4.12
التنفس عملية دورية، حيث تستمر كل دورة تنفسية كاملة حوالي 5 ثوان.
الهدف هو تحديد حجم الهواء المستنشق في الرئتين في أي وقت خلال هذه الدورة.
يتغير معدل تدفق الهواء مع مرور الوقت ويمكن نمذجته باستخدام دالة جيبية. يظهر أن تدفق الهواء يبلغ ذروته أثناء منتصف الشهيق وينعكس أثناء الزفير، بمعدل أقصى يبلغ حوالي 0.5 لتر/ثانية.
يتراكم الحجم اللانهائي الصغير dV خلال وقت قصير dt إلى الحجم الإجمالي المستنشق عن طريق تكامل معدل تدفق الهواء من 0 إلى t.
طريقة الاستبدال تبسط التكامل عن طريق تعيين المتغير u على 2πx على 5. يعبر عن التفاضل dx بحسب du ليطابق المتغير الجديد. تتغير حدود التكامل أيضا لتتوافق مع المتغير الجديد، حيث تتراوح من 0 إلى 2πt فوق 5.
يصبح التكامل صيغة جيبية قياسية، تكاملها جيب تمام سالب، ويقيم باستخدام حدود التكامل.
هذا يعطي حجم الهواء المستنشق باللترات كدالة للوقت خلال دورة التنفس، ويصل إلى أقصى حد أثناء الاستنشاق.
يشمل هذا النموذج كلا من اتجاه ومعدل تدفق الهواء، مما يعطي رؤية واضحة لحجم التنفس مع مرور الوقت.
تتضمن عملية التنفس إدخال الهواء وإخراجه على نحو دوري، وتعرف هذه العملية بدورة التنفس، التي تستغرق عادة نحو خمس ثوانٍ. وتتيح نمذجة حجم الهواء المستنشَق…
حقوق الطبع والنشر © 2026 MyJoVE Corporation. جميع الحقوق محفوظة.