пыжа и снаряда. Направление выстрела к поверхности тела (перпендикулярно или под углом) отражается на локализации разрушений у входного отверстия. По Пальтауфу (Paltauf), СО пороховых газов образует в кровоизлияниях на краях входного отверстия СО-Hb, обусловливая их яркую алую окраску.

Газы боевые, см. Боевые отравляющие вещестт.

Лит.: Чельцов И., Порох (Энциклопедический словарь ф. Брокгауза и И. Ефрона, т. XXIVa, СПБ, 1898); Игнаговский А., Учебник судебной медицины, Юрьев-, 1912; БокариуеН., Краткий курс судебной медицины, Харьков, 1911; Косо р о т о в Д., Учебник судебной медицины,М.—JI., 1928; у. Hofmann Е., Lebrbuch d. gerichtli-chen Medizin, umgearbeitet v. A. Haberda, Berlin— Wien, 1927 (рус. изд.— СПБ, 1912). В. Смольлнинов.

    name:
    send
ТАКЖЕ НА dao-med
f72e2aa373650d944c38b1c8ca875576 0467ccb0286829346e4d1560ef2b3c04 21de8b841f2edeacafb65f278dfd5f07