干燥的空气主要是由氧气、二氧化碳、氮气和极少量的 意图(马积藩)氦(He)、氖(Ne)、氩(Ar)等气体所组成。它们在大气中所占的比率:氧气为20.95%,二氧化碳为0.03%,氮气为78.09 6。大气的成分是非常恒定的,并保持着动态平衡。大气的成分虽然恒定,但是对于动物所栖息的小环境来说,如蛇栖息的洞穴的空气可能会发生很大变化,若氧气的含量低到15%以下,二氧化碳大于5%以上时,这种情况足以引起不良的生理反应。因此,在蛇类饲养过程中,创造良好的生存环境,注意通风换气是非常有必要的。
空气中还有一定量的水蒸气,它占空气容积的6.2%。其含量随温度的变化而变化。
由于大气是混合气体,它的绝大部分由氮气和氧气组成,还含有少量的二氧化碳和水蒸气。因此,每种气体在空气总压力中所占的分压是不同的。所谓分压是指各种组成气体在大气中所占的分压力。而总压力的数值应是各分压之和。根据道尔顿分压定律,每一种气体的分压在总压力中所占的百分比,相当于该气体在全部气体中所占的容积百分比。因此,我们根据空气和肺泡气中各种气体分子的容积百分比,又知道当时的大气压力,就能计算出各种气体的分压数值(表14—3)。但是,气体的分压随着海拔的改变会发生相应的变化。
表14-3大气各气体的容积百分比及其分压(在海平面)
如在海平面,气压为760 mmHg(1 mmHg=133.322Pa),空气中的含氧量为20.95%,氧分压为159.2 mmHg(760 mmHg×20.95%=159.2 mmH曲。在海拔6 000 m时,气压只等于海平面的一半,约为380 mmHg,此时的氧分压也只等于海平面的一半左右,大约为’79.5 mmHg(380 mmHg×20.95%=79.5 mmH曲,在此情况下可产生严重的缺氧反应。另外,气体能溶于水。假如使纯水与空气接触,就会发现有一些气体分子进入水内,形成溶液,直到平衡(即在单位时间内进出水的气体分子数相等)。由于溶解度决定于温度和该气体的压力,故必须注意这两个变数。所谓溶解度是指当气体的分压一定时,其在液体中溶解的量,决定于不同气体和液体的理化性质。液体一定时,某气体在单位分压下能溶解于液体的量,叫该气体在此液体中的溶解度。不同的气体在水中的溶解度是不同的。如在1个大气压的条件下,0℃时,氧气、氮气和二氧化碳在蒸馏水中的溶解量分别是49mt/I。、24mlh.、l 713.O:ml/I.;而温度为15℃时,分别下降为34.1 ml/I。、16.9.ml/I。、1019.0ml/I。。表明当温度升高时,它们的溶解量减少。此外,不同的溶质及溶质的存在与否,对气体的溶解量也有影响。如在相同温度(15℃)条件下,氧在淡水和海水中的实际溶解量分别为7.22ml/I。和5.79ml/I。,氧在海水中的溶解度较在淡水中少20%左右,这是由于海水中含盐类较多的缘故。二氧化碳在水中的溶解度约为氧气溶解度的30倍,这与气体的扩散速率有关。
在动物呼吸器官(如肺)内,气体在机体与环境之间扩散,氧气进入动物体,二氧化碳从动物体排出,故了解气体的扩散速率是非常有意义的。气体的扩散速率与溶解度成正比,与其分子量的平方根成反比。二氧化碳的分子量比氧气大,所以其扩散速度比氧气慢。其中二氧化碳的分子量为44,氧气为32,它们的平方根分别为6.6和5.7。二氧化碳的扩散速度只等于氧气的扩散速率的0.86倍(5.7÷6.6)。但由于溶解在水表面的二氧化碳的量比氧气的量大,故虽然二氧化碳的扩散率只是氧气的0.86倍,而扩散量却是氧气的25.8倍(30×0.86)。二氧化碳扩散比氧气快是由于其在水中的溶解度比氧气高。