Từ những năm đi học, ai cũng biết rằng nước đặc hơn không khí. Do đó, sự thay đổi của áp suất dưới nước khi ngâm nhanh hơn sự thay đổi của nó khi tăng độ cao. Vì vậy, khi đi xuống 10 mét, áp suất trên mỗi bầu khí quyển tăng lên. Ở những chỗ trũng sâu dưới đáy đại dương, đạt tới 10 nghìn mét, con số này là 1 nghìn atm. Cách tìm hiểu áp suất thay đổi như thế nào dưới nước và nó ảnh hưởng đến chúng sinh như thế nào sẽ được mô tả bên dưới.
Tính toán vật lý
Tỷ trọng của nước biển mặn cao hơn 1-2% so với nước ngọt. Do đó, với độ chính xác nhất định, có thể tính được áp suất dưới nước là bao nhiêu, vì khi ngâm nước cứ 10 mét thì nó tăng thêm một bầu khí quyển. Ví dụ, một tàu ngầm ở độ sâu 100 mét chịu áp suất 10 atm, có thể được so sánh với các chỉ số bên trong nồi hơi trong đầu máy. Từ đó mỗi lớp trong biển cóchỉ số thủy tĩnh. Tất cả các tàu ngầm đều được trang bị đồng hồ đo áp suất đo áp suất của nước trên tàu, dựa vào đó bạn có thể xác định mức độ ngâm.
Ở độ sâu lớn, khả năng nén của nước trở nên đáng chú ý, vì mật độ của nó ở các lớp sâu cao hơn trên bề mặt. Và áp suất tăng nhanh hơn tuyến tính, làm cho đồ thị hơi lệch khỏi đường thẳng. Áp suất bổ sung do nén chất lỏng tăng theo hình vuông. Khi xuống độ sâu 11 km, nó là khoảng 3% tổng áp suất ở độ sâu này.
Cách khám phá biển và đại dương
Nghiên cứu sử dụng mũ tắm và khăn tắm. Sinh quyển là một quả cầu thép có lỗ rỗng bên trong có thể chịu được áp suất rất cao của biển sâu. Một cửa sổ được đặt trong tường của bồn tắm - một lỗ kín được đóng lại bằng kính cường lực. Sinh quyển có nhà nghiên cứu được hạ xuống từ tàu trên một sợi cáp thép xuống lớp nước mà đèn rọi không thể chiếu sáng. Nhờ thiết bị này, nó đã có thể đi xuống 1 km. Những chiếc mũ tắm có hình cầu (được gia cố ở đáy bằng một bể thép lớn), chứa đầy xăng, có thể ngâm sâu hơn nữa.
Vì tỷ trọng của xăng nhỏ hơn nước, một cấu trúc như vậy có thể di chuyển trong biển, giống như một đám mây trong không khí. Xăng được sử dụng thay vì xăng nhẹ. Đồng thời, bathyscaphe được trang bị nguồn cung cấp ballast và một động cơ, nhờ đó, không giống như bathysphere, nó có thể di chuyển độc lập mà không cần thông tin liên lạc với tàu trênbề mặt.
Nghiên cứu áp suất dưới nước ở độ sâu
Lúc đầu, viên bim bim nổi trên mặt nước giống như một chiếc thìa trôi dưới nước. Để bắt đầu lặn, nước biển được đổ vào các khoang dằn trống, do đó cấu trúc này bắt đầu chìm ngày càng sâu dưới nước cho đến khi chạm đáy. Để nâng lên bề mặt, chấn lưu được giải phóng, và không có hàng hóa dư thừa, tấm đệm tắm dễ dàng trồi lên bề mặt.
Lần lặn sâu nhất bằng bồn tắm được thực hiện vào ngày 23 tháng 1 năm 1960, khi anh ấy dành 20 phút ở rãnh Mariana ở độ sâu 10919 mét dưới nước, nơi có áp suất hơn 1150 atm (tính toán được thực hiện có tính đến sự gia tăng mật độ của chất lỏng do nén và độ mặn). Kết quả của cuộc thử nghiệm, các nhà nghiên cứu đã tìm thấy những sinh vật sống ngay cả ở những nơi khó tiếp cận như vậy.
Áp lực nước
Khi lặn, một người lặn biển hoặc bơi lội gặp phải áp suất thủy tĩnh trên toàn bộ bề mặt của cơ thể, trong khi nó vượt quá các thông số bình thường của cơ thể anh ta. Mặc dù cơ thể người lặn có thể không tiếp xúc trực tiếp với nước do bộ quần áo cao su, cơ thể người thợ lặn phải chịu cùng một áp lực tác động lên cơ thể người bơi, vì không khí trong bộ đồ phải được nén lại để giải quyết các yếu tố môi trường. Do đó, ngay cả không khí thở được cung cấp qua vòi phải được bơm vào, có tính đến áp lực của nước ở độ sâu dự định. Chỉ báo tương tự phải dành cho không khí được cung cấp từ các bình đến mặt nạ của thợ lặn. Do đó, các thợ lặn phải hít thở không khí với tốc độ bất thường.
Chuông lặn hoặc caisson cũng sẽ không giúp chống lại áp suất, vì không khí trong đó phải được nén lại để không bị rơi xuống dưới chuông, tức là tăng nó lên các chỉ số môi trường. Vì lý do này, khi ngâm từ từ, không khí được bơm liên tục với kỳ vọng áp suất nước ở độ sâu đạt được.
Tỷ lệ cao có ảnh hưởng xấu đến hạnh phúc và sức khỏe của một người, đó là lý do tại sao có một giới hạn nhất định mà mọi người có thể làm việc mà không gây hại cho sức khỏe. Thông thường, khi lặn trong bộ đồ lặn, nó đạt tới độ sâu 40 mét, tương ứng với 4 khí quyển. Một thợ lặn có thể xuống độ sâu lớn chỉ trong một bộ đồ không gian cứng, sẽ chịu áp lực của nước. Nó có thể lặn an toàn ở độ sâu 200 mét.
Ảnh hưởng đến sức khỏe con người
Khi bạn ở dưới nước trong thời gian dài ở áp suất cao, một lượng không khí đáng kể sẽ hòa tan trong máu và các chất lỏng khác của cơ thể. Nếu có sự trồi lên nhanh chóng của người lặn lên bề mặt, thì không khí hòa tan sẽ bắt đầu thoát ra khỏi máu dưới dạng bong bóng. Việc bong bóng giải phóng đột ngột có thể dẫn đến đau dữ dội khắp cơ thể và dẫn đến bệnh giảm áp. Do đó, có thể mất một thời gian dài (vài giờ) để khí hòa tan được giải phóng dần dần và không có bọt để nâng cao một thợ lặn đã làm việc ở độ sâu lớn trong một thời gian dài.
Áp suất biển và động vật biển
Mặc dù các giá trị cực lớn của áp suất dưới đáy biển đã được chỉ ra trước đây, nhưng đối với động vật biển, đây không phải là những chỉ số quá quan trọng. Cư dân địa phương có thể dễ dàng và bình tĩnh chịu đựng những biến động lớn của chỉ số này trong ngày. Tuy nhiên, một số loài động vật như vậy không chịu được sự thay đổi mạnh của áp suất rất tốt. Ví dụ, cá vược sẽ phồng lên khi được đưa vào đất liền, đặc biệt nếu được đưa lên khỏi mặt nước rất nhanh.
Áp suất khí quyển dưới nước khá dễ tính. Cần nhớ rằng cứ 10 mét thì có 1 bầu khí quyển. Tuy nhiên, ở độ sâu lớn hơn, các chỉ số khác sẽ phát huy tác dụng, chẳng hạn như độ nén và mật độ nước. Trong kết nối này, cần phải thực hiện phép tính có tính đến các giá trị này.
