Warum benutzen Bergsteiger ab einer Höhe von etwa 4000m ein Sauerstoffgerät?
Bitte im zusammenhang mit Chemie
5 Antworten
späte Antwort, aber immerhin:
Bei 4000 oder 5000 m hohen Bergen ist mir noch niemand mit Sauerstoffgerät untergekommen. Regelmäßig wird Sauerstoff erst so ab 8000 m benutzt.
Die Atmosphäre wird ja von der Schwerkraft der Erde gehalten. Luftmoleküle haben eine Masse und "fallen" daher tendenziell in Richtung Erdmittelpunkt. Hinzu kommt, dass Sauerstoff mit 2 x 16 g/mol = 32 g/mol schwerer ist als andere Hauptbestandteile der Luft (hauptsächlich aus Stickstoff, d.h. 2 x 14 g/mol = 28 g/mol). Deshalb sammelt sich die meiste Luft auf Meereshöhe und hat dort auch die höchste Sauerstoffkonzentration. Je höher man steigt, desto weniger dicht ist die Luft und desto geringer ist der Sauerstoffanteil. Dementsprechend wenig Sauerstoff nimmt man mit einem Atemzug auf.
Die Lunge und das Herzkreislaufsystem des Menschen sind so optimiert, dass er auf plusminus da, wo er lebt, mit möglichst wenig Energieaufwand möglichst optimal mit Sauerstoff versorgt werden kann. Deshalb hat das Blut genau die Viskosität, die es hat, wird mit genau dem Blutdruck durch die Adern gepumpt, hast du genau die Atemfrequenz und den Puls, den du eben gerade hast. Auf großer Höhe versagt dieses Optimum, weil du schneller atmen solltest, in der gleichen Zeit mehr Blut durch die Adern pumpen oder dickeres Blut brauchst (höhere Konzentration von roten Blutkörperchen, daher höhere Chancen, Sauerstoff beim Gasaustausch zu binden). Wenn man seinem Körper nicht die Zeit geben will, auf großer Höhe nachzujustieren (was er aber dauerhaft nur bis auf Höhen von etwa 5000 m schafft, darüber leben Menschen nicht dauerhaft), dann ist man auf künstlichen Sauerstoff angewiesen, der mit einer höheren Konzentration und einem höheren Druck in die Lunge gelangt und das Herzkreislaufsystem weiterhin optimal versorgt.
Damit sie nicht sterben (aus chemischen biologischen Gründen).
Im Zusammenhang mit Chemie fällt mir nur das Massenwirkungsgesetz ein (im Zusammenhang damit, wie im Körper üblicherweise Energie bereitgestellt wird).
Das Produkt (mathematisch, nicht chemisch) der Edukten-Konzentrationen (bekanntlich eigentlich Aktivitäten) darf einen bestimmten Mindestwert nicht unterschreiten, wenn eine gewisse Mindestreaktionsgeschwindigkeit gefordert wird.
(Danach gäbe es eine Alternative zu mehr Sauerstoff, aber das hat eigene Probleme, siehe Diabetes mellitus.)
Da Sauerstoff in solchen höhen sehr dünn ist, zudem kaum verfügbar. Die Bergsteiger würden langsam in Ohnmacht fallen und sanft einschlafend sterben
Na vielleicht weil die Luft da oben immer dünner wird, zu wenig Sauerstoff enthält?