ДайвОК.рф

Теория

Главная  >>  Теория


Урок |1 | |2 | |3 | |4 | |5 | |6 | |7 | |8 | |9 | |10 | |11 | |12 | |13 | |14 | |15 | |16 | |17 | 

Урок 1

Вода не является традиционным местом обитания человека. Человеческий организм приспособлен для типичного существования только в воздушной среде. Погружаясь под воду, мы попадаем в новую, непривычную для нас, гораздо больше плотную (вода в 770 раз плотнее воздуха) среду, к которой нужно адаптироваться. Меняется все, начиная от нашего понимания окружающего мира и заканчивая нашей способностью дышать и передвигаться.

 

Нос, носовая часть глотки

Дыхание под водой

Первое, что ограничивает существование человека под водой, — неосуществимость дышать. В различие от рыб, способных извлекать растворенный в воде кислород и применять его для дыхания, человек под водой может дышать только с поддержкой особого оборудования. В баллоне акваланга находится воздух, сжатый до дюже высокого давления. Через систему понижения давления аквалангист получает воздух, нужный ему для дыхания под водой.

Так что, отправляясь в подводное путешествие, мы несем за плечами баллон со сжатым воздухом, как в турпоходе — рюкзак с резервом продуктов.

Процесс дыхания под водой немножко отличается от дыхания на воздухе. Мы привыкли дышать носом. Под водой придется дышать только ртом. Дыхание должно быть немножко больше глубоким, чем на воздухе. Это происходит из-за увеличения «мертвого пространства»* за счет применения снаряжения.

«Мертвое» пространство — это:

1) часть пространства дыхательных путей (носоглотки, трахеи, бронхов), заполненная воздухом, не участвующим в газообмене с кровью;
2) объем той части внутреннего пространства устройств, присоединяемых к дыхательным путям (снаряжения для подводного плавания, агрегатов искусственного дыхания), из которой выдыхаемый воздух может при вдохе опять поступать в дыхательные пути. Во время вдоха первая доля вдыхаемого воздуха поступает в альвеолы из «мёртвого» пространства. Воздух «мёртвого» пространства, имеющий повышенное оглавление углекислого газа, позже выдоха вновь поступает обратно.

Вода и давление

Дальнейшая загвоздка, с которой сталкивается человек, погружаясь под воду, это крутое изменение внешнего давления.

Из курса физики средней школы вы помните такое представление как «атмосферное давление» либо «давление атмосферного столба».

Атмосферное давление

Это сила, с которой воздух давит на земную поверхность и на все находящиеся на ней предметы. Давление воздуха на уровне моря условно считается равным 1 атмосфере или 1 Бару. Это привычное для нас давление.

Гидростатическое давление воды

При подводном погружении к давлению атмосферного столба добавляется так называемое «давление водяного столба». Давление водяного столба высотой 10 метров равно атмосферному давлению, поскольку вода значительно плотнее, и следовательно, тяжелее воздуха.

ТОРРИЧЕЛЛИ, ЭВАНДЖЕЛИСТА

1608–1647

итальянский физик и математик. Родился 15 октября 1608 в Фаэнце. Развивая изыскания Галилея, Торричелли в 1643 г. показал, что воздух имеет вес и что насос не может вытянуть воду на высоту больше 10 м. Торричелли совместно с В.Вивиани (1622-1703) поставил дальнейший навык. Стеклянная трубка длиной 1 м, запаянная с одного конца, была заполнена ртутью. Отверстие трубки закрыли пальцем и опустили открытым концом вниз в широкий сосуд с ртутью. Оказалось, что если сейчас отнять палец, то столб ртути в трубке упадет до высоты 76 см, а над поверхностью ртути в трубке образуется разреженное пространство (торричеллиева пустота). Высота ртутного столба менялась в зависимости от погодных условий, и Торричелли заключил, что этой высотой измеряется давление воздуха (атмосферное давление). Построенный им прибор был по существу первым барометром, и многие современные барометры по своей конструкции немного чем отличаются от трубки Торричелли.

 

Давление, действующее на аквалангиста, будет складываться из атмосферного давления и давления водяного столба.

P = Pатм + Pводяного столба

Таким образом, если у поверхности воды давление равно 1 атмосфере, то на 10метровой глубине давление увеличится еще на 1 атмосферу, т.е. будет равно 2 атмосферам, на глубине 20 метров — 3 атмосферам, на 30 метрах — 4 атмосферам и т.д. Формула для расчета давления:

P = глубина/10 + 1

Воздух и давление

Что же будет происходить с воздухом при увеличении давления? Ответ на этот вопрос несколько столетий назад дали англичанин Бойль и француз Мариотт.

Открытый ими закон гласит: объем газа обратно пропорционален оказываемому на него давлению. Т.е. с увеличением давления уменьшается объем газа.

P1V1 = P2V2 = const

Испробуем это проиллюстрировать с поддержкой простого эксперимента.

Особенно наглядно процесс метаморфозы объема воздуха при изменении давления дозволено следить при спуске под воду воздушного шара. Возможен, объем воздуха в шаре — 1 литр. При погружении на 10 метров, как мы теснее знаем, давление увеличится в 2 раза. Согласно закону Бойля-Мариотта, в такой же пропорции уменьшится объем воздуха в шаре, т.е. он станет равным 1/2 литра. На глубине 20 метров его объем составит соответственно 1/3 литра, на 30 метрах — 1/4 литра. Если мы поднимем данный шар обратно на поверхность, то давление упадет, а его объем соответственно увеличится до 1 литра.

Сейчас давайте разглядим воздействие метаморфозы давления на организм человека, находящегося под водой.

Человек в среднем на 70% состоит из жидкости. Жидкость фактически несжимаема, следственно множество наших органов и систем не чувствует изменений давления. Реагируют на метаморфозы давления только воздушные полости — легкие, среднее ухо, полости в черепных костях (пазухи) и зубах, кишечник.

Что же происходит в полостях человеческого организма, воздух внутри которых подчиняется тем же законам, что и воздух внутри шара? Результат на данный вопрос нужно знать для предупреждения повреждающего воздействия на организм человека перепадов давления. Повреждения такого рода именуются баротравмами.

Роберт БОЙЛЬ

1627–1691

Англоирландский физик и химик. Был одним из основателей и соучредителей Королевского социума, подросшего из кружка молодых оксфордских ученых. Провел целый ряд новаторских химических экспериментов, включая эксперименты по детальному постижению свойств кислот и оснований. По некоторым данным, первым выдвинул догадку о существовании химических элементов. Подтвердил, что воздух нужен для горения и дыхания. В формулировке Бойля закон звучал дословно так: «Под воздействием внешней силы газ упруго сжимается, а в ее неимение расширяется, при этом линейное сжатие либо растяжение пропорционально силе упругости газа».

Урок |1 | |2 | |3 | |4 | |5 | |6 | |7 | |8 | |9 | |10 | |11 | |12 | |13 | |14 | |15 | |16 | |17 | 
Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru