শ্বাস-প্রশ্বাস প্রক্রিয়া ও বয়েলের সূত্র: ফুসফুসে বায়ুর চাপ ও প্রবাহ

নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় নির্দিষ্ট ভরের গ্যাসের ক্ষেত্রে চাপ ও আয়তন পরস্পরের ব্যস্তানুপাতিক (বয়েলের সূত্র: P₁V₁ = P₂V₂)। মানুষের ফুসফুস বক্ষগহ্বরের একটি বায়ুরোধী প্রকোষ্ঠে অবস্থিত। প্রশ্বাসের সময় মধ্যচ্ছদা (ডায়াফ্রাম) সংকুচিত হয়ে নিচে নামে এবং পাঁজরের ইন্টারকোস্টাল পেশি সংকুচিত হয়ে বক্ষপিঞ্জরকে উপরে ও বাইরের দিকে তুলে ধরে। ফলে বক্ষগহ্বর ও ফুসফুসের আয়তন ৩.০ L থেকে বেড়ে ৩.৫ L হলে ভেতরের বায়ুর চাপ তাৎক্ষণিকভাবে ৭৬০ mmHg থেকে কমে প্রায় ৬৫১.৪ mmHg হয়। ফুসফুসের অভ্যন্তরীণ চাপ বায়ুমণ্ডলীয় চাপের চেয়ে কম হওয়ায় (চাপের পার্থক্য প্রায় -১০৮.৬ mmHg) পরিবেশের বাতাস নাসারন্ধ্র দিয়ে ফুসফুসে প্রবেশ করে। একইভাবে নিঃশ্বাসের সময় পেশি শিথিল হলে আয়তন কমে যায়, চাপ বেড়ে ৭৬০ mmHg-এর বেশি হয় এবং বাতাস বাইরে বেরিয়ে যায়।

অনেকে মনে করে বাতাস ফুসফুসে প্রবেশ করার কারণে বুক ফুলে ওঠে, কিংবা আয়তন বাড়লে চাপও বেড়ে যায়। কিন্তু শারীরতাত্ত্বিক বাস্তবতা ঠিক তার বিপরীত: আগে পেশির সংকোচনে বক্ষগহ্বর ও ফুসফুসের আয়তন বৃদ্ধি পায়। বয়েলের সূত্র অনুযায়ী আয়তন বাড়লে ভেতরের বায়ুর চাপ অবশ্যই কমে যায়। ফুসফুসের ভেতরে তৈরি হওয়া এই নিম্ন চাপই বায়ুমণ্ডলের বাতাসকে ভেতরে টেনে নেয়। ফুসফুসের অভ্যন্তরীণ চাপ ৭৬০ mmHg স্থির থাকলে কিংবা চাপ বৃদ্ধি পেয়ে ৮৮৬.৭ mmHg হলে বাতাস কখনো ভেতরে প্রবেশ করত না, বরং ফুসফুস থেকে উল্টো বাইরে বের হয়ে যেত।