Pritisak pod vodom u dubinama mora: kako mjeriti

Od školskih godina svi znaju da je voda gušća od vazduha. Zbog toga se promjena pritiska pod vodom sa uranjanjem događa brže od njegove promjene sa povećanjem visine. Dakle, pri spuštanju od 10 metara dolazi do povećanja pritiska po atmosferi. U dubokim okeanskim depresijama koje dosežu 10 hiljada metara, ovaj pokazatelj je 1 hiljada atmosfera. Kako saznati kako se pritisak mijenja pod vodom i kako utiče na živa bića bit će opisano u nastavku.

Fizički proračuni

Gustina slanog morska voda je 1-2% više od svježe tečnosti. Stoga je uz određenu tačnost moguće izračunati, kakav pritisak pod vodom, jer se pri ronjenju na svakih 10 metara povećava za jednu atmosferu. Na primjer, podmornica na dubini od 100 metara doživljava pritisak od 10 atmosfera, , što može može se porediti sa pokazateljima unutar parnog kotla u parnoj Lokomotivi. Iz ovoga proizilazi da svaki sloj u moru ima svoj hidrostatički indeks. Sve podmornice opremljene su manometrima koji mjere pritisak vode u moru, na osnovu kojih je moguće odrediti stepen uranjanja.

Na velikoj dubini postaje primjetna kompresibilnost vode, jer je njena gustina u dubokim slojevima veća nego na površini. A pritisak raste brže nego prema linearnom zakonu, zbog čega Graf malo odstupa od prave linije. Dodatni pritisak uzrokovan kompresijom tečnosti raste proporcionalno kvadratu. Kada se spuštate 11 km, to je oko 3% ukupnog pritiska na ovoj dubini.

Kako istražiti mora i okeane

U studiji se koriste batiskafi i batisfere. Batisfera je čelična Lopta sa prazninom iznutra koja može izdržati veoma visok pritisak dubokog mora. U zid batisfere postavljen je prozor-zatvorena rupa zatvorena jakim čašama. Batisfera sa istraživačem spušta se sa broda na čeličnom kablu do sloja vode koji reflektor ne može osvijetliti. Zahvaljujući ovom uređaju bilo je moguće spustiti se na 1 km. Batiskafi sa batisferom (ojačani na dnu sa velikim čeličnim rezervoarom), koji je napunjen benzinom, mogu postići još veće uranjanje.

Budući da je gustina benzina manja od vode, takva struktura može se preseliti u more, poput zračnog broda u zraku. Umesto svetlosnog gasa koristi se benzin. Istovremeno, batiskaf je opremljen zalihom balasta i motorom, zahvaljujući kojem se, za razliku od batisfere, može kretati samostalno, bez potrebe za komunikacijom s brodom na površini.

Proučavanje pritiska pod vodom na dubini

Kao prvo, batiskaf pluta po vodi kao površinska podvodna kašika. Za početak ronjenja, morska voda se sipa u prazne balastne odjeljke, zbog čega struktura počinje tonuti sve dublje u vodu dok ne dođe do dna. Da bi se popeo na površinu, balast se ispušta i bez viška teret, batiskaf se lako diže na površinu.

Najdublje zaron pomoću batiskafa izveden je 23. januara 1960. godine, kada je proveo 20 minuta u Marijanskom rovu na dubini od 10919 metara pod vodom, gdje je pritisak bio veći od 1150 atmosfera (proračun je izvršen uzimajući u obzir povećanje gustine tečnosti zbog kompresije i saliniteta). Kao rezultat eksperimenta, istraživači su pronašli živa bića koja žive čak i na tako teško dostupnim mjestima.

Pritisak vode

Prilikom ronjenja Ronilac ili plivač nailazi na hidrostatički pritisak po cijeloj površini tijela, dok on premašuje normalne parametre njegovog tijela. Iako telo ronioca možda neće doći u kontakt sa vodom direktno zbog gumenog odela, on se suočava sa istim pritiskom koji utiče na telo plivača, jer je vazduh u odelu potrebno komprimovati uzimajući u obzir indikatore okruženje. Zbog toga se čak i vazduh za disanje koji se dovodi kroz crevo mora pumpati uzimajući u obzir pritisak vode na predviđenoj dubini. Isti indikator mora biti i za vazduh koji se isporučuje iz cilindara u masku ronioca. Dakle, ronioci moraju da udišu vazduh sa neobičnim indikatorima.

Ni ronilačko zvono ili keson neće pomoći od pritiska, jer u njemu treba komprimirati vazduh tako da ne padne ispod zvona, odnosno povećati ga na ekološke pokazatelje. Iz tog razloga, sa postepenim uranjanjem, postoji stalno pumpanje vazduha sa očekivanjem pritiska vode na dostignutoj dubini.

Visoki pokazatelji loše utiču na dobrobit osobe i zdravlje, , zbog čega postoji određena granica za koju ljudi mogu raditi bez štete do zdravlje. Obično, kada ronite u ronilačkom odijelu, dostiže 40 metara, što odgovara 4 atmosfere. Ronilac se može spustiti na veliku dubinu samo u čvrstom svemirskom odijelu, koje će poprimiti pritisak vode. U njemu možete sigurno zaroniti do 200 metara.

Uticaj na zdravlje ljudi

Ako dugo ostanete pod vodom pod visokim pritiskom, znatna količina vazduha će se rastvoriti u krvi i drugim telesnim tečnostima. Ako dođe do brzog porasta ronioca na površinu, rastvoreni vazduh će početi da se oslobađa iz krvi u obliku mehurića. Naglo oslobađanje mjehurića može dovesti do jakih bolova u cijelom tijelu i dovesti do kesonske bolesti. Stoga, podizanje ronioca koji je dugo radio na velikoj dubini može potrajati dugo (nekoliko sati) tako da se rastvoreni gas oslobađa postepeno i bez mehurića.

Morski pritisak i morske životinje

Iako su prethodno naznačene ogromne vrijednosti pritiska koje se dešavaju na dnu mora, to nisu toliko značajni pokazatelji za morske životinje. Lokalno stanovništvo lako i mirno podnosi ogromne fluktuacije ovog indikatora tokom dana. Međutim, neke takve životinje ne podnose dobro oštru promjenu pritiska. Na primjer, kada se ukloni na kopno, brancin će nabubriti, posebno ako se vrlo brzo ukloni iz vode.

Atmosferski pritisak pod vodom prilično je jednostavan za izračunavanje. Dovoljno je zapamtiti da za svakih 10 metara postoji 1 atmosfera. Međutim, na velikim dubinama stupaju na snagu i drugi pokazatelji, poput kompresije i gustine vode. S tim u vezi, biće potrebno izračunati uzimajući u obzir ove vrijednosti.