○ 人間は常に呼吸している

人間は呼吸をして生きている．呼吸とは何だろうか．Wikipedia で参照でもしておこう．

呼吸 - Wikipedia

生物における呼吸（こきゅう）は、以下の2種類に分けられる。

細胞呼吸（または内呼吸）：血液と細胞とのガス交換。細胞が最終二酸化炭素 (CO2) を放出する異化代謝系。

外呼吸：空気と血液とのガス交換。多細胞生物体が外界から酸素を取り入れ、体内で消費して二酸化炭素 (CO2) を放出すること

2種類あるとされているが，今回は，2番目の外呼吸について考えていきたい．

人間は肺で血液中の二酸化炭素と酸素を取り換えることで，身体に酸素を取り込んでいる．すなわち，呼吸によって酸素が二酸化炭素に置き換わっているのである．

ここで，酸素と二酸化炭素がどのようなものなのか考えてみよう．

	酸素	二酸化炭素
化学式	${\mathrm{O}_2}$	${\mathrm{CO}_2}$
分子量	32	44

ムム，分子量が違うぞ．

分子量は分子の重さのようなものである．単位は ${[\mathrm{g/mol}]}$

分子量的に考えれば，一呼吸するたびに炭素の ${12[\mathrm{g/mol}]}$ 分だけ減っていることになる．

もしかして，呼吸するたびに体重減っているのでは??? どれくらい減っているのか計算してみよう．

○ どうやって計算するか

二酸化炭素の増加した量を調べれば良さそうだ．炭素の原子量を ${n_C}$ としておこう．

吸気と呼気に含まれる二酸化炭素がどれくらいの量なのか調べよう．

吸気の二酸化炭素の濃度を ${n_{\mathrm{in}}[\mathrm{mol/L}]}$
呼気の二酸化炭素の濃度を ${n_{\mathrm{out}}[\mathrm{mol/L}]}$

としておこう．

さすがに一呼吸程度ではとても少量の減少しか追えないだろうから，1日でどれくらい体重が減少するのか考えていこう．

1回で呼吸する空気の体積を ${V[\mathrm{L}]}$
1日での呼吸する回数を ${N[\mathrm{times}]}$

としておけばいいだろう．

これより，1日で呼吸によって減る体重 ${M[\mathrm{g}]}$ は，

${ M =n_C V N (n_{\mathrm{out}}-n_{\mathrm{in}}) }$

で求められる．なんかかっこいいでしょ．

○ それぞれの量がどれくらいか調べてみる

以下の表にまとめた．

	量	単位	参考サイト
炭素の原子量	12	${\mathrm{ g/mol }}$	二酸化炭素 - Wikipedia
大気の二酸化炭素濃度	約400	${\mathrm{ ppm }}$	気象庁 \| 二酸化炭素濃度の経年変化
呼気の二酸化炭素濃度	3.84	${\%}$	呼吸でどのくらいの酸素が二酸化炭素に変わるのか？(江頭教授): 東京工科大学工学部応用化学科ブログ
1回の呼吸する空気の体積	0.5	${\mathrm{ L }}$	人間は1日にどれくらいの空気をすうの？ \| 空気の学校 \| ダイキン工業株式会社
1日での呼吸回数	28,800	${\mathrm{ times }}$	同上