Физические аспекты дайвинга.

Вспомним некоторые физические законы, имеющие практическое значение для дайвера.

Закон Бойля – пожалуй один из самых применяемых в дайвинге – устанавливает соотношения между давлением и объемом. Ведь когда мы дышим, мы потребляем некие “объемы” смеси, а когда речь идет о баллонах, не обойтись без понятия давления. Закон Бойля позволяет производить расчеты, необходимые при приготовлении дыхательной смеси, а также расчитывать время погружения. Он гласит, что произведение давления газа на его объем – величина постоянная (для замкнутой системы при постоянной температуре), т.е.

P•V = const,

или

P1•V1 = P2•V2

С помощью этой формулы можно определить используемый объем дыхательной смеси. Рассмотрим для примера стандартный 12 литровый баллон заполненный до 200 бар. Объем содержащегося в нем газа на поверхности составит

Закон Бойля применяется также и для определения объема дыхательной смеси на глубине. Объем баллона с увеличением глубины не меняется, но меняется давление, под которым дыхательная смесь поступает в легкие. Давление на глубине 70 м составит

АТА = 70/10 + 1 = 8 АТА

Теперь, объем смеси, составлявший на поверхности 2400 л уменьшится и составит

2400/8 = 300 л

Очевидно, что, если Вы расходуете 20 л в минуту, этого баллона хватит примерно на 15 минут!

Каждый Тримикс дайвер обязан знать свой Приведенный к Поверхности Минутный Объем Дыхания (обозначается SAC – Surface Air Consumption или RMV – Respiratory Minute Volume). Эти данные невозможно найти в книге, они – индивидуальны и Вы должны их вычислить самостоятельно. Техника измерения такова: дайвер погружается на некую разумную глубину и определяет количество смеси, которое он расходует за определенный период времени. Чем этот период больше, тем точнее результат, но необходимо следить за глубиной – она должна быть стабильна. Засеките время и начальное давление в баллоне, после чего проплывите 100 метров (туда-обратно)на глубине 10 метров. В конце снова засеките время и оставшееся давление в баллоне.

Предположим, что плавание в среднем темпе заняло у нас 20 минут, средняя глубина была 10 метров и мы использовали 10 литровый баллон. Давление в начале эксперимента составило 180 бар, а в конце – 100 бар.

На глубине 40 метров дайверу потребуется (40/10 + 1) * 20 = 100 литров смеси в минуту. Это значит, что 10 литрового 200 барного баллона хватит примерно на 20 минут. Очевидно, что дайверу, для того, чтобы рассчитать количество требуемой для погружения дыхательной смеси необходимо знать свой SAC (RMV).

Закон Бойля также используется компрессорщиками для приготовления смесей. Несмотря на то, что, строго говоря Закон Бойля верен только для Идеального Газа, он с успехом применяется на практике как приблизительный метод расчета. Компрессорщики делают поправку на сжимаемость газов. При необходимости использование законов Ван-дер-Ваальса, Битти-Бридгмана и Бенсона-Голдинга будет больше чем достаточно для выполнения точных расчетов. Имейте в ввиду, что некоторые специалисты по приготовлению смесей имеют настолько богатый практический опыт, что могут точно приготовить требуемую смесь без каких-либо сложных вычислений.

Закон Дальтона – устанавливает соотношение между давлением смеси газов и давлением каждого из ее компонентов:

Pобщ = Р1 + Р2 + …+ Рn

Состав воздуха:

Как правило, для наших целей можно считать, что воздух имеет следующий состав:

Азот 79%

Кислород 21%

[1] Прим. А. Чистякова. Распространено обозначение, в котором опускается концентрация азота. Так, наша смесь может обозначаться как Trimix 15/41 или Trx 15/41 или Tx15/41.