鼻や口から吸いこんだ空気は、のどを通って気管に入ります。気管は胸の中で 2 本の気管支となり、左右の肺につながっています。
肺の中の気管支は、何度も分かれながら細くなり、その先は肺胞という小さなふくろになっています。
鼻の中では、鼻毛や粘液が空気中のちりをとらえ、空気をあたためたり、しめらせたりします。気管の内側にも粘液と細かい毛があり、入りこんだちりを、のどのほうへ送り返します。
肺胞は直径 0.2 mm ほどの大きさで、2 つの肺を合わせると数億個あります。そのまわりを、毛細血管がとり囲んでいます。
肺胞の中の空気にふくまれる酸素は、うすいかべを通りぬけて、毛細血管の血液にとりこまれます。反対に、血液中の二酸化炭素は肺胞の中に出され、はく息とともに体の外へ出ていきます。
肺胞がたくさんあるので、空気と血液がふれ合う面積が大きくなり、酸素と二酸化炭素の入れかえを効率よくおこなうことができます。すべての肺胞の表面を合わせると、その広さは 60 平方メートルをこえます。
肺には筋肉がないので、自分でふくらんだり縮んだりすることはできません。
肺は、ろっ骨とその間の筋肉、そして肺の下にある横隔膜に囲まれた空間の中にあります。横隔膜は、筋肉でできたうすい膜です。
息を吸うときは、横隔膜が縮んで下がり、ろっ骨が筋肉に引き上げられます。すると、肺のまわりの空間が広がって肺がふくらみ、空気が入ってきます。
息をはくときは、横隔膜がゆるんで上がり、ろっ骨が下がります。肺のまわりの空間がせまくなるので、肺が縮み、空気がおし出されます。
静かにしているときの大人は、1 分間に 15 回ほど、この動きをくり返しています。
底を切りとったペットボトルの口に、ストローを通したゴムせんをはめ、ストローの先に風船をつけます。切り口には、ゴム膜を張ります。
ゴム膜を下に引くと、ペットボトルの中の空間が広がり、風船がふくらみます。手をはなしてゴム膜がもとにもどると、風船はしぼみます。
このモデルでは、風船が肺、ゴム膜が横隔膜、ストローが気管にあたります。ただし、ペットボトルは形が変わらないので、ろっ骨の動きは表せません。
はく息には、吸う息にくらべて、酸素が少なく、二酸化炭素と水蒸気が多くふくまれています。
空気中の酸素はおよそ 21% ですが、はく息では 16% ほどに減ります。二酸化炭素は、空気中ではおよそ 0.04% ですが、はく息では 4% ほどにふえます。ちっ素の割合は、ほとんど変わりません。
はく息を石灰水に通すと、白くにごります。空気を通しただけでは、ほとんど変わりません。また、冷たいガラスにはく息をふきかけると、ガラスが細かい水てきでくもります。
肺でとりこまれた酸素は、血液によって全身の細胞へ運ばれ、養分からエネルギーをとり出すのに使われます。