Tynn luft og ballongeksperimentet

"Alle" er klar over at når man beveger seg oppover i høyden, så blir lufta tynnere. Men hva betyr det at lufta blir tynnere? Hvor mye tynnere blir den? Og hvilken effekt har dette på kroppens funksjoner?

Vi skal komme tilbake til disse spørsmålene, men først skal vi rekapitulere høydeeksperimentet Håvard gjorde på Kilimanjaro:
For å teste ut høydens effekt på lufttrykket, blåste Mr. Scanman opp en ballong i siste campen (4600 moh.) før toppstøtet og festet denne på sekken sin.

Mr. Scanman and his baloon.

Tanken var så at denne ballongen ville bli større etterhvert som vi kom oppover i tynnere luft, siden lufttrykket på utsiden av ballongen ville avta.
Vi hadde på forhånd sett for oss at ballongen ville ese ut og bli betydelig større, men den gang ei. Det er godt mulig ballongen ble noe større, men det var faktisk knapt synlig. Med andre ord, så virka det ikke som om lufta ble så mye tynnere! Kan det stemme??
Grafen lenger ned viser at lufttrykket ble ca 16% lavere fra siste camp på 4600 moh. til toppen av Kilimanjaro 5895 moh. Det betyr at hvis det er full elastisitet i ballongen, så vil volumet til ballongen øke med ca 16%. Hvis vi antar at ballongen har en form som en kule, så vil radiusen til ballongen øke med ~ 5%. Med andre ord en knapt nok synlig økning.

Men la oss gå tilbake til spørsmålene over:
Hva betyr det at lufta blir tynnere? Det betyr at lufta inneholder færre luftmolekyler per volumenhet. Dette igjen medfører (alt annet likt) at også lufttrykket blir lavere. Men når man beveger seg oppover i høyden, så vil også temperaturen synke. Dette vil igjen gjøre at man ved samme lufttrykk vil ha plass til flere molekyler per volumenhet.
Se illustrasjon under for hvordan luftrykket og temperaturen virker i hver sin retning på lufttettheten nå man beveger seg høyere:


Det som betyr noe for kroppens prestasjonsevne, er først og fremst hvor mange oskygenmolekyler det er per liter luft man puster inn. Det er altså ikke lufttrykket som er avgjørende, men lufttettheten.
Grafen under viser hvordan relativt lufttrykk, relativ lufttetthet og temperatur utvikler seg som en funksjon av høyden over havet.

Som vi ser av grafen over, så faller lufttrykket raskere enn lufttettheten. Det er fordi også temperaturen faller.

Jeg har ved flere anledninger hørt at ved 5500moh. er lufta bare halvparten så tykk som ved havnivå, og at på Mount Everest, så er lufta bare 1/3 så tykk som ved havnivå. Som vi kan se av grafen over, så er dette tilfelle hvis vi snakker om lufttrykk. Men når vi snakker om lufftetthet, så er er relativ lufttetthet ved 5500moh. lik 57% og på Mount Everest lik 38%, altså noe høyere. Limer til slutt inn verdier for lufftrykk og lufttetthet for noen kjente fjelltopper:


Jeg vet at noen av denne bloggens lesere har medisinsk kompetanse langt utover min egen, så hvis de har noe å tilføye rundt hvordan høyden påvirker kroppens ytelsesnivå, så hadde det vært veldig interessant med noen kommentarer rundt dette!

(Tall for lufttrykk, lufttetthet og temperatur i denne artikkelen er hentet fra: http://www.luizmonteiro.com/StdAtm.aspx.
Selvfølgelig vil både temperatur og lufttrykk variere avhengig av vær, årstider m.m, men på denne siden opererer de med såkalte "1976 Standard Atmosphere Properties ".)