На какой глубине человека раздавит давлением

Предлагаем самое важное по теме: "на какой глубине человека раздавит давлением" с комментариями профессиональных докторов. Мы постарались описать всю проблематику доступными словами. Если что-то не понятно или есть вопросы, то вы можете их оставить в специальном поле после статьи.

Некоторые мясные консервы стерилизуют, подвергая давлению, эквивалентному погружению на глубину 60 км, так что смертельное давление лежит где-то в диапазоне от 3 до 60 км водяного столба.

Кислород под высоким давлением становится токсичным. Он отрицательно действует на центральную нервную систему, вызывая кислородное отравление, симптомами которого являются головокружение, тошнота и судороги.

Чтобы избежать таких ситуаций и продолжать погружения более безопасно для собственного организма необходимо восполнять кислород в крови. Говоря научным языком:

Один из вариантов – это употребление кислородных коктейлей.

  • Улучшает концентрацию внимания
  • Увеличивает работоспособность
  • Усиливает иммунитет
  • Помогает при интенсивных физических нагрузках
  • Снижает синдром хронической усталости
  • Улучшает состояние сердечно-сосудистой системы
  • Улучшает обменные процессы в организме
  • Рекомендован детям и беременным

Кислородный коктейль разрешен к употреблению беременным женщинам и детям, пожилым людям. Для спортсменов является источником восстановления нормального уровня кислорода в организме.

Влияние высокого давления на глубине на нервную систему

Изображение - На какой глубине человека раздавит давлением proxy?url=https%3A%2F%2Festet-portal.com%2Fimages%2Farticle%2Fmain%2Fvliyanie-vysokogo-davleniya-na-glubine-na-nervnuyu-sistemu-tp1507037153

Летом многие люди отправляются отдыхать на море или океан. Кто-то наслаждается плаванием и получает красивый загар, а кто-то любит понырять. Ныряние – не только познавательный и интересный процесс, но он и несет в себе немало угроз здоровью человека, и даже может привести к летальным последствиям. Какие опасности несет в себе ныряние? Что должен знать человек, которые собирается погрузиться на глубину? И как предотвратить опасное воздействие на организм сил природы, читайте на estet-portal.com.

Атмосферное давление на глубине вызывает кессонную болезнь

На вершине горы Эверест высотой в 8848 м давление атмосферы снижается на две трети, а при погружении в воду на эту же глубину, атмосферное давление на глубине возрастает в 885 раз! Естественно, ведь вода куда тяжелее воздуха. В морской воде с каждым спуском в 10 м, давление на глубине становится все больше и больше. Так, уже на глубине 30 м человек при нырянии испытывает на себе давление 4 бар. При резком подъеме из зоны высокого давления на глубине ныряльщик в условиях нормального атмосферного давления получает кессонную болезнь. Кессонная болезнь проявляется кожным зудом и сильной болью в суставах и мышцах. При более резких подъемах с глубины появляется головокружение, паралич всего тела, потеря сознания, может наступить смерть. Это все происходит за несколько минут.

Образование смертоносных пузырьков. Опасность ныряния

После ныряния при быстром подъеме с глубины в организме происходят следующие процессы: газы из крови и тканей организма высвобождаются в виде пузырьков. Образовавшиеся пузырьки продолжают свой процесс роста, используя новые порции газа. В результате эти пузырьки разрастаются до такого большого размера, что могут закупорить сосуды и спровоцировать развитие газовой эмболии. Этот процесс препятствует поступлению крови с кислородом к клеткам, и они погибают. После ныряния образовавшиеся пузырьки воздуха при резком подъеме также активируют выработку тромбоцитов, которые реагируют на прибавление воздуха в сосудах, образовываются тромбы. При образовании пузырьков воздуха внутри тканей ткани могут повредиться или разорваться. Опытные ныряльщики испытали на себе действие этих пузырьков. Перебои с дыханием, которые появляются после ныряния, происходят из-за образования пузырьков в капиллярах легочной ткани, при этом сокращается их дыхательный объем. При поражении пузырьками вестибулярного аппарата нарушается равновесие. Нарушение кровообращения в нервных структурах после ныряния проявляется в виде парезов или параличей, нарушений чувствительности и речи.

При нырянии происходит сокращение объема газов, а при подъеме на поверхность они расширяются. То есть при нырянии газы, которые находятся в полостях организма, сжимаются под действием давления, а затем растворяются в жидкостях. Если это сжатие произойдет слишком быстро, при нырянии возможен разрыв барабанной перепонки. А если вдруг в зубной пломбе при лечении зуба остался маленький пузырек воздуха, то при сжатии его на глубине в этой же пломбе может произойти имплозия (взрыв, направленный внутрь). А на большой высоте может произойти обратное – при пониженном давлении зуб, в котором таится пузырек воздуха, может разорваться внутри.

Влияние высокого давления на глубине на нервную систему

При давлении на человека 21 бар на глубине 200 м у людей развивается так называемый нервный синдром высокого давления («трясучка»). Этот синдром проявляется дрожью, головокружением, тошнотой и микросном – кратковременным отключением внимания. Этот синдром ставит предел глубины погружения ныряльщика. При кислородно-гелиевой смеси этот предел 200-250 м, а если в эту смесь добавить азот – человек сможет выдержать давление на глубине до 450 м в открытом море. Нижней безопасной границей при погружении на сжатом воздухе считается глубина 30 м. При погружении есть опасность азотного наркоза. Это потому, что у ныряльщиков, которые дышат сжатым воздухом, пузырьки в крови образует азот.

При нырянии и нахождении человека под высоким давлением в несколько атмосфер азот всегда вызывает интоксикацию, которая очень похожа на алкогольное опьянение. Появляется эйфория, отрыв от реальности, повышенное возбуждение, потеря координации. Азотный наркоз возникает при нырянии на глубину 50 м, и по мере увеличения глубины симптомы усиливаются. Уже после 90 м возможна потеря сознания. При частых ныряниях на глубину организм адаптируется к действию азота, но, при всем этом, азотная интоксикация все же является причиной смерти многих ныряльщиков, которые погрузились на 50 метров глубиной.

При нырянии на глубину возможно кислородное отравление

Чистый кислород – опасное вещество, токсичность которого под давлением только увеличивается. Человек может дышать чистым кислородом около 12 часов под давлением 1 атм, через сутки происходит разрушение клеток альвеол в легких. При этом у человека появляется кашель после ныряния, возможно скопление жидкости в легочной ткани. При давлении 2 атм человек испытывает тошноту, головокружение. Через несколько часов начинаются конвульсии, которые похожи на эпилептический припадок. При давлении 7 атм дышать чистым кислородом возможно лишь 5 минут, а после начинаются судороги. При этом кислород становится кисло-сладким по запаху и напоминает, со слов ныряльщиков, запах имбирного пива или разбавленные чернила с сахаром.

Читайте так же:  Гипертония народными методами

Меры предосторожности при нырянии и советы людям с опасной профессией на глубине

Даже если человек несколько минут находился под действие высокого давления на глубине, подниматься стоит очень медленно, чтобы организм смог адаптироваться и перестроиться к изменениям давления. Водолазам, которые укладывают или ремонтируют трубы, приходится по несколько недель проводить на океанском дне. Например, при использовании гелиокса, при погружении на 100 м, на процесс декомпрессии требуется 4 дня, при погружении на 300 м декомпрессия занимает 10 дней.

У подводников, которые перенесли острую кессонную болезнь после ныряний, часто наблюдаются такие симптомы как потеря слуха, сниженная чувствительность ступней и ладоней, тремор конечностей и другие неврологические расстройства. При обследовании аквалангистов с помощью МРТ часто можно обнаружить маленькие очаги повреждения клеток в мозге- участки ишемии вследствие гибели нервных клеток из-за блокировки воздушными пузырями.

Организм человека реагирует на все изменения окружающее среды, в том числе и на изменение давления. Чтобы предотвратить возникновение необратимых процессов, людям, чья работа связана с работой при низком или высоком давлении, разработаны гигиенические требования к режиму и условиям труда, правила декомпрессии, разработан перечень противопоказаний к подобным работам.

Ну а те, кто просто поехал отдыхать на море или океан, а также является заядлым ныряльщиком, стоит подготовиться к ныряниям. Это значит, что человек должен быть осведомлен о правилах декомпрессии, знать максимальную глубину при той смеси, которой он будет дышать, а также время, на протяжении которого ему не вредно будет опускаться на глубину.

В § 147 было указано, что давление водяного столба высоты 10 метров равно одной атмосфере. Плотность морской соленой воды на 1—2% больше, чем плотность пресной воды. Поэтому можно с достаточной точностью считать, что погружение в море на каждые 10 метров дает увеличение гидростатического давления на одну атмосферу. Например, подводная лодка, погрузившаяся на 100 м под воду, испытывает давление, равное 10 атм (сверх атмосферного), что примерно соответствует давлению внутри парового котла паровоза. Таким образом, каждой глубине под поверхностью воды соответствует определенное гидростатическое давление. Подводные лодки снабжают манометрами, измеряющими давление забортной воды; это позволяет определять глубину погружения.

На очень больших глубинах уже начинает быть заметной сжимаемость воды: вследствие сжатия плотность воды в глубоких слоях больше, чем на поверхности, и поэтому давление растет с глубиной несколько быстрее, чем по линейному закону, и график давления несколько отклоняется от прямой линии. Добавка давления, обусловленная сжатием воды, нарастает пропорционально квадрату глубины. На наибольшей глубине океана, равной 11 км, она достигает почти 3% от полного давления на этой глубине.

Для исследования очень больших глубин применяют батисферы и батискафы. Батисфера — это стальной полый шар, способный выдержать огромное давление воды в морских глубинах. В стенке батисферы устраиваются иллюминаторы — отверстия, герметически закрытые прочными стеклами. Прожектор освещает слои воды, куда уже не может проникнуть солнечный свет. Батисферу, в которой помещается исследователь, опускают с корабля на стальном тросе. Таким образом удавалось достигнуть глубин около 1 км. Батискафы, состоящие из батисферы, которая укреплена внизу большой стальной цистерны, заполненной бензином (рис. 254), опускаются на еще большие глубины.

Изображение - На какой глубине человека раздавит давлением proxy?url=http%3A%2F%2Fwww.sernam.ru%2Farchive%2Farch.php%3Fpath%3D..%2Fhtm%2Fbook_phis_t1%2Ffiles.book%26amp%3Bfile%3Dphis_t1_161.files%2Fimage001

Рис. 254. Батискаф

Так как бензин легче воды, то такой батискаф, может плавать в глубине моря подобно дирижаблю в воздухе. Роль легкого газа играет здесь бензин. Батискаф снабжается запасом балласта и двигателями, при помощи которых он, в отличие от батисферы, может самостоятельно передвигаться, не будучи связан с кораблем на поверхности воды.

Вначале батискаф плавает на поверхности воды, подобно всплывшей подводной лодке. Для погружения в пустые балластные отсеки впускается забортная вода, и батискаф уходит под воду, опускаясь все глубже и глубже, до самого дна. Для всплытия сбрасывают балласт и облегченный батискаф всплывает снова на поверхность. Наиболее глубокое погружение было совершено 23 января 1960 г., когда батискаф пролежал 20 минут на дне Марианской впадины в Тихом океане, на глубине 10919 м под поверхностью воды, где давление воды (рассчитанное с учетом повышения плотности воды вследствие солености и вследствие сжатия) составляло свыше 1150 атм. Исследователями, опускавшимися в батискафе, были обнаружены живые существа даже на этой наибольшей глубине мирового океана.

Пловец или аквалангист, нырнувший под воду, испытывает на всей поверхности своего тела гидростатическое давление окружающей воды сверх действующего постоянно атмосферного давления. Хотя тело водолаза (рис. 255), работающего в резиновом костюме (скафандре), не соприкасается с водой непосредственно, оно испытывает такое же давление, как и тело пловца, так как воздух в скафандре должен быть сжат до давления окружающей воды. По этой же причине и воздух, подаваемый по шлангу водолазу для дыхания, должен накачиваться под давлением, равным давлению воды на глубине погружения водолаза. Такое же давление должно быть у воздуха, поступающего из баллонов со сжатым воздухом в маску аквалангиста. Под водой приходится дышать воздухом повышенного давления.

Изображение - На какой глубине человека раздавит давлением proxy?url=http%3A%2F%2Fwww.sernam.ru%2Farchive%2Farch.php%3Fpath%3D..%2Fhtm%2Fbook_phis_t1%2Ffiles.book%26amp%3Bfile%3Dphis_t1_161.files%2Fimage002

Рис. 255. Водолаз в резиновом костюме с металлическим шлемом. Воздух водолазу подается по трубке

Изображение - На какой глубине человека раздавит давлением proxy?url=http%3A%2F%2Fwww.sernam.ru%2Farchive%2Farch.php%3Fpath%3D..%2Fhtm%2Fbook_phis_t1%2Ffiles.book%26amp%3Bfile%3Dphis_t1_161.files%2Fimage003

Рис. 256. Водолазный колокол

Не спасает подводника от повышенного давления и водолазный колокол (рис. 256), или кессон, так как и в них воздух должен быть сжат настолько, чтобы не допустить воду в колокол, т. е. до давления окружающей воды. Поэтому при постепенном погружении колокола в него все время подкачивают воздух с тем расчетом, чтобы давление воздуха было равно давлению воды на данной глубине. Повышенное давление вредно отражается на здоровье человека, и это ставит предел глубине, на которой возможна безопасная работа водолаза. Обычная глубина погружения водолаза в резиновом скафандре не превосходит 40 м: на этой глубине давление увеличено на 4 атм. Работа водолаза на большей глубине возможна только в жестком («панцирном») скафандре, принимающем на себя давление воды. В таком скафандре можно безопасно находиться на глубине до 200 м. Воздух в такой скафандр подается при атмосферном давлении.

Читайте так же:  Сообщение на тему гипотония

При длительном пребывании под водой при давлении, значительно превышающем атмосферное, большое количество воздуха оказывается растворенным в крови и других жидкостях организма водолаза. Если водолаз быстро поднимается на поверхность, то воздух, растворенный под большим давлением, начинает выделяться из крови в виде пузырьков (так же, как выделяется в виде пузырьков воздух, растворенный в лимонаде, находящемся в закупоренной бутылке под повышенным давлением, при вытаскивании пробки). Выделяющиеся пузырьки причиняют резкую боль во всем теле и могут вызвать тяжелое заболевание («кессонная болезнь»). Поэтому водолаза, долго пробывшего на большой глубине, следует поднимать на поверхность медленно (часами!), чтобы растворенные газы успевали выделяться постепенно, не образуя пузырьков.

С помощью нашего онлайн калькулятора вы можете узнать давление жидкости на глубине 1, 5, 10, 20, 50, 100, 500, 1000 метров.

Вычисления осуществляются по избыточной шкале давления, в которой за 0 принято давление атмосферы.

Укажите глубину и выберите среду, по умолчанию выбрана вода.

Расчетная схема показана на рисунке:

Изображение - На какой глубине человека раздавит давлением proxy?url=http%3A%2F%2Fwww.hydro-pnevmo.ru%2Fimages%2Fupl%2F11_22_16_11_48_58_uroven

Для расчета используется формула:

  • ρ – плотность жидкость
  • h – глубина погружения
  • g – ускорение свободного падения
  • P – величина давления на глубине h

Для расчета давления воды на глубине 10 м, введите в графу глубина (h) – 10, выберите жидкость – вода, нажмите кнопку рассчитать.

Каждые 10 метров воды создают давление в 1 атмосферу

Полученное значение давления воды на 10 метрах равно 98,1 кПа, что примерно равно атмосферному давлению 101 кПа. Поэтому в приблизительных расчетах принимают давление в воде на глубине 10 метров равным 1 атмосфере про избыточной шкале.

Администрация сайта за результаты онлайн вычислений ответственности не несет.

Нет тематического видео для этой статьи.
Видео (кликните для воспроизведения).

Когда появилась возможностью погружаться на глубину, появилось и стремление стать в этом деле лучшим. Идет постоянная борьба за рекорды, не смотря на негативное влияние, которое оказывает глубина на человека. Например, из-за давления воды возникает боль в ушах и есть угроза того, что барабанная перепонка лопнет.

Изображение - На какой глубине человека раздавит давлением proxy?url=https%3A%2F%2Fdivinglive.ru%2Fwp-content%2Fuploads%2F2014%2F04%2Fglubina-pogruzheniya-cheloveka2-300x184

Хотя с этой проблемой профессиональные дайверы справляются налегке. Главное, выровнять давление с помощью глотательных движений. Кроме того, с каждым метром глубины давление воды возрастает, а объем воздуха в легких уменьшается.

Из-за этого пловцы часто неправильно оценивают запасы кислорода, что впоследствии может сыграть злую шутку с дайвером. Да и подъем из глубины имеет свою специфику и трудности. Но, не смотря на это, битва за рекорды продолжается.

Первое погружение на глубину в сто метров даже не было занесено в спортивные рекорды. Но имена дайверов, которые это сделали, знают все ныряльщики. Это Энцо Майорка и Жак Майоль. Кстати, именно они стали прообразами главных героев известного фильма Люка Бессонна «Голубая бездна».

Отметка в 100 метров давно перестала быть рекордной. Во фридайвинге самое глубокое погружение совершил австрийский пловец Герберт Ницш. Его рекорд в 2001 году составил 214 метров. Кстати, Ницша зовут легендой фридайвинга.

Изображение - На какой глубине человека раздавит давлением proxy?url=https%3A%2F%2Fdivinglive.ru%2Fwp-content%2Fuploads%2F2014%2F04%2Fglubina-pogruzhenija-cheloveka

За всю свою жизнь в этом виде погружения он устанавливал мировые рекорды 31 раз. Среди женщин рекордсменкой в погружении без акваланга стала американка Таня Стритер. В 2002 году она опустилась на глубину в 160м.

Мировой рекорд погружения с аквалангом принадлежит французскому дайверу Паскалю Бернабе, который, кстати, в повседневной жизни учитель младших классов.

В июле 2005 года он меньше чем за 10 минут погрузился на глубину в 330 метров (хотя изначально планировал покорить расстояние в 320 метров, но веревка растянулась и он преодолел лишние 10 метров). Зато всплытие тянулось 9 часов. К этому результату дайвер готовился 3 года.

Хотя, возможно, это и не максимальная глубина погружения человека. Ведь многие результаты не фиксируются и официально не озвучиваются. Например, вряд ли кто-то расскажет в прессе про действия военных аквалангистов или возможности их специального снаряжения.

А вообще, глубина всегда будет манить к себе человека, главное, не потерять голову от ее прелестей и не забыть о безопасности. Также важно умение длительно находиться под водой. Узнайте о мировых рекордах на задержку дыхания.

Вычислив максимальную высоту водяного столба, Торричелли ответил также на вопрос, который, возможно, задавали себе и вы. Думаю, многие из вас хоть раз в жизни пробовали заниматься подводным плаванием с трубкой и ластами. Обычно такая трубка не более 30 сантиметров длиной, а вам, я уверен, очень хотелось, чтобы она была гораздо длиннее, и тогда вы могли бы нырять поглубже. А как вы думаете, как глубоко можно погрузиться под воду, дыша через трубку и не опасаясь при этом захлебнуться?

Мне очень нравится отвечать на этот вопрос прямо в учебной аудитории с помощью устройства под названием манометр (это неотъемлемая часть любого лабораторного оборудования). Прибор очень прост, его легко можно смастерить дома; чуть позже я его опишу. Итак, мне надо выяснить, насколько глубоко я могу опуститься ниже поверхности воды и при этом продолжать вдыхать воздух в легкие. Чтобы это определить, мы должны измерить гидростатическое давление воды на мою грудь, которое усиливается по мере погружения.

Изображение - На какой глубине человека раздавит давлением proxy?url=http%3A%2F%2Fmir-znaniy.com%2Fwp-content%2Fuploads%2F2016%2F12%2F05c-i3

Окружающее нас давление, которое, как вы помните, одинаково на одинаковых уровнях, представляет собой сумму атмосферного и гидростатического давления. Плавая под поверхностью воды, я дышу воздухом, поступающим снаружи. Его давление равно одной атмосфере. Следовательно, когда я набираю воздух в легкие через трубку, его давление в легких становится таким же: одна атмосфера. Но давление, действующее на мою грудь, представляет собой сумму атмосферного и гидростатического давления. Так что теперь давление на мою грудь выше, чем давление внутри легких; эта разница равна гидростатическому давлению. Она не приводит ни к каким проблемам с выдохом, но при вдохе мне необходимо расширить грудь. И если гидростатическое давление слишком высоко из-за моего чересчур глубокого погружения, мне просто не хватит мышечной силы, чтобы преодолеть разницу давлений, и я не смогу сделать очередной вдох. Вот почему, если я хочу нырнуть глубже, мне нужно дышать сжатым воздухом – чтобы преодолеть гидростатическое давление. Однако долго дышать сильно сжатым воздухом вредно – причина, по которой количество времени для глубоких погружений строго ограничено.
Читайте так же:  Продукты для повышения давления у пожилых женщин

Но вернемся к подводному плаванию с трубкой и ластами – насколько же глубоко можно плавать под водой с таким оснащением? Чтобы это выяснить, я устанавливаю манометр на стене лекционного зала. Представьте себе прозрачную пластиковую трубку длиной около 4 метров. Я прикрепляю один ее конец высоко на стене слева, а второй правее, приладив трубку в форме U. Обе части получаются чуть меньше 2 метров в длину. Затем наливаю в трубку клюквенный сок, и он, естественно, устанавливается в каждой части U-видной трубки на одинаковом уровне. После этого я дую в правый конец трубки, толкая сок вверх в ее левой части. Расстояние по вертикали, на которое я могу протолкнуть сок вверх, расскажет мне, как глубоко я могу погрузиться под воду с трубкой. Почему? Потому что это четкий показатель того, насколько большое давление способны «выдать» мои легкие для преодоления гидростатического давления воды – клюквенный сок и вода при таком применении абсолютно эквивалентны, просто красный сок более нагляден.

Я наклоняюсь, делаю глубокий выдох, затем вдыхаю, заполнив легкие воздухом, и изо всех сил дую в правый конец трубки. Мои щеки чуть не лопаются, глаза вылезают из орбит, и сок в левой стороне U-образной трубки сантиметр за сантиметром ползет вверх – угадайте, на сколько? – аж на 50 сантиметров. Это все, на что я способен, да и удержать жидкость на этом уровне я могу не дольше нескольких секунд. Итак, я протолкнул сок на левой стороне трубки на 50 сантиметров, а это значит, что я также протолкнул его вниз на те же 50 сантиметров в правой части, то есть в целом переместил столб сока по вертикали приблизительно на 100 сантиметров, или на метр. Конечно, когда мы дышим через трубку под водой, мы втягиваем воздух, а не выдуваем его; а что если это намного легче? И я провожу второй эксперимент: на этот раз высасываю сок из трубки, опять же изо всех сил. Результат, однако, примерно такой же; сок на той стороне, с который я сосу, поднимается где-то на 50 сантиметров – и соответственно опускается на те же 50 сантиметров в другой части. А я опять в полном изнеможении.

По сути, это была точная имитация подводного плавания на глубине одного метра, что можно считать эквивалентом одной десятой части атмосферы. Моих студентов эта демонстрация обычно сильно удивляет; они думают, что у них, молодых, результат будет намного лучше, чем у пожилого профессора. И я предлагаю самому крупному и, по-видимому, сильному парню подойти и попробовать. Он очень старается – лицо багровеет, глаза выпучены, – но итог шокирует силача. Его легкие перемещают столб лишь на пару сантиметров дальше, чем мои.

[3]

Оказывается, это действительно почти верхний предел того, насколько глубоко мы можем погрузиться под воду и продолжать дышать через трубку – всего на какой-то жалкий метр. И то дышать на этом уровне человек сможет в течение нескольких секунд. Вот почему большинство трубок для подводного плавания намного короче метра, как правило, всего сантиметров двадцать-тридцать. Попробуйте поплавать с более длинной трубкой – сгодится любая – и посмотрите, что будет.

Вы можете задаться вопросом, какая сила воздействует на вашу грудь, когда вы погружаетесь в воду, чтобы немного поплавать с маской и ластами. При погружении на один метр гидростатическое давление составляет около одной десятой атмосферы, или, иными словами, одну десятую килограмма на квадратный сантиметр. Площадь человеческой груди – что-то около тысячи квадратных сантиметров. Таким образом, сила, прилагаемая к вашей груди, составляет около 1100 килограммов, а сила, воздействующая на внутреннюю стенку грудной клетки из-за давления воздуха в ваших легких, – около тысячи килограммов. Стало быть, разность давлений в одну десятую дает разницу в целых 100 килограммов! Когда смотришь на это с такой точки зрения, все выглядит намного серьезнее, не так ли? А если бы вы погрузились на 10 метров, гидростатическое давление равнялось бы одной атмосфере, то есть килограмму на квадратный сантиметр поверхности, и сила, воздействующая на вашу бедную грудь, стала бы почти на тысячу килограммов (одну тонну) больше, чем противодействующая сила, создаваемая одноатмосферным давлением в ваших легких.

Вот почему азиатские ловцы жемчуга – некоторые из них раз за разом ныряют на 30-метровую глубину – очень сильно рискуют жизнью. Они не могут использовать маску с трубкой, поэтому им приходится задерживать дыхание, а поскольку это можно сделать не более чем на несколько минут, работать приходится очень быстро.

Теперь вы можете по достоинству оценить, каким чудом инженерной мысли является подводная лодка. Представим себе подводную лодку, погруженную на 10 метров, и предположим, что давление воздуха внутри нее равно одной атмосфере. Гидростатическое давление (в данном случае разница между давлением внутри и снаружи лодки) составляет около 10 тысяч килограммов, то есть около 10 тонн, на квадратный метр, так что, как видите, даже очень маленькая подводная лодка должна быть крепкой, чтобы иметь возможность погружаться хотя бы на 10 метров.

Это делает поистине потрясающим достижение парня, который в начале XVII века изобрел подводную лодку, – Корнелиуса ван Дреббеля (тоже, как и я, голландца, чем я, должен признаться, весьма горжусь). Он мог опускаться на своем детище на глубину всего метров пять, но и в этом случае ему приходилось иметь дело с гидростатическим давлением в половину атмосферы, а ведь его лодка была построена из кожи и дерева! Согласно отчетам того времени ван Дреббель успешно маневрировал на одной из своих лодок на этой глубине во время испытаний на Темзе, в Англии. Рассказывают, что модель приводилась в движение шестью гребцами, могла перевозить шестнадцать пассажиров и оставаться под водой в течение нескольких часов. «Дыхательные трубки» над поверхностью воды удерживали специальные поплавки. Изобретатель хотел произвести впечатление на короля Якова I в надежде, что тот закажет несколько таких лодок для своего флота, но, увы, короля и его адмиралов изобретение не впечатлило и подводная лодка ван Дреббеля так никогда и не использовалась в военных действиях. Как секретное оружие, возможно, она действительно была не слишком перспективна, но с технической точки зрения она стала настоящим революционным изобретением.

Читайте так же:  Таблетки от давления под язык дает скорая

То, как глубоко могут погружаться современные субмарины, – военная тайна, но принято считать, что они способны опускаться на глубину тысяча метров, где гидростатическое давление составляет около 100 атмосфер, то есть миллион килограммов (тысяча тонн) на квадратный метр. Неудивительно, что американские подлодки изготавливаются из высококачественной стали, а российские – из еще более прочного титана, потому могут погружаться еще глубже.

Продемонстрировать, что произойдет с подводной лодкой, если ее стенки окажутся недостаточно крепкими или если она погрузится слишком глубоко, легко. Для этого я подключаю вакуумный насос к банке из-под краски объемом в галлон и медленно выкачиваю из нее воздух. Разница давлений между воздухом снаружи и внутри не может превысить одну атмосферу (сравните с подводной лодкой!). Мы знаем, что банки для краски изготавливают из довольно крепкого материала, но прямо на наших глазах из-за разницы давлений банка сминается, словно алюминиевая жестянка из-под пива. Такое впечатление, будто невидимый великан схватил ее и сжал в кулаке. Многие из нас, в сущности, делали то же самое с пластиковой бутылкой из-под воды, высасывая из нее воздух, в результате чего она несколько сплющивалась. На интуитивном уровне вы можете подумать, что бутылка сминается из-за силы, с которой вы к ней присосались. Но на самом деле причина в том, что, когда я высасываю воздух из банки из-под краски или вы из пластиковой бутылки, давление наружного воздуха перестает испытывать достаточное противодействие внутреннего давления. Вот на что в любой момент готово давление нашей атмосферы. Буквально в любой момент.

[2]

Металлическая банка из-под краски, пластиковая бутылка на редкость банальные вещи, не так ли? Но если посмотреть на них глазами физика, можно увидеть нечто совершенно иное: баланс фантастически мощных сил. Наша жизнь была бы невозможна без таких балансов зачастую невидимых сил, возникающих вследствие атмосферного и гидростатического давления, и неумолимой силы тяготения. Эти силы настолько мощные, что даже незначительное нарушение их равновесия способно привести к настоящей катастрофе. Представляете, что будет в случае утечки воздуха через шов в фюзеляже самолета, летящего на высоте больше 7,5 километра (где атмосферное давление составляет всего около 0,25 атмосферы) со скоростью около 900 километров в час? Или если в крыше Балтиморского тоннеля, расположенного в 15–30 метрах ниже уровня реки Патапско, появится хотя бы тонюсенькая трещинка?

В следующий раз, идя по улице большого города, попробуйте думать как физик. Что вы на самом деле видите вокруг? Прежде всего результат яростных битв, бушующих внутри каждого здания, и я имею в виду отнюдь не войны в рамках офисной политики. По одну линию фронта находится сила земного притяжения, которая стремится притянуть всех и вся вниз – не только стены, полы и потолки, но и столы, кондиционеры, почтовые желоба, лифты, секретарей и исполнительных директоров и даже утренний кофе с круассанами. По другую действуют объединенные силы стали, кирпича и бетона и в конечном счете самой Земли, толкающие здания вверх.

Получается, что об архитектуре и строительстве можно думать как об искусстве борьбы с направленной вниз силой до ее полной остановки. Некоторые особенно воздушные небоскребы кажутся нам не подверженными воздействию гравитации. На самом деле ничего подобного – они просто перенесли битву на новую высоту в буквальном смысле слова. И если задуматься, вы поймете, что это лишь затишье перед бурей, которое носит временный характер. Строительные материалы подвержены коррозии, портятся и распадаются, а силы нашего природного мира вечны, безжалостны и неумолимы. И их победа – всего лишь вопрос времени.

Такая эквилибристика наиболее опасна в больших городах. Вспомним ужасную трагедию, произошедшую в Нью-Йорке в 2007 году, когда 83-летняя труба полуметровой ширины, проходящая под улицей, перестала сдерживать передаваемый по ней пар под высоким давлением, в результате чего возникший гейзер проделал в Лексингтон-авеню огромную дыру, куда провалился целый эвакуатор, и поднялся выше расположенного неподалеку 77-этажного небоскреба Крайслер-билдинг. Если бы столь потенциально разрушительные силы бо льшую часть времени не находились в состоянии сложнейшего баланса, никто из нас ни за что не согласился бы ходить по улицам мегаполисов.

И эти временные балансы в битве чрезвычайно мощных сил касаются не только творений рук человеческих. Возьмем, например, деревья. Спокойные, тихие, неподвижные, медленно растущие и безропотные, они используют десятки биологических стратегий для борьбы с силой тяготения и гидростатическим давлением. Какой же это подвиг – каждый год выпускать новые ветки, продолжать наращивать на стволе новые кольца, становясь еще крепче и сильнее, хотя при этом и земное притяжение, действующее на дерево, тоже усиливается. А еще дерево доносит соки до своих самых высоких ветвей. Разве не удивительно, что они вообще умудряются вырастать выше десяти метров? В моей соломинке вода смогла подняться только на 10 метров, так почему (и как) она поднимается в деревьях гораздо выше? Самые высокие секвойи достигают ста метров в высоту и все равно снабжают водой все верхние листья.

[1]

Вот почему я испытываю невероятное сожаление, видя большое дерево, сломанное бурей. Свирепым ветрам, а также льду и снегу, налипшему на его ветви, удается нарушить хрупкий баланс сил, которым это дерево до сих пор вполне успешно управляло. Думая об этом бесконечном сражении, я понимаю, что все больше ценю тот неимоверно далекий день, когда наши предки встали с четверенек на две ноги и начали укреплять свое положение в этом мире.

Читайте так же:  Можно ли чаем повысить давление

Физические основы и физиологические особенности пребывания человека под водой

Воздушная среда и ее свойства. Парциальное давление газов

Изображение - На какой глубине человека раздавит давлением proxy?url=https%3A%2F%2Fpodlodka.info%2Fimages%2Fstories%2Fbz%2Fgl_1%2Fimage002

где: V1 и V2 – начальный и конечный объем газов при постоянном давлении, л; t1 и t2 – начальная и конечная температура газа, °С; P1 и P2 – начальное и конечное давление газов при постоянном объеме, ат. Из данных формул видно, что в случае повышения или понижения окружающей температуры объем газа будет меняться, а при неизменном объеме будет повышаться или понижаться давление газа в сосуде. Поправку на температуру, т. е. повышение или понижение давления в баллонах в зависимости от температуры, водолазы учитывают при подводных погружениях. ПРИМЕР. При температуре 27°С давление газа в баллоне равно 200 ат. Каким будет давление газа при погружении под воду, если температура воды 10°С? По формуле находим:

Изображение - На какой глубине человека раздавит давлением proxy?url=https%3A%2F%2Fpodlodka.info%2Fimages%2Fstories%2Fbz%2Fgl_1%2Fimage003

Температурный фактор имеет существенное значение при хранении газа в баллонах: баллоны с газом под давлением нельзя хранить вблизи отопительных приборов и под воздействием солнечных лучей, так как давление может повыситься до величин, превышающих допустимые. Если между газами нет химического взаимодействия, то они относятся друг к другу индифферентно и смешиваются во всех пропорциях. Каждый из них распространяется по объему так, как если бы других газов совершенно не было. Этим пользуются в водолазном деле при приготовлении дыхательных газовых смесей, применяемых при глубоководных спусках. Влияние на организм оказывают не столько процентное содер-жание газа в газовой смеси, сколько его парциальное давление, т. е. давление, создаваемое каждым газом в отдельности. При изменении окружающего давления процентное соотношение газов в составе газовой смеси не меняется, а изменяется их парциальное давление. Парциальное давление газа зависит от общего (абсолютного) давления смеси газов и процентного содержания газа по объему в смеси. Оно определяется по формуле:

Изображение - На какой глубине человека раздавит давлением proxy?url=https%3A%2F%2Fpodlodka.info%2Fimages%2Fstories%2Fbz%2Fgl_1%2Fimage004

где а – процентное содержание газа в газовой смеси; Р – общее давление газовой смеси; ρ – парциальное давление газа. Парциальное давление газа может быть выражено в мм рт.ст., мм вод.ст., в ата или в кПа. Парциальное давление газов атмосферного воздуха равно:

Изображение - На какой глубине человека раздавит давлением proxy?url=https%3A%2F%2Fpodlodka.info%2Fimages%2Fstories%2Fbz%2Fgl_1%2Fimage005Изображение - На какой глубине человека раздавит давлением proxy?url=https%3A%2F%2Fpodlodka.info%2Fimages%2Fstories%2Fbz%2Fgl_1%2Fimage006Изображение - На какой глубине человека раздавит давлением proxy?url=https%3A%2F%2Fpodlodka.info%2Fimages%2Fstories%2Fbz%2Fgl_1%2Fimage007

около 8 мм рт.ст. приходится на долю инертных газов. Зная парциальное давление газа и его процентное содержание, всегда можно найти общее давление газовой смеси и, наоборот, зная давление и процентное содержание газа в смеси, можно рассчитать парциальное давление.

Изображение - На какой глубине человека раздавит давлением proxy?url=https%3A%2F%2Fpodlodka.info%2Fimages%2Fstories%2Fbz%2Fgl_1%2Fimage008

Положение водолаза под водой: А – неостойчивое; Б – остойчивое; ЦП – центр плавучести – точка приложения силы плавучести; ЦТ – центр тяжести – точка приложения силы тяжести

Пребывание в воде недопустимо

Если время пребывания в воде превышает приведенные в табл. 15 сроки, это влечет за собой появление «гусиной кожи», мышечной дрожи, синюшности, мышечных болей, затем нас­тупает окоченение мышц, потеря голоса, появляется икота, и человек теряет сознание. При температуре воды ниже 18°С погружение без гидрокомбинезона недопустимо. При температуре воды 12.°С следует одевать шерстяное водолазное белье и гидрокомбинезон. Осве­щенность предметов под водой зависит от толщины слоя воды, от высоты стояния солнца и угла падения солнечных лучей, а также от рассеивания света растворенными в воде веществами и взвешенными частицами, т. е. от прозрачности воды. Прозрачность воды определяется с помощью стандартного диска диаметром 30 см, который погружается до пределов его видимости. О прозрачности воды морей и океанов можно судить по дан­ным табл. 16.

Атлантический океан (тропики)

Нет тематического видео для этой статьи.
Видео (кликните для воспроизведения).

Острота зрения в воде понижается в 100…200 раз. Если между глазом и водой имеется воздушная прослойка, то преломляющая способность глаза нарушается незначительно и зрение особенно не страдает, но предметы кажутся приподня­тыми и расположенными ближе. Для улучшения видимости под водой в любом типе водолаз­ного снаряжения предусматривают воздушную прослойку между глазом и водой. Для улучшения видимости под водой в темное время суток и на глубине применяют подводные электрические светильники. Звук в воде распространяется со скоростью 1400…1500 м/сек, в воздухе – со скоростью 340 м/сек. Орган, воспринима­ющий звуковые колебания, у человека расположен во внутреннем ухе, куда звуковая волна может попасть двумя путями: путем воздушной проводимости через наружный слуховой проход и сис­тему среднего уха и путем вибрации костей черепа. На поверх­ности преобладает воздушная проводимость, под водой – костная. Поэтому звук под водой ослабляется: удар ключом по баллону слышен на расстоянии 100…150 м. Разница во времени между приходом звука в правое и левое ухо очень незначительна, и под водой трудно определить направление звука (ошибка может достигать 180°).

Биологическое действие газов на организм человека при повышенном давлении

Насыщение и рассыщение организма человека индифферентными газами. Действие повышенного давления на организм.

Источники


  1. Коваленко, М. Ф. Артериальная гипертензия. Головная боль, головокружения, шум в ушах. Лечение натуропатическими средствами / М.Ф. Коваленко, В.М. Коваленко. – М.: Диля, 2013. – 224 c.

  2. Смирнова, М. Лечебное питание. Гипертония / М. Смирнова. – М.: Энтраст Трейдинг, 2015. – 64 c.

  3. Лузано, Панчо Канлас Гипертония: безмолвный убийца. Руководство по улучшению здоровья в новом тысячелетии / Лузано Панчо Канлас. – М.: Диля, 2010. – 160 c.
  4. Клиника Мэйо о болезнях сердца. Полное руководство по диагностике и профилактике сердечно-сосудистых заболеваний. – М.: АСТ, Астрель, Харвест, Кладезь, 2015. – 400 c.
  5. Вейнер, Эд Давление крови. Вопросы и ответы / Эд Вейнер. – М.: Крон-Пресс, 2013. – 112 c.
Изображение - На какой глубине человека раздавит давлением 34534645735234
Автор статьи: Иван Воронков

Позвольте представиться – Иван. Более 8 лет занимаюсь работаю семейным врачом. Считая себя профессионалом, хочу научить всех посетителей сайта решать разнообразные задачи. Все данные для сайта собраны и тщательно переработаны с целью донести как можно доступнее всю необходимую информацию. Перед применением описанного на сайте всегда необходима консультация с профессионалами.

Обо мнеОбратная связь
Оцените статью:
Оценка 4.9 проголосовавших: 8

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here