Физические законы, используемые для расчетов в водолазном деле.

Закон Паскаля: внешнее давление на жидкость или газ передается во все стороны равномерно. Столб жидкости или газа создает давление, обусловленное весом этого столба.

Первый газовый закон (сумма законов Бойля-Мариотта, Гей-Люссака и Шарля): давление газа обратно пропорционально его объёму и прямо пропорционально температуре:

Р – давление

V – объём

T – температура

Пример: воздух в баллоне объемом 1 литр, находится под давлением 200 кг/см². Если весь воздух выпустить из баллона - уменьшить давление в 200 раз до 1 кг/см², то объём воздуха увеличится в 200 раз (вне баллона).

Исходя из этой закономерности, можно сделать следующие выводы:

а) при спуске с увеличением гидростатического давления, объём воздуха в полостях организма и подмасочном пространстве уменьшается. Поэтому приходится компенсировать его, добавляя в эти полости некоторое количество воздуха;

б) при подъёме на поверхность внешнее давление падает, и объём воздуха в полостях организма и в маске растёт. Поэтому избыток воздуха нужно своевременно удалять (задержка воздуха при всплытии может привести к разрыву лёгких);

в) при слишком быстром подъёме микро пузырьки газа в крови разрастаются в большие пузыри, блокируя кровообращение, вызывая декомпрессионную болезнь. Если же оставить заполненный под избыточным давлением баллон на жарком солнце, то он может взорваться из-за повышения давления сжатого воздуха в результата нагрева воздуха внутри баллона.

г) на глубине расход воздуха водолазом будет увеличен, по сравнению с объемом воздуха, который расходуется водолазом при дыхании на поверхности.

Закон Дальтона: давление смеси газов равно сумме парциальных давлений отдельных газов, её составляющих.

P_парц = P_абс ,где n – процентная доля газа в смеси.

Это положение необходимо для определения воздействия воздуха или другой газовой смеси на организм человека, поскольку в любом процессе участвуют конкретные газы, эту смесь составляющие.

Закон Генри: количество газа, растворённого в жидкости (например, в крови или морской воде), прямо пропорционально его парциальному давлению на поверхность жидкости.

При увеличении внешнего давления создаётся градиент диффузии газа в жидкость, и он поступает в неё до тех пор, пока его парциальное давление в жидкости не сравняется с внешним. Это состояние называется насыщением.

Степень насыщения газом жидкости прямо зависит от окружающего давления.

Например, на поверхности в тканях человека растворено примерно 1 л азота. При погружении водолаз потребляет воздух под давлением, что ведёт к росту парциального давления азота. На глубинах свыше 50 м оно достигает пороговой величины, вызывая наркотическое опьянение, а при всплытии – уменьшается, и азот выходит из кровеносной системы через лёгкие.