XIII Муниципальная научно-практическая конференция

«В науку первые шаги»

Исследовательская работа

Распространение гриппа с точки зрения физики

Направление: физика

Секция: естественные науки


Выполнила: Шалимова Ирина Андреевна, 7 класс,

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение основная общеобразовательная школа с. Марьино-Николаевка Тербунского муниципального района Липецкой области

Руководитель: Волобуева Зоя Ивановна, учитель физики и математики

2022 год

Содержание

1. 
   Введение……………………………………………………..…3-4
   
2. 
   Грипп. Пути передачи ОРВИ и гриппа ………………………5
   
3. 
   Что такое объем лёгких…………………………………………
   
4. 
   Параметры объёма лёгких……………………………………..
   
5. 
   Исследования медиков.....................………………………7
   
6. 
   Практическая часть.
   6.1. Определение дыхательного объема легких при помощи спирографа... 7
   
   2. 
      Определение дыхательного объема легких при помощи воздушного шарика......................................……………8
      
   3. 
      Определение объёма воздуха в классе ….......................................9
      

Заключение и вывод…………………………………………… 10

Списки используемой литературы……………………….........12

Приложение……………………………………………………..13

Введение
Грипп – это острое инфекционное заболевание дыхательных путей. Входит в группу острых респираторных вирусных инфекций. Периодически заболевание распространяется в виде эпидемий. Грипп бывает разный, и его опасность тоже. Он может быть неосложненным, при котором прогноз вполне благоприятный, а может иметь весьма серьезные последствия, вплоть до летального исхода. Каждый год в мире гриппом болеют около 5 млн человек и примерно 200-250 тысяч умирают. Актуальность и необходимость заниматься вопросами такого заболевания заключается в том, что несмотря на рекомендации врачей, ежегодно закрываются на карантин детские сады и школы во время эпидемий. Поэтому мне хочется рассмотреть распространение гриппа с точки зрения физики. Мне стало интересно, можно ли определить объем легких, ведь объем тел правильной формы и небольших тел неправильных форм я умею находить, смогу ли я рассчитать примерное количество одних и тех же молекул, которые могут побывать в легких разных людей, находящихся в одной комнате.

---

Цели исследования:

1.Определить возможность заражения вирусом гриппа учащихся одного 

класса;

2. С помощью измерения объёма лёгких, экспериментальным путём выяснить, люди   какого   пола   более   подвержены   заболеванию   данной инфекцией.

Задачи исследования:

1. 
   Изучить вирус гриппа и способы его распространения.
   
2. 
   Определить дыхательный объем легких различными методами (самодельными спирографами).
   
3. 
   Рассчитать количество молекул выдыхаемого воздуха и количество молекул гриппа, выдыхаемого и вдыхаемого учащимися данного класса.
   
4. 
   Проанализировать и сравнить полученные результаты и сделать выводы.
   

Объект исследования: дыхательный объем легких человека.

Гипотеза: Определить возможность распространения гриппа среди одноклассников, а также какой из полов более подвержен заражению.

Грипп. Пути передачи ОРВИ и гриппа

Грипп – очень заразная вирусная инфекция с воздушно-капельным и контактно-бытовым механизмами передачи. Особенностью вирусов гриппа является их способность мутировать. По неутешительной статистике, ежегодно от вирусов гриппа по всему миру умирает большое количество людей. Это обусловлено не только разновидностью штаммов заболевания, но и множеством осложнений, к которым болезнь может привести пациента. Поэтому осведомленность о симптомах этого заболевания и умение ее отличать от других вирусных болезней помогает своевременно начинать реабилитационные меры и минимизировать сложность протекания гриппа в каждом случае.

Источником инфекции обычно является больной человек. Заражение происходит: воздушно-капельным путем (при разговоре с больным ,кашле, чихании,) реже через предметы обихода (полотенца, посуду, и т.д.). Вирус ОРВИ и вирус гриппа, попадая на слизистые оболочки дыхательных путей (носа, горла, гортани), проникает в эпителий слизистых, где начинает выделять токсины, которые через кровь разносятся по всему организму, вызывая интоксикацию. Вирус гриппа, поражая эпителий слизистой оболочки, нарушает защитную функцию слизистой верхних дыхательных путей, повышает проницаемость стенок капилляров. В результате, в организм человека беспрепятственно могут проникать другие микроорганизмы. Поэтому грипп может спровоцировать развитие тяжелых осложнений, например бронхит, пневмония.

---

Вирусы гриппа достаточно устойчивы к неблагоприятным условиям внешней среды, при низких температурах они способны сохраняться до нескольких месяцев. Однако в комнатных условиях вирусы выживают не долго, но несколько часов вне человеческого организма он вполне может вынести. Так же грипп чувствителен к высоким температурам, сухости, химикатам, ультрафиолету, озону. После перенесенного гриппа формируется крепкий иммунитет к вирусу, вызвавшему заболевание. Повторные заболевания вызваны заражением вирусами новых видов.

Инкубационный период гриппа зависит от различных факторов, таких как штамм, количество вирусных частиц, попавших в организм, устойчивость иммунитета человека и других. В среднем варьируется от 1 до 4 суток. При этом заразившийся человек является не только носителем полученной инфекции, но и ее распространителем. Особенно тяжелой является ситуация, если инкубационный период затягивается, поскольку в первые 48 часов после заражения заболевший наиболее активно распространяет возбудителя среди окружающих. Проходит грипп достаточно разнообразно, что зависит от большого количества факторов. В легких случаях многие из симптомов напоминают симптомы простуды. У взрослых грипп характеризуется внезапным острым началом. Среди основных самых частых симптомов заболевания специалисты называют:

• 
  Повышение температуры;
  
• 
  Появление кашля;
  
• 
  Головные боли;
  
• 
  Боли в мышцах;
  
• 
  Боль в горле;
  
• 
  Напряжение и болезненность глаз;
  
• 
  Возникновение ринита;
  
• 
  Слабость.
  

Среди всех вышесказанных симптомов постоянна, только повышенная температура, остальные симптомы может возникать не в каждом случае болезни. При этом температура у заболевшего поднимается очень быстро, буквально за несколько часов она может достигнуть отметки 39 градусов, иногда достигая и 40. Такие скачки температуры являются выражением интоксикационных процессов и реакцией иммунного ответа организма человека. Также при гриппе температура под воздействием жаропонижающих средств понижается лишь на некоторое время, спустя не которого значения температуры вновь резко возрастает. Тяжелые последствия гриппа, это воспаление лёгких.
Что такое объем лёгких

Так называют количество воздуха, проходящее через дыхательную систему за один дыхательный цикл. Это важный параметр, так как от него зависит насыщение внутренних органов и тканей кислородом. В среднем взрослый человек делает от 16 до 20 вдохов, при этом средний объем легких у взрослого мужчины достигает 6 литров (в среднем 4–5 литров), у женщины – 4 литра.

---

Так же объём лёгких во многом зависит от индивидуальных особенностей:

• 
  Телосложение. (У худых и высоких объем легких больше, чем у низких и коренастых);
  
• 
  Масса тела. (Чаще всего у людей с ожирением, объем легких на 10–11% ниже.);
  
• 
  Курение. (Табачный дым со временем уменьшает жизненный объем легких);
  
• 
  Перенесенные или хронические заболевания дыхательной системы;
  
• 
  Жизнь в условиях высокогорья. (У горцев объем легких больше, чем у людей проживающих);
  
• 
  Пожилой возраст. (По мере старения объем легких постепенно уменьшается);
  
• 
  Беременность. (При вынашивании ребенка матка давит на все внутренние органы, включая диафрагму, объем поступающего воздуха уменьшается.)
  

Параметры объёма лёгких

Так как обычно человек в состоянии покоя чаще всего никогда не дышит полной грудью, в медицине выделяют несколько основных параметров объема легких.

• 
  Дыхательный объем (ДО, TV) – то, сколько воздуха проходит через легкие при ровном дыхании. В среднем у взрослого составляет около 500 см3;
  
• 
  Резервный объем вдоха (РОвд, IRV) – то есть, сколько воздуха человек может ещё пустить в легкие после того, как уже вдохнул. В среднем также у взрослого равен 1500 см3;
  
• 
  Резервный объем выдоха (РОвыд, ERV) – сколько воздуха человек может выдохнуть ещё после того, как уже сделал выдох. Также, как и при Ровдах среднее значение – 1500 см3;
  
• 
  Остаточный объем легких (ОО, RV) – это объем резервного воздуха, который задерживается в легких, когда человек сделает максимальный выдох. Последний остаточный запас, как правило, не измеряется.
  

На основе четырех этих параметров врачи оценивают несколько показателей объема легких:

• 
  Общая емкость легких (ОЕЛ, TLC) – это сумма всех четырех объемов легких;
  
• 
  Жизненная емкость легких (ЖЕЛ, VC) – сумма Ровд, РОвыд и дыхательного объема. В сумме она составляет примерно 3500 см3, однако, у спортсменов может быть увеличена на 1000–1500 см³. Самые развитые легкие при этом у пловцов. К примеру, ЖЕЛ олимпийского чемпиона Майкла Фелпса на пике карьеры был равен примерно 6500 см3;
  
• 
  Функциональная остаточная емкость (ФОЕЛ, FRC) - объем воздуха в легких после спокойного выдоха. ФОЕ = РОвыд + ОО;
  
• 
  Ёмкость вдоха (IC) – сколько воздуха попало в легкие за один вдох. Дыхательный объём легких человека определяют по номограмме
  

Номограмма — графическое представление функции от нескольких переменных, позволяющее с помощью простых геометрических операций (например, прикладывания линейки) исследовать функциональные зависимости без вычислений. Например, решать квадратное уравнение без применения формул. Легочный объем, который вдыхается или выдыхается человеком при спокойном дыхании, называется дыхательным объемом. Его величина при спокойном дыхании составляет в среднем 500 мл Для определения дыхательного объёма лёгких с помощью номограммы нужно соединить при помощи линейки, прямой линией показатели веса и частоту дыхания

---

Значение дыхательного объема находят в точке пересечения прямой, соединяющей показатели веса (на шкале I) и частоты дыхания (на шкале III), со шкалой II.

Практическая часть
Определение дыхательного объема легких при помощи самодельного спирографа.

Эксперимент 1 (приложение 1)

1. Из 5-ти литровой бутыли из под воды сама сделала спирограф - прибор для определения объема легких. В бутыль наливали воду по 100 мл, отмечали делениями. Так проградуировали объем сосуда. В него помещается 5 литров воды. Его наполняли водой, вовнутрь помещали трубочку, бутыль переворачивали и помещали в воду. Ученик делал один глубокий вдох, а выдыхал в трубку, при этом часть воды и выталкивалась выдыхаемым газом. Это показывала объем легких. Я измерила объем легких учеников нашего класса. Результат занесла в таблицу. Перед этим определила массу тела своих одноклассников.

Основные параметры	девочки			мальчики
Вес, кг	42	51	45	55	46	64
Частота дыхания, мин	165	164	167	159	160	175
Дыхательный объём лёгких, л	0,63	0,65	0,7	0,63	0,56	0,86

В одном литре 1000 см3.Для того, чтобы перевести см³ в литры нужно V*0,001.

Вывод: Объем легких мальчиков больше, так как вес и рост мальчиков больше, чем девочек, а значит и количество вдыхаемого воздуха в легкие больше и это приводит еще более частому захвату при вдохе молекул, побывавших в легких других людей. Значит, мальчики более уязвимы вирусным заболеваниям.
Эксперимент 2 (приложение 2)

Определение дыхательного объема легких человека при помощи номограммы (для определения площади поверхности)

---

Смотрите также файлы

• Тушение пожаров на объектах переработки древесины.doc

• Иван Тургенев в романе Отцы и дети касается проблемы нигилизма главного героя Евгения Базарова. Нигилизм это философское направление, сущность которого заключается в отрицании всего иррационального.docx

• Сценарий праздничного концерта ко Дню Победы Ведущий1 Добрый день, дорогие друзья!.docx

• Шаблон с несколькими правильными ответами.docx

• Официальноделовой стиль.docx