Закон Бойля.
· Позволяет вычислить как быстро вы израсходуете запас воздуха на одной глубине по сравнению с другой
· Сколько газа находится в вашем баллоне при опред давлении
· Объясняет, почему нельзя задерживать дыхание при погружениях с аквалангом
· Почему при всплытии сдуваем БСД
Он гласит РV=K:
Пример: имеем шарик 1л, помещаем на глубину 20м, каков будет объем
1бар*1л=1; если глубина 20метров, то Рата=3 получаем 3ата* V=1; отсюда V=1/3л
Р-давление, V-объем, К-константа=1
Или Р1V1 = Р2V2
Пример:
Р=1ата, V=1л, погружаем на глубину 40м, получаем
Р2=5ата, V2=? 1/5
Закон Бойля гласит, что давление и объем газа находятся в обратно пропорциональной зависимости
Давление и плотность наоборот, в прямо пропорциональной зависимости.
Если мы увеличивая давление, уменьшаем объем газа, то прежнее кол-во молекул занимает меньше пространства, т.е газ стал более компактным, а точнее плотным.
Закон Шарля.
Р1* V1 = Р2* V2
Т1 Т2
Если есть полный баллон, а нырять собрались в холодной воде, з-н Шарля поможет определить насколько уменьшится объем газа из=за охлаждения баллона.
З-н Дальтона.
Общее давление, оказываемое смесью газов, равно сумме величин давлений, производимых каждым газом, составляющим смесь, при этом поведение каждого газа будет таково, как будто он был единственным и занимал весь объем
Т.е каждый газ действует независимо от других. И индивидуальное давление, производимое отдельным компонентом газовой смеси, пропорционально числу молекул этого конкретного газа в составе смеси.
Это индивидуальное давление, оказываемое газом-компонентом называют парциальным давлением. Рр или Р02,
Парциальное давление газа в газовой смеси-часть общего давления, оказываемого смесью.
Берем воздух: 79% N2,21% O2
На поверхности давление 1ата
По з-ну Дальтона 21% от общего давления будет производится O2, а 79% N2
Таким образом, если общее давление 1ата, то парциальное давление будет O2= 0.21, а N2=0.79.
Предположим, что давление увеличилось до 2 ата.
Процентное содержание не меняется, однако парциальное давление растет, раз растет общее. Следовательно O2= 0.42, а N2=1.58
Математически з-н Дальтона можно выразить так.
Робщ=Р1+Р2+Р3+…(сумма всех величин давлений, оказываемых каждым газом, составляющим смесь).
Задание, посчитать Рр газов, составляющих воздух на глубине 30 метров.(4ата)
O2= 0.84; N2=3.16
Для справки предел по кислороду составляет Рр1.4, после достижения Рр кислород становится ядовитым.
Почему это так важно:
Когда мы дышим под водой(под давлением) в наши легкие попадает большее кол-во молекул по сравнению с поверхностью., те. Процентное содержание газа в смеси неизменно, но кол-во молекул газа увеличивается с давлением.
Для того чтобы не считать молекулы мы и используем значения парциального давления.
Допустим, в баллон при неправильной забивке попало 0.05% углекислого газа, на поверхности это даже не заметится, но под давлением, допустим 40м(5ата), Рр СO=0.025, т.е это будет 2.5% СО, критический с точки зрения токсичности уровень.
При увеличении давления состав газовой смеси не меняется, меняются физиологические воздействия газов, составляющих данную смесь.
Т-формула.
РР(газа),= F газа*Р общее
F газа- процентное содержание газа в смеси, выраженное десятичной дробью
Закон Генри: количество газа, растворенного в данной жидкости и при данной температуре, прямо пропорционально его парциальному давлению.
На растворимость газов в жидкости влияют такие факторы:
Температура
Давление
Спосбность данного газа растворяться в данной жидкости
Следует отметить, что молекулы газа растворяясь в жидкости сохраняют свои свойства.
Т.е молекулы газа окруженные молеулами жидкости производят давление внутри жидкости. Давление, оказываемое определенным газом, растворенным в жидкости, называется - Упругостью газа.
Т.к в дайвинге нас интересует в основном растворимость газа в воде, мы его и будем рассматривать
Пример: есть емкость с водой, не содержащей растворенного газа, т.е упругость газа равна нулю. Вода вступает с газом во взаимодействие. Молекулы газа проникают в раствор, перемещаясь из области высокого давления в область низкого. Газ растворяется в воде до тех пор, пока его упругость(давление) в растворе не сравняется с парциальным давлением газа вне раствора.
0.42=0.42
Разница между парциальным давлением газов, находящихся во взаимодействии с жидкостью, и упругостью газов внутри жидкости называется градиентом давления.
Чем выше градиент, тем выше растворимость, однако по мере поступления газа в воду, градиент уменьшается, и растворимость газа снижается.
В итоге упругость газа в жидкости достигнет равновесия с его парциальным давлением(это относительно, тк равное кол-во молекул газа будут и проникать и покидать жидкость) и тогда это жидкость будет называться насыщенной данным газом.
Газы входящие в состав смеси насыщающей жидкость будут насыщаться по разному, в зависимости от парциального давления газа, находящегося во взаимодействии с жидкостью.
Пример: газировка.
Закон Генри применительно в дайвинге.
Мы находимся под водой под давлением, дышим воздухом под давлением, равному давлению окружающей среды.
Следовательно РN легких выше чем в крови, согласно закону Генри азот растворяется в тканях организма, чем глубже, тем выше давление, тем больше градиент и тем больше парциальное давление и тем больше газ(азот) растворяется в тканях нашего организма.
Если сейчас резко понизить давление, градиент резко возрастет, газ(азот) и произойдет резкое рассыщение организма, приводящее к образованию пузырьков.
Это основа, дальше можно глубже, но не сейчас. З-н генри является фундаментальной основой всей декампрессионной теории.
4. Закон Архимеда: на объект помещенный в текучую среду, будет действовать направленная вверх сила, равная весу того кол-ва воды, который вытеснил объект.
Т.е плавучесть - направленная вверх сила, которая зависит от веса жидкости вытесненной объектом.
Газы, которые нужно знать.
Восздух. Его состав.
Азот-78%
Кислород-21%
Др.газы(углек.газ,аргон)-1%
Азот.
Широко распространен в природе, легко вступает в реакции с др. вещ-вами.
Молекула газа состиот из двух атомов азота, инертен.не вступает во взаимод. С др.
Не используется в процессе дыхания.
Применительно к дайвингу. Азот вдыхаемый под давлением, препятствует прохождению нервных импульсов по ЦНС, возникает отравление инертным газом, азотом в частности, азотный наркоз.
Азот растворяется в тканях организма(закон генри), если игнорировать правила безопасного погружения, всплытия то может привести к дкб.
Кислород.
Высокореактивный. С легкостю вступает во взаимодействия с другими элементами, образую разл соед.кислород используется нашим организмом в процессах обмена веществ.
Кислород необходим нам для процессов жизнедеятельности, однако он под давлением становится ядовитым.
Углекислый газ.
Активное соединение хорошо растворимое в морской воде.
При норм концентрации не имеет вкуса, запаха и цвета, при большой концентрации приобретает кислый запах и вкус.(газировка)
Уровень углек.газа во время погружения играет важную роль, тк он отвечает за контроль дыхания в человеческом организме.
Большой уровень- кислородное голодание, затруднение дыхания, панику
Низкий уровень-потеря сознания
Угарный газ
Продукт деят человека, результат сжигания углеводородного топлива.
Высокотоксичен, не имеет вкуса запаха и цвета, однако он обычно в чистом виде попадает редко, в основном входит в состав разл соединений вкус запах которых вы можете ощутить, поэтому не стоит погр на воздухе с неприятным запахом и вкусом.