Kako se Boylov zakon uporablja za potapljanje?

2024 Avtor: Cyrus Reynolds | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-02-09 05:22

Ena od fantastičnih posledic vpisa na tečaj rekreacijskega potapljanja je, da se naučite nekaj osnovnih fizikalnih konceptov in jih uporabiti v podvodnem okolju. Boyleov zakon je eden od teh konceptov.

Boyleov zakon pojasnjuje, kako se prostornina plina spreminja glede na tlak okolice. Številni vidiki fizike in teorije potapljanja postanejo jasni, ko razumete ta preprost zakon o plinu.

Boyleov zakon je:

PV=c

V tej enačbi "P" predstavlja tlak, "V" pomeni prostornino in "c" predstavlja konstantno (fiksno) število.

Če niste matematičar, se to morda sliši zmedeno. Ampak, ne obupajte. Ta enačba pravi, da za dani plin – kot je zrak v napravi za kompenzacijo vzgona (BCD) potapljača – če pomnožite tlak okoliškega plina s prostornino plina, boste vedno dobili isto število.

Ker se odgovor na enačbo ne more spremeniti (zato se imenuje konstanta), vemo, da če povečamo tlak okoli plina (P), se mora prostornina plina (V) zmanjšati. Nasprotno, če zmanjšamo tlak okolice plina, bo prostornina plina postala večja. To je to! To je celoten Boylov zakon.

Skoraj. TheEdini drugi vidik Boylovega zakona, ki ga morate vedeti, je, da zakon velja samo pri konstantni temperaturi. Če povečate ali znižate temperaturo plina, enačba ne deluje več.

Uporaba Boylovega zakona

Boyleov zakon opisuje vlogo vodnega tlaka v potapljaškem okolju. Velja in vpliva na številne vidike potapljanja. Razmislite o naslednjih primerih:

• Spust- Ko se potapljač spusti, se tlak vode okoli njega poveča, zaradi česar zrak v njegovi opremi in telesu za potapljanje zasede manjši volumen (stiskanje).
• Vzpon- Ko se potapljač vzpenja, se tlak vode zmanjša, zato Boylov zakon pravi, da se zrak v njegovi opremi in telesu razširi, da zavzame večjo prostornino.

Mnoga varnostna pravila in protokoli pri potapljanju so bili ustvarjeni, da bi potapljaču pomagali kompenzirati stiskanje in širjenje zraka zaradi sprememb vodnega tlaka. Na primer, stiskanje in širjenje plina vodita v potrebo po izenačevanju ušes, prilagajanju BCD in varnostnih ustavitvah.

Primeri Boylovega zakona v potapljaškem okolju

Tisti, ki so se potapljali, so iz prve roke izkusili Boylov zakon. Na primer:

• Vzpon- Ko se potapljač dviga, se tlak vode okoli njega zmanjša in zrak v njegovem BCD se razširi. Zato mora med dvigovanjem spustiti odvečni zrak iz svojega BCD-v nasprotnem primeru bo zaradi širitve zraka izgubil nadzor nad svojo plovnostjo.
• Spust - Ko se potapljač spusti, se tlak vode okoli njega poveča in stisne zrak vnjegova ušesa. Izenačiti mora pritisk v ušesih, da se izogne bolečinam in morebitni poškodbi ušesa, imenovani barotravma ušesa.

Varnostna pravila pri potapljanju, ki izhajajo iz Boylovega zakona

Boylov zakon pojasnjuje nekatera najpomembnejša varnostna pravila pri potapljanju.

Tu sta dva primera:

1. Ne zadržujte diha pod vodo - Glede na organizacije za usposabljanje potapljanja potapljač nikoli ne sme zadrževati sape pod vodo, ker če se povzpne (tudi nekaj metrov) na območje manjšega vodnega tlaka se bo zrak, ujet v pljučih, razširil v skladu z Boylovim zakonom. Širjenje zraka lahko raztegne potapljačeva pljuča in povzroči pljučno barotravmo. Seveda se to zgodi le, če se dvignete, medtem ko zadržite dih, in številne tehnične potapljaške organizacije spremenijo to pravilo v "Ne zadržujte diha in pojdite gor."
2. Počasi se dvignite - Telo potapljača med potapljanjem absorbira stisnjen dušikov plin. Ko se dvigne v globino z manjšim vodnim tlakom, se ta dušikov plin širi v skladu z Boylovim zakonom. Če se potapljač ne dvigne dovolj počasi, da bi njegovo telo odstranilo ta širitveni dušikov plin, lahko tvori drobne mehurčke v krvi in tkivu ter povzroči dekompresijsko bolezen.

Zakaj je stalna temperatura potrebna za uporabo Boylovega

Kot že omenjeno, Boyleov zakon velja samo za pline pri konstantni temperaturi. Segrevanje plina povzroči, da se razširi, hlajenje pa povzroči, da se stisne.

Potapljač je lahko priča temu pojavu, ko potopi topel rezervoar za potapljanje v hladnejšo vodo. Merilnik tlakaodčitavanje toplega rezervoarja bo padlo, ko je rezervoar potopljen v hladno vodo, ko se plin v rezervoarju stisne.

Plini, ki so podvrženi spremembi temperature in globine, bodo morali upoštevati spremembo prostornine plina zaradi spremembe temperature, Boylov preprost zakon pa je treba spremeniti, da bo upošteval temperaturo.

Boylov zakon omogoča potapljačem, da predvidevajo, kako se bo zrak obnašal med potopom. Ta zakon pomaga potapljačem razumeti razloge za številne varnostne smernice za potapljanje.