二、气体的特性
1.气体分子的运动 气体分子总是不停地进行着无定向的直线运动，气体分子有质量（m）和运动速度（v），因此具有动能（1／2mv 2）。因为动能与速度的平方成正比，故加快分子的运动速度能增加动能。气体分子运动时碰撞容器壁（如气管-支气管壁和肺泡壁）形成了压力。压力的大小取决于所有气体分子的平均动能，动能越大碰撞时产生的压力越大。压力还取决于分子的碰撞次数，碰撞次数越多压力亦越大。在容积和温度相同时，分子浓度相同的气体压力相等。减小容积、增加浓度可以增加碰撞次数，从而使压力增加；另一方面，增加温度也增加了分子的动能，压力也相应增加，因此容积与温度直接影响压力。
2.水蒸气压 水蒸发产生水蒸气，水蒸气压仅与温度有关。只要不超过大气压，水蒸气压就不受大气压的影响。温度越高水蒸气压越大，两者呈指数关系。在0℃时仍有少量的水蒸气压，当温度达到水的沸点时水蒸气压与大气压相等。故在海平面时，水的沸点为100℃，水汽蒸气压为760 mm Hg。正常体温下，肺内饱和水蒸气压约为47 mm Hg。
3. 呼吸商与呼吸气体交换率 呼吸商
（respiratory quotient，RQ）为体内产生的CO2摩尔数与所消耗O2摩尔数的比值。各种营养物质在细胞内氧化供能属于内呼吸过程，其氧化时CO2产生量与耗氧量的比值称为该物质的呼吸商。严格以CO2和O2的物质的量（mmol）的比值表示RQ 最合适。由于在同一温度和气压条件下容积相等的不同气体，其分子数是相等的，所以通常用容积（mL或L）表示CO2和O2的比值。即：
相同耗氧量的情况下，糖、脂肪和蛋白质氧化所产生的CO2量并不相同，三者的RQ 也不同。糖的基本分子式含CH2O，其呼吸商应该等于1，如葡萄糖（C6H12O6）的反应式为：
CO2产生量与耗氧量的摩尔数相同，故RQ=1。(https://www.daowen.com)
脂肪氧化需要消耗更多的氧。在脂肪的分子结构中，氧的含量远较碳和氢少，因此，另外提供的氧不仅用来氧化脂肪分子中的碳，还氧化其中的氢，所以脂肪RQ＜1。如甘油三油酸酯（triolein）的反应式为：
故RQ=57 mol CO2／80 mol O2=0.71。
蛋白质的RQ 较难计算，因为蛋白质在体内不能被完全氧化，且其氧化分解途径的细节还未完全清楚，所以只能通过蛋白质分子中的碳和氢被氧化时的需氧量和CO2产生量间接估算，其RQ 估算值为0.80。
根据上述测算结果，可认为RQ 能比较精确地反映机体中三种营养物质氧化分解的比例。但是，大量以完整机体为对象的实验研究表明，这种看法与实际情况有较大差异。例如，让实验对象在一定时间内只摄取单一营养物质，所测量的RQ 也未达到理论计算值。这是因为机体细胞不仅能氧化分解各种营养物质，也可使一种营养物质转变成另一种营养物质。糖在体内转化为脂肪时，呼吸商变大，甚至超过1，这是由于当一部分糖转化为脂肪时，原来糖分子中的氧即有剩余，这些氧可以参与氧化反应，相应地减少了从外界摄取氧的数量，因而RQ 变大。反之，如果脂肪转化为糖，RQ 也可能低于0.71，这是由于脂肪分子中含氧比例小，当它们转化为糖时需要更多的氧进入分子结构。另外，还有一些其他代谢反应也能影响RQ。
事实上，在日常生活中，营养物质的性质都不是单一的，而是由糖、脂肪和蛋白质混合而成。所以，RQ常变动于0.71～1。人体在特定时间内RQ 要看哪一种营养物质是当时的主要能量来源。若主要能源是糖类，则RQ 接近1；若主要能源是脂肪，则RQ接近于0.71。若患者长期处于病理性饥饿状态，则能源主要来自机体本身的蛋白质和脂肪，RQ接近于0.8。在正常情况下，摄取混合食物时，RQ约为0.85。
在实践中，人们常将单位时间内机体呼出的CO2量与摄氧量的比值称为呼吸气体交换率（R）。在稳定情况下，R与RQ 相等。由于R受通气量的影响，过度通气可使R与RQ 比值增大（＞1），因为过度通气可以过多地排出CO2，但并不能相应地摄取更多的氧（与氧离曲线的特点有关），故比值增大。剧烈活动时，由于氧供不应求，糖酵解增多，将有大量乳酸进入血液，与碳酸氢盐缓冲系统作用产生大量CO2并排出，R也将变大；酸中毒也有类似效应，机体中与生物氧化无关的CO2大量排出，R增大。
（朱 蕾）