Фізичний курс дайвінгу; e
Визначення
Дайвер відчуває значне підвищення тиску при зануренні під воду.
Тиск - це сила на поверхню
P = тиск, виражене в кг сили/см2
F = сила, виражена в кг сили
S = площа, виражена в см2
Юридичною одиницею є адвокатура:
1 бар = 1 кг сили/см2.
Зазначимо, що тиск тим сильніший:
- якщо сила, що чиниться, велика,
- якщо поверхня, на яку діє ця сила, невелика.
Візьмемо силу, рівну 1 тонні сили на площі 1 дм2, який тиск чиниться ?
Сила 1000 кг, поділена на 100 см2 = 10 бар тиску
Атмосферний тиск
На рівні моря ми відчуваємо атмосферний тиск, який є 1 бар (вага повітряного стовпа, що діє на 1 см2 поверхні). З висотою вона зменшується. Один літр повітря важить 1,293 грама.
Гідростатичний тиск або відносний тиск
При зануренні додається вага води: це гідростатичний тиск (вага водного стовпа, що діє на 1 см2 поверхні).
Водяний стовп висотою 10 метрів і площею 1 см2 становить 1 бар.
П. Відносно 30 м 30/10 = 3
П. Відносно 47 м 47/10 = 4,7
4 Х 10 = 40 метрів
5,2 X 10 = 52 метри
Абсолютний тиск
загальний тиск, який водолаз отримує під водою, - це сума двох тисків, наведених вище.
P. Abs = P. Atm + P. Відносний
П. Абс на 40м = 1 + (40/10) = 5
(3-1) х 10 = 20 метрів
Під час пірнання
- якщо опуститися, тиск зростає
- якщо піднятись вгору, тиск зменшується
ЗАКОН МАРІОТТИ
Виділення
Об'єм газу обернено пропорційний тиску, який він зазнає:
P X V = Постійна
P1 X V1 = P2 X V2
Формула: P1 x V1 = P2 x V2
Об'єм повітряної кулі на поверхні = 12 літрів
Яким буде його обсяг на 10 метрів ?
V2 = (1 х 12)/2 = 6 літрів
Застосування та наслідки дайвінгу
Застосування
- завантаження аквалангів,
- покращена плавучість,
Наслідки
- декомпресійна хвороба,
- змінна витрата повітря відповідно до тиску.
(Поняття плавучості)
вага блоку поза водою - це фактична вага. У воді блок менш важкий, це очевидна вага.
мелірування
Закон
Будь-яке тіло, занурене в рідину, отримує від цієї рідини вертикальну тягу, спрямовану знизу вгору, рівну вазі переміщеної рідини.
Уявна вага
Помітна вага = Фактична вага - Архімедова тяга
Візьмемо тіло і порівняємо:
- якщо P. app> 0 негативна плавучість, він тоне
- якщо P. app = 0 нульової рівноваги плавучості
1) Р додаток = 0,5 - 1 = -0,5 кг
2) Р додаток = 1 - 1 = 0 кг
3) Р додаток = 1,5 - 1 = 0,5 кг
1) Яка видима вага якоря вагою 32 кг для об’єму 15 дм3
32 - 15 = 17 кг, тому він тоне
2) Корпус камери важить 4 кг і має об’єм 5 дм3. Скільки ваги слід додати всередину, щоб збалансувати його у воді.
Уявна вага = 4 - 5 = - 1 кг. Ми повинні додати 1 кг, щоб мати нульову видиму вагу.
Застосування для дайвінгу
- розрахунки баласту та підйому,
- використання стабілізаційного жилета.
Наслідки
- плавучість зменшується, якщо глибина збільшується (зменшення обсягу костюма),
- плавучість збільшується під час занурення, споживаючи повітря, що міститься в резервуарі,
- із законом Маріотта (повітря, що міститься в жилеті стабілізації), об’єм повітря піднімається під час підйому, тому тяга Архімеда буде сильнішою. Ризик швидкого зростання.
Дайвер дихає стисненим повітрям. Повітря складається з декількох газів, які при певному тиску можуть стати токсичними. Ви повинні знати, як розрахувати парціальний тиск кожного з цих газів.
Склад повітря
Вуглекислий газ (Co2)
Рідкісна марля: неонова, криптонова, аргонова.
Виділення
Закон і формула
парціальний тиск газу в суміші - це тиск, який би мав цей газ, якби він поодинці займав весь об’єм суміші.
У газовій суміші сума парціальних тисків компонентів цієї суміші дорівнює тиску суміші.
Парціальний тиск газу в суміші отримують за такою формулою:
Pp = (абсолютний P) X (% газу)
Який парціальний тиск азоту, вдихуваного на поверхні? Pp N2 = 1 X 80/100 = 0,8 бар
Для кисню Pp O2 = 1 х 20/100 = 0,2 бар
Застосування для дайвінгу :
- використання сумішей, відмінних від повітря (нітрокс, тримікс)
- розрахунок таблиць занурень
Наслідки :
- токсичність газу: біохімічні аварії
- механізм декомпресійної хвороби
(розчинення газу)
Рідини розчиняють гази, приклад: відкриття пляшки газованого напою.
Дайвер розчинить більше азоту, ніж на поверхні.
Наслідок: проблема на підйомі, те саме для пляшки безалкогольного напою.
Виділення
стан насичення: стан рівноваги
Т
Q = Кількість розчиненого газу
стан ненасичення: рідина поглинає газ, розчиняючи його
Т
Кількість поступово збільшується до 2 Q
стан ненасичення: рідина поглинає газ, розчиняючи його
Т
Кількість поступово збільшується до 3 Q
стан насичення: стан рівноваги
Т
Ідеальний баланс між парціальним тиском і напругою
стан перенасичення: рідина відновлює розчинений газ.
Т
Кількість розчиненого газу поступово зменшується до Рр 1 бар і створює мікрорізики в рідині
Ми говоримо про Напруга газу, коли він знаходиться в розчиненій фазі в рідині, і тиску частковий газу в суміші в газовій фазі.
Під час занурення ми дихаємо повітрям під тиском навколишнього середовища, організм заряджається азотом під дією тиску. Щоб уникнути швидкого перенасичення (бульбашками), водолаз повинен повільно підніматися (15 м/хв) і робити зупинки, якщо це необхідно. В іншому випадку він має великі шанси на декомпресійну хворобу.
Коефіцієнти розчинення дайвера
- глибина: якщо вона збільшується, Q збільшується,
- глибина: якщо вона зменшується, Q зменшується,
- тривалість: якщо вона збільшується, Q збільшується,
- фізичне зусилля: якщо воно збільшується, Q збільшується,
- температура: якщо вона зростає, Q збільшується.
Закон
При даній температурі та при насиченні кількість розчиненого в рідині газу пропорційна тиску газу над рідиною.