Nyomás a víz alatt a tenger mélyén: hogyan kell mérni

Az iskolai évek óta mindenki tudja, hogy a víz sűrűbb, mint a levegő. Emiatt a víz alatti nyomásváltozás merítéssel gyorsabban megy végbe, mint a növekvő magasság változása. Tehát, ha 10 méterre csökken, a légkörönként növekszik a nyomás. A 10 ezer métert elérő mély óceáni mélyedésekben ez a mutató 1 ezer atmoszféra. Az alábbiakban ismertetjük, hogyan változik a nyomás a víz alatt, és hogyan befolyásolja az élőlényeket.

Fizikai számítások

A sós sűrűsége tengervíz 1-2% - kal magasabb, mint a friss folyadéké. Ezért bizonyos pontossággal kiszámítható, milyen nyomás víz alatt van, mert 10 méterenként merülve egy légkörrel növekszik. Például egy tengeralattjáró 100 méter mélységben 10 atmoszféra nyomást tapasztal, , amely képes össze kell hasonlítani a gőzkazán belsejében lévő mutatókkal egy gőzmozdonyban. Ebből következik, hogy a tenger minden rétegének saját hidrosztatikus indexe van. Minden tengeralattjáró nyomásmérővel van felszerelve, amely méri a víz feletti nyomást, amely alapján meg lehet határozni a merítés mértékét.

Nagy mélységben a víz összenyomhatósága észrevehetővé válik, mivel sűrűsége a mély rétegekben nagyobb, mint a felszínen. A nyomás pedig gyorsabban növekszik, mint a lineáris törvény szerint, ezért a grafikon kissé eltér az egyenes vonaltól. A folyadék összenyomódása által okozott további nyomás a térrel arányosan növekszik. 11 km-es leereszkedés esetén a teljes nyomás körülbelül 3% - A ebben a mélységben.

Hogyan lehet felfedezni a tengereket és óceánokat

Bathyscaphes és bathyspheres használják a vizsgálatban. A bathysphere egy acélgolyó, amelynek belsejében üreg van, amely ellenáll a mélytengeri nagyon magas nyomásnak. A bathysphere falába egy lőrést helyeznek el - erős szemüveggel lezárt, lezárt lyuk. A kutatóval ellátott bathysphere egy acélkábelen leereszkedik a hajóról a vízrétegre, amelyet a keresőfény nem tud megvilágítani. Ennek a készüléknek köszönhetően 1 km-re lehetett leereszkedni. Bathyscaphes egy bathysphere (megerősített alján egy nagy acél tartály), amely tele van benzinnel, lehet elérni még nagyobb merítés.

Mivel a benzin sűrűsége kisebb, mint a víz, egy ilyen szerkezet mozoghat a tengerben, mint egy léghajó a levegőben. Könnyű gáz helyett benzint használnak. Ugyanakkor a bathyscaphe ballaszttartalommal és motorral van felszerelve, melynek köszönhetően a bathysphere-től eltérően önállóan mozoghat, anélkül, hogy a felszínen lévő hajóval kommunikálna.

A víz alatti nyomás vizsgálata mélységben

Eleinte a batiszkáf úgy úszik a vízen, mint egy felszínre került víz alatti kanál. A merülés megkezdéséhez tengervizet öntenek az üres ballaszt rekeszekbe, ezért a szerkezet egyre mélyebbre süllyed a vízbe, amíg el nem éri az alját. A felszínre emelkedéshez a ballaszt kiürül, és felesleg nélkül rakomány, a fürdőköpeny könnyen felemelkedik a felszínre.

A legmélyebb merülés segítségével bathyscaphe végeztünk január 23, 1960, amikor 20 percet töltött a Mariana-árok mélységben 10919 méter víz alatt, ahol a nyomás több mint 1150 atmoszféra (a számítást végeztünk, figyelembe véve a növekedés a folyadék sűrűsége miatt tömörítés és sótartalom). A kísérlet eredményeként a kutatók olyan élőlényeket találtak, amelyek még ilyen nehezen elérhető helyeken is élnek.

Víznyomás

Búvárkodáskor a búvár vagy úszó hidrosztatikus nyomást tapasztal a test teljes felületén, miközben meghaladja testének normál paramétereit. Bár a búvár teste a gumiruha miatt nem érintkezhet közvetlenül a vízzel, ugyanolyan nyomással néz szembe, mint az úszó testét, mivel a ruha levegőjét össze kell préselni, figyelembe véve környezeti mutatók. Emiatt még a tömlőn keresztül szállított lélegző levegőt is szivattyúzni kell, figyelembe véve a víznyomást a kívánt mélységben. Ugyanennek a jelzőnek kell lennie a hengerekből a búvár maszkjába szállított levegőnek. Így a búvároknak szokatlan mutatókkal kell levegőt lélegezniük.

A búvárharang vagy a caisson sem segít a nyomáson, mivel a levegőt úgy kell összenyomni, hogy ne essen a harang alá, vagyis növelje a környezeti mutatókra. Emiatt fokozatos merítés esetén a levegő állandó szivattyúzása várható a víznyomással az elért mélységben.

A magas mutatók rossz hatással vannak az ember jólétére és egészség, emiatt van egy bizonyos határ, amelyre az emberek dolgozhatnak kár nélkül hogy egészségük. Általában búvárruhában merülve eléri a 40 métert, ami 4 atmoszférának felel meg. A búvár csak egy merev űrruhában tud nagy mélységbe ereszkedni, amely felveszi a víznyomást. Biztonságosan merülhet akár 200 méterre is.

Az emberi egészségre gyakorolt hatás

Ha hosszú ideig magas nyomáson víz alatt marad, jelentős mennyiségű levegő oldódik fel a vérben és más testfolyadékokban. Ha a búvár gyorsan felemelkedik a felszínre, az oldott levegő buborékok formájában kezd felszabadulni a vérből. A buborékok hirtelen felszabadulása súlyos fájdalmat okozhat az egész testben, és caisson-betegséghez vezethet. Ezért egy olyan búvár felemelése, aki hosszú ideig nagy mélységben dolgozott, hosszú időt vehet igénybe (több óra), hogy az oldott gáz fokozatosan és buborékok nélkül szabaduljon fel.

Tengeri nyomás és tengeri állatok

Bár a tenger fenekén előforduló hatalmas nyomásértékeket korábban jelezték, ezek nem olyan jelentős mutatók a tengeri állatok számára. A helyi lakosok könnyen és nyugodtan tolerálhatják a mutató hatalmas ingadozásait a nap folyamán. Néhány ilyen állat azonban nem tolerálja nagyon jól a nyomás hirtelen változását. Például, ha szárazföldre szállítják, a tengeri sügér megduzzad, különösen, ha nagyon gyorsan eltávolítják a vízből.

A víz alatti légköri nyomást egyszerűen kiszámítják. Elég emlékezni arra, hogy minden 10 méterre 1 légkör van. Nagy mélységben azonban más mutatók lépnek hatályba, mint például a víz tömörítése és sűrűsége. Ebben az összefüggésben ki kell számítani a.