Sejak tahun sekolah, semua orang tahu bahawa air lebih tumpat daripada udara. Oleh kerana itu, perubahan tekanan di bawah air dengan rendaman adalah lebih cepat daripada perubahannya dengan peningkatan ketinggian. Jadi, apabila menuruni 10 meter, terdapat peningkatan tekanan setiap atmosfera. Dalam lekukan lautan dalam, mencapai 10 ribu meter, angka ini adalah 1 ribu atmosfera. Bagaimana untuk mengetahui cara perubahan tekanan di bawah air dan bagaimana ia mempengaruhi makhluk hidup akan diterangkan di bawah.
Pengiraan fizikal
Ketumpatan air laut masin adalah 1-2% lebih tinggi daripada cecair segar. Oleh itu, dengan ketepatan tertentu, adalah mungkin untuk mengira tekanan di bawah air, kerana apabila direndam untuk setiap 10 meter, ia meningkat sebanyak satu atmosfera. Sebagai contoh, kapal selam pada kedalaman 100 meter mengalami tekanan 10 atmosfera, yang boleh dibandingkan dengan penunjuk di dalam dandang stim dalam lokomotif. Ia berikutan daripada ini bahawa setiap lapisan di laut mempunyai sendiriindeks hidrostatik. Semua kapal selam dilengkapi dengan tolok tekanan yang mengukur tekanan air di atas laut, berdasarkan mana anda boleh menentukan tahap rendaman.
Pada kedalaman yang tinggi, kebolehmampatan air menjadi ketara, kerana ketumpatannya dalam lapisan dalam lebih tinggi daripada di permukaan. Dan tekanan meningkat lebih cepat daripada linear, menyebabkan graf menyimpang sedikit daripada garis lurus. Tekanan tambahan yang disebabkan oleh mampatan bendalir meningkat dengan segi empat sama. Apabila menuruni 11 km, ia adalah kira-kira 3% daripada jumlah tekanan pada kedalaman ini.
Cara laut dan lautan diterokai
Kajian ini menggunakan bathyscaphes dan bathyspheres. Bathysphere ialah bola keluli dengan lompang di dalamnya yang boleh menahan tekanan laut dalam yang sangat tinggi. Porthole diletakkan di dinding bathysphere - bukaan hermetik ditutup dengan kaca yang kuat. Bathysphere dengan penyelidik diturunkan dari kapal pada kabel keluli ke lapisan air yang tidak dapat diterangi oleh lampu carian. Terima kasih kepada peranti ini, adalah mungkin untuk turun hingga 1 km. Bathyscaphes dengan bathysphere (diperkukuh di bahagian bawah dengan tangki keluli yang besar), yang diisi dengan petrol, boleh mencapai rendaman yang lebih hebat.
Oleh kerana ketumpatan petrol lebih rendah daripada air, struktur sedemikian boleh bergerak di laut, seperti blimp di udara. Petrol digunakan sebagai ganti gas ringan. Pada masa yang sama, bathyscaphe dilengkapi dengan bekalan balast dan enjin, yang mana, tidak seperti bathysphere, ia boleh bergerak secara bebas, tanpa memerlukan komunikasi dengan kapalpermukaan.
Kajian tekanan di bawah air pada kedalaman
Pada mulanya, bathyscaphe terapung di atas air seperti sudu bawah air yang terapung. Untuk mula menyelam, air laut dituangkan ke dalam petak balast kosong, kerana struktur itu mula tenggelam lebih dalam dan lebih dalam di bawah air sehingga ia mencapai bahagian bawah. Untuk naik ke permukaan, pemberat dilepaskan, dan tanpa kargo berlebihan, bathyscaphe mudah naik ke permukaan.
Selam paling dalam menggunakan bathyscaphe telah dilakukan pada 23 Januari 1960, apabila dia menghabiskan 20 minit di Palung Mariana pada kedalaman 10919 meter di bawah air, di mana tekanannya melebihi 1150 atmosfera (pengiraan dilakukan dengan mengambil kira peningkatan ketumpatan cecair akibat mampatan dan kemasinan). Hasil daripada percubaan itu, penyelidik menemui makhluk hidup yang hidup walaupun di tempat yang sukar dicapai.
Tekanan air
Apabila menyelam, penyelam skuba atau perenang menghadapi tekanan hidrostatik di seluruh permukaan badan, manakala ia melebihi parameter normal badannya. Walaupun badan penyelam mungkin tidak bersentuhan langsung dengan air kerana sut getah, badan penyelam tertakluk kepada tekanan yang sama yang mempengaruhi badan perenang, kerana udara dalam sut mesti dimampatkan untuk mengambil kira faktor persekitaran. Oleh kerana itu, walaupun udara pernafasan yang dibekalkan melalui hos mesti dipam masuk, dengan mengambil kira tekanan air pada kedalaman yang dimaksudkan. Penunjuk yang sama mestilah untuk udara yang dihantar dari silinder ke topeng penyelam skuba. Oleh itu, penyelam perlu menghirup udara dengan kadar yang luar biasa.
Loceng menyelam atau caisson juga tidak akan membantu melawan tekanan, kerana udara di dalamnya harus dimampatkan supaya ia tidak jatuh di bawah loceng, iaitu, meningkatkannya kepada penunjuk persekitaran. Atas sebab ini, dengan rendaman secara beransur-ansur, terdapat pengepaman udara yang berterusan dengan jangkaan tekanan air pada kedalaman yang dicapai.
Kadar yang tinggi memberi kesan buruk kepada kesejahteraan dan kesihatan seseorang, itulah sebabnya terdapat had tertentu di mana orang boleh bekerja tanpa membahayakan kesihatan. Biasanya, apabila menyelam dalam pakaian selam, ia mencapai 40 meter, yang sepadan dengan 4 atmosfera. Seorang penyelam boleh turun ke kedalaman yang besar hanya dalam sut angkasa lepas yang tegar, yang akan menerima tekanan air. Ia boleh menyelam dengan selamat sehingga 200 meter.
Kesan kepada kesihatan manusia
Apabila anda berada di bawah air untuk masa yang lama pada tekanan tinggi, sejumlah besar udara akan larut dalam darah dan cecair badan yang lain. Sekiranya terdapat peningkatan pesat penyelam ke permukaan, maka udara terlarut akan mula dibebaskan dari darah dalam bentuk gelembung. Pembebasan buih secara tiba-tiba boleh menyebabkan kesakitan teruk di seluruh badan dan membawa kepada penyakit penyahmampatan. Oleh itu, ia mungkin mengambil masa yang lama (beberapa jam) untuk gas terlarut dibebaskan secara beransur-ansur dan tanpa gelembung untuk menaikkan penyelam yang telah bekerja pada kedalaman yang sangat lama untuk masa yang lama.
Tekanan laut dan haiwan laut
Walaupun nilai tekanan yang besar di dasar laut telah ditunjukkan sebelum ini, bagi haiwan marin ini bukanlah penunjuk yang begitu ketara. Penduduk tempatan boleh dengan mudah dan tenang menanggung turun naik yang besar dalam penunjuk ini pada siang hari. Walau bagaimanapun, sesetengah haiwan sedemikian tidak bertolak ansur dengan perubahan mendadak dalam tekanan dengan baik. Contohnya, siakap akan membengkak apabila dibawa ke darat, terutamanya jika dibawa keluar dari air dengan cepat.
Tekanan atmosfera di bawah air agak mudah dikira. Ia cukup untuk diingat bahawa untuk setiap 10 meter terdapat 1 atmosfera. Walau bagaimanapun, pada kedalaman yang lebih mendalam, penunjuk lain turut dimainkan, seperti mampatan dan ketumpatan air. Dalam hubungan ini, pengiraan perlu dilakukan dengan mengambil kira nilai ini.
