Глава 2. Давление.

 

Вода примерно в 770 раз плотнее воздуха. Она имеет вес, следовательно, оказывает давление, и чем глубже мы погружаемся, тем больше становится окружающее давление и тем более значительное воздействие оно оказывает на нас.

При погружении, каждые 10 метров водяной толщи оказывают такое же давление, как атмосфера на уровне моря. Эта мера давления называется 1 бар, он эквивалентен 100 миллибарам, 30 дюймам ртутного столба, 14,7 psi (фунтов/кв. дюйм) или одной атмосфере. Для наших целей наиболее удобно измерять давление в барах.

Если говорить об абсолютном давлении, которое мы испытываем, находясь под водой, то надо не забывать учитывать и давление атмосферы на уровне моря. Например, абсолютное давление на глубине 30 метров складывается из давления воды (3 бара) и атмосферного давления (1 бар) и составит 4 бара.

Математически это выглядит так:

(1) P = D/10 + 1,

где P- абсолютное давление (в барах), D - глубина (в метрах). Соответственно, зная давление, можно вычислить глубину.

(2) D = 10(P-1)

Эти формулы - ключевые для понимания соотношения между глубиной и давлением. Теперь вспомним о том, что воздух является смесью газов (кислорода и азота), каждый из которых оказывает определенное физиологическое воздействие (кислород участвует в метаболизме, азот накапливается в тканях). Поэтому, нам надо уметь анализировать поведение каждого отдельного газа в смеси. Соотношение между абсолютным давлением и давлением каждого компонента газовой смеси (называемое парциальным давлением компонента) дает закон Дальтона:

(3) Р= РР1 + РР2 + РР3 +... +РРn,

где Р- абсолютное давление газовой смеси, состоящей из n-компонентов;

РРn-парциальное давление n-го компонента.

 

Для воздуха закон Дальтона будет выглядеть так:

Рвозд. = РPО2 + РРN2,

где Рвозд.- абсолютное давление воздуха, РРО2-парциальное давление кислорода, РРN2 - парциальное давление азота.

Парциальное давление газа - это давление, которое оказывал бы этот газ в отсутствие других компонентов газовой смеси.

Математически это выглядит так:

(4) РРгаза = Fгаза x Р,

где Fгаза - концентрация газа в смеси, а P - абсолютное давление. Из этой формулы выведем полезные для практики выражения.

(5) Р = РРгаза/Fгаза

(6) Fгаза = РРгаза/Р

Парциальное давление - очень важное понятие. Дело в том, что токсичность газов, с которыми приходится иметь дело дайверу, определяется их парциальным давлением. Экспериментально установлены следующие критические величины, при которых различные газы становятся токсичными:

* Кислород: 1,6 бар. (Кислород при использовании обычного воздуха становится токсичным на глубине 66 метров)

* Азот: 4 бар. (40 метров, если используется воздух)

* Углекислый газ СО2: 0,1бар.

Теперь проиллюстрируем примерами практическое применение всего вышесказанного.

Выражение (4) позволяет вычислить парциальное давление газа на заданной глубине. Предположим, что мы собираемся проводить декомпрессию на NITROX 50 на глубине 20 м. Нам очень важно знать максимальную глубину, на которой можно использовать эту смесь, чтобы не попасть в зону токсичности кислорода. Итак, для наших условий РРО2 = 0,5 x 3 = 1,5 бар. Следовательно, NITROX 50 может быть использован для декомпрессии на глубине 20 м. (максимально допустимое РРО2=1,6 бар.)

Выражение (5) позволяет определять до какой глубины использование данной смеси безопасно. Посмотрим, до какой глубины можно использовать NITROX 50

Р=1,6/0,5 = 3,2 бара.

Используем формулу (2):

D=10 x (3,2 - 1)=22м.

Таким образом, NITROX 50 может быть использован на глубине до 22 метров.

Выражение (6) поможет рассчитать, какую смесь можно использовать на заданной глубине. Скажем, мы хотим определить, какая смесь подойдет для де-компрессии на глубине 15м. Для повышения безопасности примем максимальное парциальное давление кислорода 1,5 вместо 1,6: Предварительно по формуле (1) вычислим абсолютное давление на глубине 15м:

Р=15/10+1=2,5 бара

А теперь по формуле (6) определим максимально допустимую концентрацию кислорода в смеси:

FO2=1,5/2,5 бара=0,6

Следовательно, NITROX 60 - лучший выбор для декомпрессии на глубине 15 метров.

На практике вам не обязательно применять эти формулы, ведя бой с карандашом и калькулятором. Достаточно взглянуть в таблицы, помещенные в конце этого руководства.

О каких эффектах, вызываемых давлением, никогда нельзя забывать? Их четыре:

* Накопление инертного газа (азота) в тканях (приводит к азотному наркозу и декомпрессионной болезни).

* Токсичность кислорода при превышении безопасных глубин.

* Токсичность СО2.

* Повышенный расход дыхательной смеси с увеличением глубины.

Токсичность кислорода была подробно изучена в курсе NITROX, про азот мы поговорим подробнее в главе 3 этого руководства, а сейчас остановимся подробнее на вопросе расхода дыхательной смеси.