Почему вентиляция легких возможна только при условии, когда полости, в которых находятся легкие, герметически замкнуты, в плевральной полости поддерживается давление ниже атмосферного?

Это тесно связанно с законами физики. Сперва вспомним о том, что легкие не способны сами деформироваться. Это просто "мешки" в которых происходит газообмен. За их вентиляцию отвечают грудные мышцы. Грудная клетка герметичная. Когда она расширяется, то и легкие от этого расширяются из-за разницы давления внутри и снаружи. Давление в легких понижается и воздух загоняется через дыхательные пути. Если повредить грудную клетку, то при расширении грудной клетки, воздух будет поступать через рану в пространство между легкими и грудной клеткой.