Nuo mokslo metų visi žino, kad vanduo yra tankesnis už orą. Dėl šios priežasties slėgio pokytis po vandeniu panardinant yra greitesnis nei jo pokytis didėjant aukščiui. Taigi, nusileidus 10 metrų, padidėja slėgis atmosferoje. Giliose vandenyno įdubose, siekiančiose 10 tūkstančių metrų, šis skaičius yra 1 tūkstantis atmosferų. Kaip sužinoti, kaip slėgis kinta po vandeniu ir kaip jis veikia gyvas būtybes, bus aprašyta toliau.
Fizikiniai skaičiavimai
Sūraus jūros vandens tankis yra 1–2 % didesnis nei šviežio skysčio. Todėl su tam tikru tikslumu galima apskaičiuoti, koks slėgis yra po vandeniu, nes panardinus kas 10 metrų jis padidėja viena atmosfera. Pavyzdžiui, povandeninis laivas, esantis 100 metrų gylyje, patiria 10 atmosferų slėgį, kurį galima palyginti su garo katilo viduje esančiais indikatoriais lokomotyve. Iš to išplaukia, kad kiekvienas sluoksnis jūroje turi savohidrostatinis indeksas. Visuose povandeniniuose laivuose yra manometrai, matuojantys vandens slėgį už borto, pagal kuriuos galite nustatyti panardinimo laipsnį.
Didiame gylyje pastebimas vandens suspaudžiamumas, nes jo tankis giliuose sluoksniuose yra didesnis nei paviršiuje. Ir slėgis kyla greičiau nei tiesiškai, todėl grafikas šiek tiek nukrypsta nuo tiesės. Papildomas slėgis, atsirandantis dėl skysčio suspaudimo, didėja su kvadratu. Nusileidus 11 km, jis sudaro apie 3 % viso slėgio šiame gylyje.
Kaip tyrinėjamos jūros ir vandenynai
Tyrimui naudojami batiskafai ir batisferos. Batisfera yra plieninis rutulys, kurio viduje yra tuštuma, kuri gali atlaikyti labai aukštą giluminės jūros slėgį. Batisferos sienoje įtaisytas iliuminatorius - hermetiška anga, uždaryta tvirtu stiklu. Batisfera su tyrinėtoju iš laivo plieniniu trosu nuleidžiama į tą vandens sluoksnį, kurio prožektorius negali apšviesti. Šio įrenginio dėka buvo galima nusileisti iki 1 km. Batiskafai su batisfera (apačioje sustiprinta dideliu plieniniu baku), kuri užpildyta benzinu, gali pasiekti dar didesnį panardinimą.
Kadangi benzino tankis yra mažesnis nei vandens, tokia konstrukcija gali judėti jūroje, kaip spūstis ore. Vietoj lengvųjų dujų naudojamas benzinas. Tuo pačiu metu batiskafas aprūpintas balastu ir varikliu, kurio dėka, skirtingai nei batisfera, jis gali judėti savarankiškai, nereikalaujant ryšio su laivu.paviršius.
Slėgio po vandeniu tyrimai gylyje
Iš pradžių batiskafas plūduriuoja ant vandens kaip plūduriuojantis povandeninis šaukštas. Norint pradėti nardyti, į tuščius balasto skyrius pilamas jūros vanduo, dėl kurio konstrukcija pradeda vis giliau grimzti po vandeniu, kol pasiekia dugną. Kad pakiltų į paviršių, balastas atleidžiamas, o be krovinio pertekliaus batiskafas lengvai iškyla į paviršių.
Giliausias nardymas naudojant batiskafą buvo atliktas 1960 m. sausio 23 d., kai jis 20 minučių praleido Marianos įduboje 10 919 metrų gylyje po vandeniu, kur slėgis siekė daugiau nei 1 150 atmosferų (skaičiavimas atliktas). atsižvelgiant į skysčio tankio padidėjimą dėl suspaudimo ir druskingumo). Atlikę eksperimentą, mokslininkai rado gyvų būtybių, gyvenančių net tokiose sunkiai pasiekiamose vietose.
Vandens slėgis
Nardydamas naras ar plaukikas patiria hidrostatinį slėgį visame kūno paviršiuje, o jis viršija įprastus jo kūno parametrus. Nors naro kūnas dėl guminio kostiumo gali nesiliesti su vandeniu, naro kūną veikia toks pat slėgis, kaip ir plaukiko kūną, nes kostiume esantis oras turi būti suspaustas, kad būtų atsižvelgta į aplinkos veiksnius. Dėl to net per žarną tiekiamas kvėpuojantis oras turi būti pumpuojamas, atsižvelgiant į vandens slėgį numatytame gylyje. Toks pat indikatorius turi būti ir orui, tiekiamam iš cilindrų į naro kaukę. Taigi narai turi kvėpuoti oru neįprastu greičiu.
Nardymo varpas ar kesonas taip pat nepadės nuo slėgio, nes jame esantis oras turi būti suspaustas, kad nepatektų po varpu, tai yra, padidinkite jį iki aplinkos rodiklių. Dėl šios priežasties, laipsniškai panardinant, oras nuolat siurbiamas, tikimasi vandens slėgio pasiekiamame gylyje.
Aukšti tarifai blogai veikia žmogaus savijautą ir sveikatą, todėl yra tam tikra riba, iki kurios žmonės gali dirbti nepakenkdami sveikatai. Paprastai, nardant su nardymo kostiumu, jis pasiekia 40 metrų, o tai atitinka 4 atmosferas. Į didelį gylį naras gali nusileisti tik su standžiu skafandru, kuris įgaus vandens slėgį. Jis gali saugiai nardyti iki 200 metrų.
Poveikis žmonių sveikatai
Kai ilgą laiką būsite po vandeniu esant aukštam slėgiui, didelis oro kiekis ištirps kraujyje ir kituose kūno skysčiuose. Jei naras greitai pakils į paviršių, ištirpęs oras pradės išsiskirti iš kraujo burbuliukų pavidalu. Staigus burbuliukų išsiskyrimas gali sukelti stiprų skausmą visame kūne ir sukelti dekompresinę ligą. Todėl gali prireikti daug laiko (keleto valandų), kol ištirpusios dujos bus išleistos palaipsniui ir be burbuliukų, kad būtų galima pakelti narą, kuris ilgą laiką dirbo dideliame gylyje.
Jūros slėgis ir jūros gyvūnai
Nors anksčiau buvo nurodytos didžiulės slėgio vertės jūros dugne, jūros gyvūnams tai nėra tokie reikšmingi rodikliai. Vietos gyventojai gali lengvai ir ramiai ištverti didžiulius šio rodiklio svyravimus dienos metu. Tačiau kai kurie tokie gyvūnai ne itin gerai toleruoja staigų slėgio pokytį. Pavyzdžiui, jūros ešeriai išsipūs, kai nunešami į sausumą, ypač jei jie labai greitai išimami iš vandens.
Atmosferos slėgį po vandeniu apskaičiuoti gana lengva. Pakanka prisiminti, kad kas 10 metrų yra 1 atmosfera. Tačiau didesniame gylyje veikia kiti rodikliai, tokie kaip suspaudimas ir vandens tankis. Atsižvelgiant į tai, reikės atlikti skaičiavimus, atsižvelgiant į šias vertes.
