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环境

发布时间:2014-03-19


近年来,由于潜水器材的进步和人们对海底世界的认识更加清晰,潜水运动呈现出蓬勃发展的势头,投身于潜水和喜欢潜水运动的人越来越多。尤其在近两三年,潜水作为一种时尚的休闲方式,已经走入了普罗大众的视线。
潜水和水压
我们知道,大气和水都是有压力的。水压与水的多少无关,只与水的深浅和密度有关系。水越深,密度越大,水压越大。在同样的深度,水压从四周垂直作用于水中悬浮的物体。
通常情况下,水面承受的大气压力是相对恒定的,人们将其规定为1个大气压。随着深度的增加,下潜者承受的压力也相应增加。每下潜10米,潜水者所承受的压力就会增加1个大气压,在水深20米的地方,他将承受到3个大气压,以此类推。
那么,这个现象对潜水又有什么影响呢?
我们都知道,气体是可压缩的,在压力不是很大的情况下受到的压力发生改变时,空气的密度也随之成正比改变,而空气体积则成反比改变。对于这一点,做个简单的实验就不难证明。将一个开口朝下的敞口空瓶小心地带到水下10米的地方,此时水将占据瓶子的一半体积。这就说明,在压力加倍(从1个大气压增加到2个大气压)的时候,瓶内气体的密度加倍,而体积则减半。此时,如果要保持空气体积不变,就必须在瓶内注入空气,以补足减少的空气体积。之后,当瓶子上浮时,空气会随着压力的减小而成比例地膨胀,随着深度的减小,多出来的空气会逐渐溢到周围的水中。
以上情况是针对敞口的刚性瓶体。假如我们用的是密闭而有弹性的容器,情况就会有所不同。比如气球或塑胶袋,如果在水深30米的地方注入空气使它膨胀,再让它上浮到水面时,袋子将胀大4倍。这就要求袋子的弹性要足够好,否则它在上浮途中就可能会胀裂。
我们的耳道、鼻腔和肺这些空腔部位,相当于那个"有弹性的瓶子"。下潜时,水压增加会使身体空腔内的空气体积减少,压力会将身体组织向体内空腔挤压,你的耳朵、鼻腔和肺部会感到压力,如果持续下潜,将会感到明显不适。
要避免这种现象,在水下就必须呼吸和当时深度环境压力相等的高压气体,来平衡身体内外的压力。因此,我们在水下呼吸空气的体积只有水面上的一半,但其密度却是水面上的2倍。因此在上升回水面的过程中,就要呼出体积不断膨胀的空气,以使肺部维持原来的体积,否则就成了那个密封而不断膨胀的"袋子"。所以,水肺潜水最重要的原则是:持续呼吸,一定不要憋气。
(更多精彩图片及完整内容请阅览《科学世界》2013年第8期)

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