如果一个房间与外界有一个足球大小的洞联通，房间内有100个人在呼吸，可以保持氧气浓度与外界相等吗？
这个问题很有意思，也很实际，它涉及到我们呼吸、房间空气流通以及氧气消耗等一系列物理化学过程。让我来仔细分析一下，看看100个人在有这样一个“足球大小”的洞的房间里，能否将氧气浓度维持在与外界相当的水平。
首先，我们要明确几个关键点：
1. 外界的氧气浓度： 我们呼吸的空气，在大约21%是氧气，其余主要是氮气（约78%）和其他微量气体。这个比例在正常情况下非常稳定。
2. 人的氧气消耗： 每个人在休息状态下，每分钟大约消耗0.2到0.3升氧气。如果活动量增加，这个消耗量会更高。100个人，即使都在休息，其氧气消耗量也不是小数目。
3. 房间的体积： 房间的大小会直接影响其空气的总量，以及空气被稀释的速度。
4. “足球大小的洞”的空气交换效率： 这是问题的核心。一个足球大概直径22厘米，这个洞的面积有多大呢？我们以一个球体表面积的近似来算，或者直接考虑一个直径22厘米的圆形开口。关键不在于洞的形状，而是洞的“通透性”。
让我们来做一个简单的估算，以便更好地理解：
假设一个标准的房间，比如长5米，宽4米，高3米，那么它的体积就是 5 4 3 = 60立方米。
一个足球直径大约是22厘米，我们将其近似为一个直径为0.22米的圆。这个圆的面积是 π (0.22/2)^2 ≈ 0.038平方米。
现在，我们来看看氧气的消耗。
一个人每分钟消耗约0.25升氧气，即0.00025立方米。
100个人每分钟消耗 100 0.00025 = 0.025立方米氧气。
一年365天，一天24小时，一小时60分钟，100个人一年的氧气消耗量非常可观，但我们这里主要关心的是在房间内的“即时”供需平衡。
空气如何通过这个洞进行交换？
空气的流动可以通过两种主要方式发生：
自然对流（温差和密度差）： 房间内的人呼吸会产生热量，同时呼出的气体温度也比吸入的空气高，并且含有更多二氧化碳（密度比氧气和氮气大）。这会导致房间内空气上升，与洞口处相对较冷的、氧气浓度更高的外界空气形成对流。
压力差（风和通风）： 如果房间内外存在气压差（例如，有人在开门开关窗户、房间内有强力设备产生气流等），或者洞口本身就处于有风的区域，那么空气会通过压力差被强制交换。
关键在于“交换速率”
问题就变成：这个足球大小的洞，能否提供足够的“新鲜”空气（即氧气）来弥补100个人消耗掉的氧气，同时把他们呼出的二氧化碳带出去？
我们可以用一个简化的模型来思考：
假设洞口处的空气流通速度是固定的（尽管实际上会变化）。如果空气能够稳定地以每秒X立方米的速度进入和出去，那么这个洞口的“空气交换能力”就确定了。
让我们大胆假设一下空气流通速度：
1. 非常缓慢的对流： 如果只是非常温和的对流，比如洞口处的风速非常小，可能只有每秒几厘米（比如0.05米/秒）。
在这种情况下，通过这个洞口的空气流量大约是：面积 × 速度 = 0.038平方米 × 0.05米/秒 = 0.0019立方米/秒。
换算成分钟就是 0.0019 60 ≈ 0.114立方米/分钟。
考虑到外界空气中只有21%是氧气，那么这个洞口每分钟能提供的“纯氧”大约是 0.114 0.21 ≈ 0.024立方米/分钟。
这相当于每分钟 0.024 1000 = 24升纯氧。
而100个人每分钟需要消耗大约 100 0.25升 = 25升纯氧。
在这种非常缓慢的对流速度下，这个洞口提供的氧气刚好勉强够用，甚至可能略微不足。
2. 更快的空气流通（比如有轻微风）： 如果洞口附近有稳定的气流，比如风速达到每秒1米。
那么通过这个洞口的空气流量大约是：0.038平方米 × 1米/秒 = 0.038立方米/秒。
换算成分钟就是 0.038 60 = 2.28立方米/分钟。
提供的纯氧量大约是 2.28 0.21 ≈ 0.479立方米/分钟，即479升/分钟。
在这种情况下，提供的氧气量远远超过了100个人每分钟25升的消耗量。
除了氧气，我们还要考虑二氧化碳的排出和房间体积的影响：
二氧化碳： 人每呼出一升二氧化碳，也意味着消耗了大约一升氧气。所以，二氧化碳的浓度升高也是一个问题。如果空气交换不足，二氧化碳就会累积，导致人感觉闷、缺氧（即使氧气总量还够，但高浓度的二氧化碳会让人不适，并影响呼吸）。
房间体积： 房间的体积很重要。如果房间很大，空气总量多，那么氧气被消耗和二氧化碳累积的速度会相对慢一些。反之，房间小，空气总量少，即使相同的交换速率，也更容易达到危险浓度。
“足球大小的洞”的动态变化： 实际上，空气通过这个洞的流动不是恒定的。温度变化、人活动产生的气流、外界风力等都会影响交换速率。
我的判断：
“足球大小的洞”这个描述，虽然很形象，但具体的空气交换效率会根据外界环境（是否有风、风力大小）、房间内部情况（温差、室内是否有活动）以及洞口的位置和朝向而有巨大差异。
如果洞口处于一个非常安静、无风的环境，并且房间内的温差很小， 那么主要的空气交换将依靠非常缓慢的自然对流。在这种情况下，如上面估算，可能勉强够用，但氧气浓度可能会略低于外界，二氧化碳也会逐渐累积，人会感觉到闷。
如果洞口处于有一定风力（哪怕是轻风）的环境，或者房间内部有人在活动，产生一定的气流， 那么这个洞口的空气交换能力就会大大增强。在这个情况下，通过这个洞口的空气交换量很可能足以满足100个人呼吸消耗的氧气，并有效排出二氧化碳，从而将房间内的氧气浓度维持在接近外界的水平。
总结来说，用一个形象的比喻：
这就像是在一个水池里有100个人在喝水，而池子只有一个足球大小的进水口。如果水龙头开得很大（相当于风力大、对流强），那么水就能源源不断地进来，满足大家的喝水需求。如果水龙头只是一点点滴水（相当于微弱的自然对流），那么很快水就会被喝光，大家就会口渴。
所以，“能否保持氧气浓度与外界相等”这件事，高度依赖于这个“足球大小的洞”所带来的实际空气交换效率。 在很多常见且稍有利的环境条件下，一个足球大小的开口，加上100个人的呼吸（本身会产生热量和气流），是有可能实现足够的空气交换的。但如果是在极端安静、无风、温差极小的环境中，则可能不足。
因此，我倾向于认为，在大部分正常情况下，这个洞口的空气交换效率足以维持房间内的氧气浓度与外界大致相当，但也不能完全排除在某些不利条件下，出现氧气供应不足或二氧化碳累积的风险。
首先，我们要明确几个关键点：
1. 外界的氧气浓度： 我们呼吸的空气，在大约21%是氧气，其余主要是氮气（约78%）和其他微量气体。这个比例在正常情况下非常稳定。
2. 人的氧气消耗： 每个人在休息状态下，每分钟大约消耗0.2到0.3升氧气。如果活动量增加，这个消耗量会更高。100个人，即使都在休息，其氧气消耗量也不是小数目。
3. 房间的体积： 房间的大小会直接影响其空气的总量，以及空气被稀释的速度。
4. “足球大小的洞”的空气交换效率： 这是问题的核心。一个足球大概直径22厘米，这个洞的面积有多大呢？我们以一个球体表面积的近似来算，或者直接考虑一个直径22厘米的圆形开口。关键不在于洞的形状，而是洞的“通透性”。
让我们来做一个简单的估算，以便更好地理解：
假设一个标准的房间，比如长5米，宽4米，高3米，那么它的体积就是 5 4 3 = 60立方米。
一个足球直径大约是22厘米，我们将其近似为一个直径为0.22米的圆。这个圆的面积是 π (0.22/2)^2 ≈ 0.038平方米。
现在，我们来看看氧气的消耗。
一个人每分钟消耗约0.25升氧气，即0.00025立方米。
100个人每分钟消耗 100 0.00025 = 0.025立方米氧气。
一年365天，一天24小时，一小时60分钟，100个人一年的氧气消耗量非常可观，但我们这里主要关心的是在房间内的“即时”供需平衡。
空气如何通过这个洞进行交换？
空气的流动可以通过两种主要方式发生：
自然对流（温差和密度差）： 房间内的人呼吸会产生热量，同时呼出的气体温度也比吸入的空气高，并且含有更多二氧化碳（密度比氧气和氮气大）。这会导致房间内空气上升，与洞口处相对较冷的、氧气浓度更高的外界空气形成对流。
压力差（风和通风）： 如果房间内外存在气压差（例如，有人在开门开关窗户、房间内有强力设备产生气流等），或者洞口本身就处于有风的区域，那么空气会通过压力差被强制交换。
关键在于“交换速率”
问题就变成：这个足球大小的洞，能否提供足够的“新鲜”空气（即氧气）来弥补100个人消耗掉的氧气，同时把他们呼出的二氧化碳带出去？
我们可以用一个简化的模型来思考：
假设洞口处的空气流通速度是固定的（尽管实际上会变化）。如果空气能够稳定地以每秒X立方米的速度进入和出去，那么这个洞口的“空气交换能力”就确定了。
让我们大胆假设一下空气流通速度：
1. 非常缓慢的对流： 如果只是非常温和的对流，比如洞口处的风速非常小，可能只有每秒几厘米（比如0.05米/秒）。
在这种情况下，通过这个洞口的空气流量大约是：面积 × 速度 = 0.038平方米 × 0.05米/秒 = 0.0019立方米/秒。
换算成分钟就是 0.0019 60 ≈ 0.114立方米/分钟。
考虑到外界空气中只有21%是氧气，那么这个洞口每分钟能提供的“纯氧”大约是 0.114 0.21 ≈ 0.024立方米/分钟。
这相当于每分钟 0.024 1000 = 24升纯氧。
而100个人每分钟需要消耗大约 100 0.25升 = 25升纯氧。
在这种非常缓慢的对流速度下，这个洞口提供的氧气刚好勉强够用，甚至可能略微不足。
2. 更快的空气流通（比如有轻微风）： 如果洞口附近有稳定的气流，比如风速达到每秒1米。
那么通过这个洞口的空气流量大约是：0.038平方米 × 1米/秒 = 0.038立方米/秒。
换算成分钟就是 0.038 60 = 2.28立方米/分钟。
提供的纯氧量大约是 2.28 0.21 ≈ 0.479立方米/分钟，即479升/分钟。
在这种情况下，提供的氧气量远远超过了100个人每分钟25升的消耗量。
除了氧气，我们还要考虑二氧化碳的排出和房间体积的影响：
二氧化碳： 人每呼出一升二氧化碳，也意味着消耗了大约一升氧气。所以，二氧化碳的浓度升高也是一个问题。如果空气交换不足，二氧化碳就会累积，导致人感觉闷、缺氧（即使氧气总量还够，但高浓度的二氧化碳会让人不适，并影响呼吸）。
房间体积： 房间的体积很重要。如果房间很大，空气总量多，那么氧气被消耗和二氧化碳累积的速度会相对慢一些。反之，房间小，空气总量少，即使相同的交换速率，也更容易达到危险浓度。
“足球大小的洞”的动态变化： 实际上，空气通过这个洞的流动不是恒定的。温度变化、人活动产生的气流、外界风力等都会影响交换速率。
我的判断：
“足球大小的洞”这个描述，虽然很形象，但具体的空气交换效率会根据外界环境（是否有风、风力大小）、房间内部情况（温差、室内是否有活动）以及洞口的位置和朝向而有巨大差异。
如果洞口处于一个非常安静、无风的环境，并且房间内的温差很小， 那么主要的空气交换将依靠非常缓慢的自然对流。在这种情况下，如上面估算，可能勉强够用，但氧气浓度可能会略低于外界，二氧化碳也会逐渐累积，人会感觉到闷。
如果洞口处于有一定风力（哪怕是轻风）的环境，或者房间内部有人在活动，产生一定的气流， 那么这个洞口的空气交换能力就会大大增强。在这个情况下，通过这个洞口的空气交换量很可能足以满足100个人呼吸消耗的氧气，并有效排出二氧化碳，从而将房间内的氧气浓度维持在接近外界的水平。
总结来说，用一个形象的比喻：
这就像是在一个水池里有100个人在喝水，而池子只有一个足球大小的进水口。如果水龙头开得很大（相当于风力大、对流强），那么水就能源源不断地进来，满足大家的喝水需求。如果水龙头只是一点点滴水（相当于微弱的自然对流），那么很快水就会被喝光，大家就会口渴。
所以，“能否保持氧气浓度与外界相等”这件事，高度依赖于这个“足球大小的洞”所带来的实际空气交换效率。 在很多常见且稍有利的环境条件下，一个足球大小的开口，加上100个人的呼吸（本身会产生热量和气流），是有可能实现足够的空气交换的。但如果是在极端安静、无风、温差极小的环境中，则可能不足。
因此，我倾向于认为，在大部分正常情况下，这个洞口的空气交换效率足以维持房间内的氧气浓度与外界大致相当，但也不能完全排除在某些不利条件下，出现氧气供应不足或二氧化碳累积的风险。
网友意见
肯定不能啊，当年台湾海军把大陆的闽平渔5540号的渔民全部关起来闷死就是这样发生的。
“生还者的叙述和平潭县公安局撬开“闽平渔５５４０”号舱盖时的现场情况都表明，船舱是被两块舱板钉在一起钉死的，个别地方虽有极小的隙缝，但这些隙缝对通风无济于事。
林里城说：“我们这么多人硬挤在一个小舱内，不到一个小时就口干舌燥，心如火燎，直感到人像要被闷死一样，虽然张大嘴巴拚命呼吸，仍是胸闷气短。为了活命，我们这些人曾拚命呼救，后又想用头顶开舱盖，有的用手拚命抠，但尽管有的顶破了头，有的断了指甲，仍然无济于事。船航行一段时间后，我眼睁睁地看着一个６０多岁的老人首先倒下去，接着又有其他人倒下。
起初，我虽然侥幸地靠船舱隔板上一条小缝透进的一点空气勉强呼吸，但过不多久，我也什么都不知道了。”
“1990年7月21日前，26名福建渔民乘坐"闽平渔5540号"渔船到台湾海峡与与台湾渔民做小商品贸易活动，被台湾军警抓获。
1990年7月21日下午，台湾军警在宜兰县澳底，将26名福建渔民用黑布蒙住双眼，强行关进一米来高、三米见方的船舱内，并用六寸长的全新圆钉将船舱顶盖钉死，还在船舱顶盖压上重物。然后让船自然漂流到福建沿岸，由于船舱空间狭小，缺氧缺水且闷热异常。最后25名福建渔民相续被活活闷死，仅剩林里诚一人。
1990年7月22日清晨，福建平潭县澳前镇光裕村渔民发现搁浅的"闽平渔5540号"渔船，撬开船舱后，发现25具尸体和奄奄一息的幸存者林里诚。
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