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五一节的晚,上,阿呆一家外出吃饭。回家的路上一位交警把他们的车拦了下来,请阿呆爸爸对着一个奇怪的仪器吹气。爸爸说:“饮酒驾驶非常危险,幸好刚刚席间没有喝酒,不然就会被抓个正着。
数学看点酒精分析仪的原理
交警使用的这个仪器全名叫“呼气式酒精检测仪”,它的原理是根据人肺部呼出气体中的酒精与仪器内的化学物质产生反应,从而检测出驾驶员到底有没有喝酒。
为什么它可以通过呼出的气体分辨出人是否喝过酒呢?首先我们要知道酒精进入血液的过程。
看点1:酒精进入人体的速度
世界,上有许多不同的酒,每种酒的酒精含量不同。一般而言,白酒的酒精含量为35%~65%,果酒(如葡萄酒)的酒精含量为8%~18%,啤酒中酒精含量较少,约为2%~5%。需要注意的是,这里的百分数指的是酒中所含酒精的体积的百分比。比如酒精含量为50%的白酒,表示在100毫升的酒中,含有50毫升的酒精。
由于酒精与水的亲和性高,人类的肠胃吸收酒精的速度超级快,一般在饮酒后5分钟便可以在血液中发现酒精。经过约1.5~2个小时,喝下去的酒精便会被人体全部吸收。人肺部呼出的气体中的酒精就是来自体液。
根据我国的交通法规,饮酒驾车和醉酒驾车都属于严重违法行为,必须通过抽血检验才能认定,不过呼吸式酒精检测器可以帮助交警做个初步判断。
那饮酒驾车、醉酒驾车的认定标准是什么呢?
血液中的酒精含量小于20毫克/100毫升,不构成饮酒驾车行为(不违法);
血液中的酒精含量大于20毫克/100毫升,小于80毫克/100毫升认定为饮酒驾车行为;
血液中的酒精含量大于等于80毫克/100毫升,认定为醉酒驾车行为。
看点2:酒驾的衡量
一名司机到底喝多少酒会被判定为酒驾呢?正常人的血量因年龄和性别不同而有所差异。一般来说,成年人的血液总量约占体重的7%~8%,男性身体的血液含量是75毫升/千克,女性平均约为67毫升千克。
也就是说,如果一位男性体重70千克,他身体里大概有70x75=5250毫升血液;如果一位女性重50千克,那么她身体中大概有50x67=3350毫升血液。
假设一位司机身体里的血液有4000毫升,那么当他血液里有800毫克(4000+100x20=800)酒精时,就达到了饮酒驾驶的标准;如果他血液中有3200毫克(4000+100x80=3200)酒精,就达到了醉酒驾驶的标准。
不过因为酒精会进入人体的体液中,血液约占人体体液的10%,换算成公式就是:
血液酒精浓度(毫克/百毫升)=体内酒精含量(毫克)+血液总量(毫升)X10%X100,案例交警对两名司机进行酒精检测。司机甲血液总量是4500毫升,驾车前喝了一杯200毫升、酒精含量为3%的啤酒;司机乙血液总量是4000毫升,驾车前喝了一杯50毫升、酒精含量50%的白酒。那么这两名司机的检测结果会如何?(注:酒精的密度是0.789克/毫升)
分析我们可以对此进行计算。
司机甲血液中的酒精含量为:200x3%x0.789x10%X1000+4500x100≈10.5(毫克/百毫升)司机乙血液中的酒精含量为:50x50%x0.789x10%x1000+4000x100~≈49.3(毫克/百毫升)因此,甲司機不违法;乙司机违法,达到了酒驾的标准。
不过,前面的估算很粗略。因为酒精进入人体后还会分解,一般来说,人每1千克体重能在1小时内分解0.1克酒精,也就是说,体重50千克的人能在1小时内分解5克酒精。这个速度并不固定,每个人分解酒精的速度不一样,有些人分解酒精的速度比较快,这就是人们通常说的“酒量好”。
某体重为70千克的志愿者在短时间内喝下1000毫升啤酒后,隔一定的时间测量一次血液中的酒精含量,数据如下表:
数学看点酒精分析仪的原理
交警使用的这个仪器全名叫“呼气式酒精检测仪”,它的原理是根据人肺部呼出气体中的酒精与仪器内的化学物质产生反应,从而检测出驾驶员到底有没有喝酒。
为什么它可以通过呼出的气体分辨出人是否喝过酒呢?首先我们要知道酒精进入血液的过程。
看点1:酒精进入人体的速度
世界,上有许多不同的酒,每种酒的酒精含量不同。一般而言,白酒的酒精含量为35%~65%,果酒(如葡萄酒)的酒精含量为8%~18%,啤酒中酒精含量较少,约为2%~5%。需要注意的是,这里的百分数指的是酒中所含酒精的体积的百分比。比如酒精含量为50%的白酒,表示在100毫升的酒中,含有50毫升的酒精。
由于酒精与水的亲和性高,人类的肠胃吸收酒精的速度超级快,一般在饮酒后5分钟便可以在血液中发现酒精。经过约1.5~2个小时,喝下去的酒精便会被人体全部吸收。人肺部呼出的气体中的酒精就是来自体液。
根据我国的交通法规,饮酒驾车和醉酒驾车都属于严重违法行为,必须通过抽血检验才能认定,不过呼吸式酒精检测器可以帮助交警做个初步判断。
那饮酒驾车、醉酒驾车的认定标准是什么呢?
血液中的酒精含量小于20毫克/100毫升,不构成饮酒驾车行为(不违法);
血液中的酒精含量大于20毫克/100毫升,小于80毫克/100毫升认定为饮酒驾车行为;
血液中的酒精含量大于等于80毫克/100毫升,认定为醉酒驾车行为。
看点2:酒驾的衡量
一名司机到底喝多少酒会被判定为酒驾呢?正常人的血量因年龄和性别不同而有所差异。一般来说,成年人的血液总量约占体重的7%~8%,男性身体的血液含量是75毫升/千克,女性平均约为67毫升千克。
也就是说,如果一位男性体重70千克,他身体里大概有70x75=5250毫升血液;如果一位女性重50千克,那么她身体中大概有50x67=3350毫升血液。
假设一位司机身体里的血液有4000毫升,那么当他血液里有800毫克(4000+100x20=800)酒精时,就达到了饮酒驾驶的标准;如果他血液中有3200毫克(4000+100x80=3200)酒精,就达到了醉酒驾驶的标准。
不过因为酒精会进入人体的体液中,血液约占人体体液的10%,换算成公式就是:
血液酒精浓度(毫克/百毫升)=体内酒精含量(毫克)+血液总量(毫升)X10%X100,案例交警对两名司机进行酒精检测。司机甲血液总量是4500毫升,驾车前喝了一杯200毫升、酒精含量为3%的啤酒;司机乙血液总量是4000毫升,驾车前喝了一杯50毫升、酒精含量50%的白酒。那么这两名司机的检测结果会如何?(注:酒精的密度是0.789克/毫升)
分析我们可以对此进行计算。
司机甲血液中的酒精含量为:200x3%x0.789x10%X1000+4500x100≈10.5(毫克/百毫升)司机乙血液中的酒精含量为:50x50%x0.789x10%x1000+4000x100~≈49.3(毫克/百毫升)因此,甲司機不违法;乙司机违法,达到了酒驾的标准。
不过,前面的估算很粗略。因为酒精进入人体后还会分解,一般来说,人每1千克体重能在1小时内分解0.1克酒精,也就是说,体重50千克的人能在1小时内分解5克酒精。这个速度并不固定,每个人分解酒精的速度不一样,有些人分解酒精的速度比较快,这就是人们通常说的“酒量好”。
某体重为70千克的志愿者在短时间内喝下1000毫升啤酒后,隔一定的时间测量一次血液中的酒精含量,数据如下表: