4. В ходе эксперимента ученик совершил 4 вдоха и выдоха, а также измерил объем выдыхаемого воздуха при помощи прибора

(a) В столбец "Вдыхаемый воздух" записываем процентное содержание кислорода и углекислого газа при вдыхе.

(b) Изменения в составе воздуха во время дыхания можно объяснить с помощью следующих расчетов.

- Количество кислорода в легких:
Поскольку каждый вдох и выдох совершается по очереди, предположим, что при каждом вдохе ученик вдыхает определенный объем воздуха, который равномерно смешивается с газами, уже содержащимися в его легких, и при этом происходит обмен газами между организмом и окружающей средой.

Пусть V_вд - объем вдыхаемого воздуха в каждый вдох (в мл), C_вд - процентное содержание кислорода во вдыхаемом воздухе, а V_лег - объем кислорода в легких (в мл).

Таким образом, при каждом вдохе общий объем кислорода в легких увеличивается на V_вд * C_вд мл.

- Количество углекислого газа в легких в процентах:
По аналогии с предыдущим расчетом, при каждом вдохе происходит обмен газами между организмом и окружающей средой, в результате чего уровень углекислого газа в легких может изменяться.

Пусть C_вых - процентное содержание углекислого газа во выдыхаемом воздухе, а C_лег - процентное содержание углекислого газа в легких.

Тогда, при каждом выдохе общий уровень углекислого газа в легких уменьшается на V_вд * C_лег мл, и затем увеличивается на V_вд * C_вых мл.

Таким образом, для каждого вдоха и выдоха необходимо провести аналогичные расчеты, чтобы определить точные значения количества кислорода и углекислого газа в легких.

Примечание: Данные расчеты являются теоретическими и могут варьироваться в зависимости от множества факторов, таких как приток чистого воздуха, метаболическая активность и состояние организма. Реальные значения могут определиться только при проведении более точных лабораторных исследований.