از سالهای مدرسه همه می دانند که آب از هوا چگالتر است. به همین دلیل، تغییر فشار زیر آب با غوطه وری سریعتر از تغییر آن با افزایش ارتفاع است. بنابراین، هنگام فرود از 10 متر، افزایش فشار در هر اتمسفر وجود دارد. در فرورفتگی های عمیق اقیانوسی که به 10 هزار متر می رسد، این رقم 1 هزار اتمسفر است. چگونگی تغییر فشار در زیر آب و تأثیر آن بر موجودات زنده در زیر توضیح داده خواهد شد.
محاسبات فیزیکی
چگالی آب شور دریا ۱ تا ۲ درصد بیشتر از مایع تازه است. بنابراین با دقت خاصی می توان محاسبه کرد که چه فشاری در زیر آب وجود دارد، زیرا هنگام غوطه ور شدن به ازای هر 10 متر، یک اتمسفر افزایش می یابد. به عنوان مثال، یک زیردریایی در عمق 100 متری فشار 10 اتمسفر را تجربه می کند که می تواند با نشانگرهای داخل یک دیگ بخار در یک لوکوموتیو مقایسه شود. از این نتیجه می شود که هر لایه در دریا لایه های خاص خود را داردشاخص هیدرواستاتیک همه زیردریایی‌ها مجهز به فشارسنج‌هایی هستند که فشار آب را در سطح دریا اندازه‌گیری می‌کنند و بر اساس آن می‌توانید درجه غوطه‌وری را تعیین کنید.
در عمق زیاد، تراکم پذیری آب قابل توجه می شود، زیرا چگالی آن در لایه های عمیق بیشتر از سطح است. و فشار سریعتر از خطی افزایش می یابد و باعث می شود نمودار کمی از یک خط مستقیم منحرف شود. فشار اضافی ناشی از فشرده سازی سیال با مربع افزایش می یابد. هنگام فرود از 11 کیلومتر، حدود 3 درصد کل فشار در این عمق است.
چگونه دریاها و اقیانوس ها کاوش می شوند
در این مطالعه از حمام و کره های حمام استفاده شده است. باتیسفر یک توپ فولادی با فضای خالی است که می تواند فشار بسیار زیاد اعماق دریا را تحمل کند. یک سوراخ در دیوار حمام قرار داده شده است - یک دهانه هرمتیک که با شیشه محکم بسته شده است. حمام کره با محقق از کشتی روی یک کابل فولادی به آن لایه آبی که نورافکن نمی تواند آن را روشن کند، پایین می آید. به لطف این دستگاه امکان پایین آمدن تا 1 کیلومتر وجود داشت. حمام‌هایی با یک باتیسفر (در پایین با یک مخزن فولادی بزرگ تقویت شده) که با بنزین پر شده است، می‌توانند حتی غوطه‌ورتر شوند.
از آنجایی که چگالی بنزین کمتر از آب است، چنین ساختاری می تواند در دریا حرکت کند، مانند یک بادکنک در هوا. به جای گاز سبک از بنزین استفاده می شود. در عین حال، حمام مجهز به یک منبع بالاست و یک موتور است که به لطف آن، بر خلاف باتیسفر، می تواند بدون نیاز به ارتباط با کشتی به طور مستقل حرکت کند.سطح.
مطالعات فشار زیر آب در عمق
در ابتدا، حمام مانند یک قاشق شناور زیر آب روی آب شناور می شود. برای شروع غواصی، آب دریا به داخل محفظه های خالی بالاست ریخته می شود، به همین دلیل ساختار شروع به فرو رفتن عمیق تر و عمیق تر در زیر آب می کند تا به پایین برسد. برای صعود به سطح، بالاست آزاد می شود و بدون محموله اضافی، حمام به راحتی به سطح بالا می رود.
عمیق ترین شیرجه با استفاده از حمام در 23 ژانویه 1960 انجام شد، زمانی که او 20 دقیقه را در گودال ماریانا در عمق 10919 متری زیر آب گذراند، جایی که فشار آن بیش از 1150 اتمسفر بود (محاسبات انجام شد. با در نظر گرفتن افزایش چگالی مایع در اثر تراکم و شوری). در نتیجه این آزمایش، محققان موجودات زنده‌ای پیدا کردند که حتی در چنین مکان‌های صعب العبور زندگی می‌کنند.
فشار آب
هنگام غواصی، یک غواص یا شناگر با فشار هیدرواستاتیک در کل سطح بدن مواجه می شود، در حالی که از پارامترهای طبیعی بدن او فراتر می رود. اگرچه بدن غواص به دلیل لباس لاستیکی ممکن است در تماس مستقیم با آب نباشد، اما بدن غواص تحت فشار همان فشاری است که بر بدن شناگر تأثیر می گذارد، زیرا هوای لباس باید فشرده شود تا عوامل محیطی در نظر گرفته شود. به همین دلیل، حتی هوای تنفسی که از طریق شیلنگ تامین می شود، باید با در نظر گرفتن فشار آب در عمق مورد نظر، پمپ شود. همین شاخص باید برای هوای ارسالی از سیلندرها به ماسک غواص باشد.بنابراین، غواصان باید هوا را با سرعت غیرعادی تنفس کنند.
زنگ غواصی یا کیسون نیز در برابر فشار کمکی نمی کند، زیرا هوای موجود در آن باید فشرده شود تا زیر زنگ قرار نگیرد، یعنی آن را به شاخص های محیطی افزایش دهید. به همین دلیل، با غوطه وری تدریجی، پمپاژ مداوم هوا با انتظار فشار آب در عمق رسیده وجود دارد.
نرخ های بالا تأثیر بدی بر رفاه و سلامتی افراد دارد، به همین دلیل است که افراد می توانند بدون آسیب رساندن به سلامتی تا حد مشخصی کار کنند. معمولاً هنگام غواصی با لباس غواصی به 40 متر می رسد که معادل 4 اتمسفر است. یک غواص فقط با لباس فضایی سفت و سخت می تواند به اعماق زیاد فرود آید که فشار آب را تحمل می کند. می تواند با خیال راحت تا 200 متر شیرجه بزند.
تاثیر بر سلامت انسان
وقتی برای مدت طولانی با فشار بالا زیر آب می مانید، مقدار قابل توجهی هوا در خون و سایر مایعات بدن حل می شود. اگر غواص به سرعت به سطح برسد، هوای محلول به شکل حباب از خون خارج می شود. انتشار ناگهانی حباب ها می تواند منجر به درد شدید در سراسر بدن شود و منجر به بیماری رفع فشار شود. بنابراین، ممکن است زمان زیادی (چند ساعت) طول بکشد تا گاز محلول به تدریج و بدون حباب آزاد شود تا غواصی که برای مدت طولانی در اعماق زیاد کار کرده است، بلند شود.
فشار دریا و حیوانات دریایی
اگرچه مقادیر بسیار زیاد فشار در کف دریا قبلاً نشان داده شده بود، برای حیوانات دریایی این شاخص ها چندان قابل توجه نیستند. ساکنان محلی می توانند به راحتی و با آرامش نوسانات شدید این شاخص را در طول روز تحمل کنند. با این حال، برخی از این حیوانات تغییر شدید فشار را به خوبی تحمل نمی کنند. به عنوان مثال، ماهی باس هنگامی که به خشکی برده شود متورم می شود، به خصوص اگر خیلی سریع از آب خارج شود.
فشار اتمسفر زیر آب محاسبه نسبتاً آسانی است. کافی است به یاد داشته باشید که به ازای هر 10 متر 1 اتمسفر وجود دارد. با این حال، در اعماق بیشتر، شاخص های دیگری مانند تراکم و چگالی آب وارد عمل می شوند. در این رابطه، لازم است محاسبه با در نظر گرفتن این مقادیر انجام شود.
