مصرف هوای غواص چند بار تغییر می کند؟ مبانی فیزیکی فرودهای غواصی. قوانین هیدرواستاتیک و هیدرودینامیک

وظایف

راه حل.

راه حل.

مثال ها

یک سیلندر اکسیژن 20 لیتری تحت فشار است
10 مگاپاسکال در 15 ºС. پس از مصرف مقداری از اکسیژن، فشار به 7.6 مگاپاسکال و دما به 10 درجه سانتیگراد کاهش یافت.

جرم اکسیژن مصرفی را تعیین کنید.

از معادله مشخصه (2.5)

در نتیجه، قبل از مصرف اکسیژن، جرم آن تشکیل می شد

کیلوگرم،

و بعد از مصرف

کیلوگرم.

بنابراین، مصرف اکسیژن

DM = М 1 – М 2= 2.673 - 2.067 = 0.606 کیلوگرم.

چگالی و حجم مخصوص مونوکسید کربن را تعیین کنید COدر فشار 0.1 مگاپاسکال در دمای 27 ºС.

حجم مخصوص از معادله مشخصه (2.6) تعیین می شود.

متر 3 / کیلوگرم .

چگالی مونوکسید کربن (1.2)

کیلوگرم بر متر مکعب

سیلندر با پیستون متحرک حاوی اکسیژن در
تی= 80 ºС و خلاء (خلاء) برابر با 427 hPa. در دمای ثابت، اکسیژن به فشار اضافی فشرده می شود
p بیرون= 1.2 مگاپاسکال فشار هوا که در= 933 hPa.

حجم اکسیژن چند برابر کاهش می یابد؟

پاسخ:V 1 / V 2 = 22,96.

در اتاقی با مساحت 35 متر مربع و ارتفاع 3.1 متر، هوا در آن قرار دارد تی= 23 ºС و فشار هوا که در= 973 hPa.

در صورت افزایش فشار هوا، چه مقدار هوا از خیابان به داخل اتاق نفوذ می کند که در= 1013 hPa. دمای هوا ثابت می ماند.

پاسخ:M = 5.1 کیلوگرم .

ظرفی با حجم 5 متر مکعب حاوی هوا در فشار هوا می باشد که در= 0.1 مگاپاسکال و دما 300 ºС. سپس هوا به بیرون پمپ می شود تا فشار خلاء 80 کیلو پاسکال در ظرف ایجاد شود. دمای هوا پس از پمپاژ ثابت باقی می ماند.

چقدر هوا خارج شده است؟ اگر هوای باقیمانده تا دمایی خنک شود، پس از پمپاژ، فشار در ظرف چقدر خواهد بود تی= 20 ºС؟

پاسخ: 2.43 کیلوگرم هوا خارج شد. پس از خنک شدن هوا، فشار 10.3 کیلو پاسکال خواهد بود.

بخاری دیگ بخار توسط یک فن با 130000 متر بر ساعت هوا در دمای 30 درجه سانتی گراد تامین می شود.

اگر بخاری هوا تا 400 درجه سانتیگراد در فشار ثابت گرم شود، میزان جریان حجمی هوا را در خروجی هوا تعیین کنید.

پاسخ:V= 288700 متر 3 در ساعت.

چند بار چگالی گاز در ظرف تغییر خواهد کرد اگر در دمای ثابت، قرائت گیج فشار از ص 1= 1.8 مگاپاسکال تا ص 2= 0.3 مگاپاسکال؟

فشار هوا را برابر با 0.1 مگاپاسکال در نظر بگیرید.

پاسخ:

ظرفی با حجم 0.5 متر مکعب حاوی هوا با فشار 0.2 مگاپاسکال و دمای 20 درجه سانتیگراد است.

چه مقدار هوا باید از ظرف خارج شود تا خلاء موجود در آن 56 کیلو پاسکال باشد، مشروط بر اینکه دمای ظرف تغییر نکند؟ فشار اتمسفر با توجه به فشارسنج جیوه 102.4 کیلو پاسکال در دمای جیوه در آن برابر با 18 ºС است. خلاء موجود در ظرف با گیج خلاء جیوه در دمای جیوه 20 درجه سانتیگراد اندازه گیری شد.

پاسخ: م= 1.527 کیلوگرم.

اغلب ما باید مسائلی را حل کنیم که در آنها گازهای جداگانه در نظر گرفته نمی شود، بلکه مخلوط آنهاست. هنگام اختلاط گازهای شیمیایی غیرواکنش کننده با فشارها و دماهای متفاوت، معمولاً تعیین وضعیت نهایی مخلوط ضروری است. در این مورد، دو مورد متمایز می شوند (جدول 1).

میز 1

اختلاط گاز*

	دما، K	فشار، Pa	حجم، m 3 (جریان حجمی، m 3 / h)
اختلاط گازها در V=const
اختلاط جریان گاز**
* - تمام معادلات مربوط به اختلاط گازها در غیاب تبادل حرارت با محیط بدست می آید. ** - اگر نرخ جریان جرمی ( M 1، M 2، …M n، کیلوگرم در ساعت) جریان های اختلاط برابر هستند.

اینجا k i- نسبت ظرفیت حرارتی گازها (به فرمول (4.2) مراجعه کنید).

مخلوط های گازی به عنوان یک مخلوط مکانیکی از چندین گاز که از نظر شیمیایی با یکدیگر برهمکنش ندارند، درک می شود. ترکیب مخلوط گاز با مقدار هر گاز موجود در مخلوط تعیین می شود و می توان آن را بر اساس جرم مشخص کرد m iیا حجمی r iسهام:

m i = M i / M; r i = V i / V, (3.1)

جایی که M i- وزن منجزء -ام

V i- حجم جزئی یا کاهش یافته من-جزء ام؛

م, Vبه ترتیب جرم و حجم کل مخلوط هستند.

بدیهی است که

M 1 + M 2 +… + M n = M; m 1 + m 2 +… + m n = 1, (3.2)

V 1 + V 2 +…+ V n = V ;r 1 + r 2 +… + r n = 1, (3.3)

رابطه فشار مخلوط گاز آرو فشار جزئی اجزای جداگانه p iموجود در مخلوط تنظیم شده است قانون دالتون

ترس از غواصی یکی از بزرگترین ترس های بشر است. حتی در غواصان با تجربه خوب نیز ذاتی است. اصل این ترس چیست؟ اغلب، این ترس از جانوران اعماق نیست، و نه ترس از بیماری رفع فشار. و حتی فشار عمیق عمیق و همچنین از دست دادن هوشیاری در نتیجه تهویه بیش از حد، ما را به همان اندازه که احتمال قرار گرفتن در یک موقعیت احمقانه ما را می ترساند، نمی ترساند.

غواصی به ما نیاز دارد که مهارت های خاصی داشته باشیم. و وقتی به این ورزش می پردازیم بیشتر از این می ترسیم که در نظر دیگران معیوب جلوه کنیم. ما می ترسیم زیر نگاه آنها باشیم، از ارزیابی آنها می ترسیم.

البته غواصی یک مسابقه نیست، اما اغلب ما خودمان لحن آن را تعیین می کنیم، به خصوص وقتی صحبت از تجربه و مهارت های شخصی به میان می آید.

توانایی استفاده صحیح از هوای زیر آب یکی از نشانه های تجربه است. با این کار و همچنین با توانایی آرام کردن و کنترل شناوری باله ها، مهارت زیر آب اغلب ارزیابی می شود. شما نمی توانید کمبود هوا و نیاز به شناور شدن به سمت بالا را از شریک خود پنهان کنید، به خصوص زمانی که تمام گروه مجبور می شوند به دلیل شما غواصی را قطع کنند. هیچ‌کس نمی‌خواهد اولین کسی باشد که از او حمایت می‌کند.

و این مقایسه‌های فخر‌آمیز دائمی درباره اینکه چه کسی هوای بیشتری دارد نیز ناامیدکننده است...

و فشار سنج شما 15 بار را نشان داد. اما شما، البته، امیدوار بودید که این امر از توجه راهنمای زیر آب شما دور بماند. و شریک و همسر شما در یک نفر 90 ذخیره داشتند. و، صادقانه بگویم، شما از قبل با هر شیرجه فکر می کنید که به احتمال زیاد، در نهایت باید اختاپوس او را قرض بگیرید.

اما نباید با ناامیدی باله‌های خود را به دیوار آویزان کنید یا برای خرید یک جفت عجله کنید، زیرا مصرف هوای ریه‌های شما توسط ژن‌های شما مستعد نیست. تنفس موثر یک مهارت است. علاوه بر این، این مهم ترین مهارت تطبیقی ​​است که در طول غواصی به دست می آوریم. اما می توان روی هر مهارتی کار کرد و تنفس نیز از این قاعده مستثنی نیست.

در حال حاضر در شیرجه بعدی خود این فرصت را دارید که در هوا صرفه جویی کنید.

بنابراین اگر غواص ما مردی بین 30 تا 45 سال با آمادگی جسمانی متوسط ​​باشد که با غواصی در آب گرم با سیلندر آلومینیومی 10 لیتری استاندارد می تواند در عمق 22 متری به طور طبیعی نفس بکشد.

در چنین شرایطی، سیلندر به طور متوسط ​​20 دقیقه دوام می آورد.

توصیه ما این است که این زمان را 5-17 دقیقه دیگر افزایش دهید.

البته، اگر قبلاً از برخی از این توصیه ها استفاده می کنید، زمان کمی اضافه می شود.

1. چرخه تنفس باید تغییر کند.

باید ترتیب حبس نفس خود را تغییر دهید. اگر در خشکی در حین بازدم مکث کنیم (دم، سپس بازدم و سپس مکث)، سپس در زیر آب، در غواصی آرام، خود تنفس به گونه‌ای تغییر می‌کند که بلافاصله پس از دم مکث می‌شود: دم، سپس مکث. سپس بازدم، دوباره دم و تنها پس از آن - یک مکث. طول مکث هنگام دم و همچنین میزان آرامش، یک غواص مبتدی را از یک غواص با تجربه متمایز می کند.

مکث طولانی در طول تنفس آرام باعث کاهش مصرف هوا می شود. تمدد اعصاب به جلوگیری از باروتروما در طول مکث کمک می کند، حتی در هنگام صعود به عمق کم.

2. سعی کنید عمیق نفس بکشید.

نفس های آرام، عمیق و آرام بکشید. این بدیهیات را از همان درس اول می دانید، اما چه نیازی به چنین تنفسی است؟

تحت فشار، هوا در سیستم تنفسی ما کمی متفاوت حرکت می کند. و در خود هوا، علاوه بر اکسیژن، گازهای متراکمی نیز وجود دارد. تنفس مکرر در چنین شرایطی اجازه نمی دهد که اکسیژن جذب شود. شما باید سرعت تنفس خود را کاهش دهید تا نه تنها هوا را از طریق اندام های تنفسی خود عبور دهید، بلکه اجازه دهید اکسیژن به خوبی به ریه های شما نفوذ کند. و هرچه عمیق‌تر شیرجه بزنید، تنفس شما عمیق‌تر و کندتر می‌شود، این امر تبادل طبیعی اکسیژن را تضمین می‌کند.

3. در حرکات خود به کندی و آرامش دست یابید.

از آنجایی که آب 800 برابر چگالی تر از هوا است، بدون تلاش زیاد نمی توانید با سرعت معمولی خود در زیر آب حرکت کنید. این بدان معناست که از هوای بیشتری استفاده خواهید کرد. بسیار آهسته حرکت کنید، آرام و بی وزن شوید، مانند یک میم که حرکت آهسته انجام می دهد. اجازه دهید حرکات شما صاف، آسان و بدون کوچکترین تلاشی باشد.

بسیاری از غواصان از تمرین یوگا و تکنیک های مختلف آرامش سود می برند - چنین تمرین هایی به شما امکان می دهد سرعت تنفس خود را حتی بیشتر کاهش دهید.

4. بسیار مهم است که با دستان خود حرکات غیر ضروری انجام ندهید.

هنگام شنا از بازوهای خود استفاده نکنید، بلکه از باله های خود برای پارو زدن به آرامی و عمدی استفاده کنید. مانند دوچرخه سواری نباشید که وقتی از تپه ای شیب دار بالا می رود، تندتر و سخت تر رکاب می زند. دست‌هایتان را روی سینه‌تان یا در امتداد بدنتان به پایین بکشید، یا آن‌ها را پشت سرتان زیر تانک یا زیر کمربند وزنه جلویی قرار دهید. برای رسیدن به حالت آرامش بدون وزن مورد نیاز در مورد ما، باید به شناوری خنثی دست یابید - یک مهارت مهم برای صرفه جویی در هوا.

5. شناوری خنثی را یاد بگیرید.

وقتی موفق شدید، کاملاً بی حرکت هستید و احساس می کنید که کاملاً در آب معلق هستید. و این آب در اطراف بدن شما را نگه می دارد. این یکی از شگفت انگیزترین احساسات است و این همان چیزی است که حرکات ما را در زیر آب موثر می کند.

استاندارد بررسی شناوری ایده آل به شرح زیر است: شما حداقل وزنی را که با آن امکان توقف ایمنی در عمق 3-5 متری با 30 بار باقی مانده در سیلندر، بدون هوا یا حداقل آن در داخل سیلندر وجود دارد، با خود می برید. جبران کننده هدف حفظ شناوری خنثی، صرف نظر از عمق، اصلاح آن تنها با تنفس است.

6. سعی کنید بدن خود را افقی نگه دارید.

اکنون که می دانید چگونه خود را به درستی وزن کنید، با استفاده از یک جبران کننده شناوری، در حالی که به طور خنثی بی وزن هستید، می توانید به صورت افقی در آب حرکت کنید. این موثرترین راه است. اگر بدن شما تا حد امکان موازی جهت حرکت باشد، این امر باعث صرفه جویی در هوا می شود. اغلب، مبتدیان، با حرکت در زاویه نسبت به بردار حرکت و علاوه بر این، انجام بسیاری از حرکات غیر ضروری، هوا و انرژی را به طور غیرمولد هدر می دهند.

7. باید وسایل را مرتب کرد و سعی کرد کارآمدتر شود.

به منظور کاهش سطح مقاومت در برابر عناصر آب، باید تمام شیلنگ ها را تا حد امکان به خود نزدیک کنید. از یک سیلندر کوچک با حجم گاز تنفسی مورد نیاز برای یک شیرجه استفاده کنید. ساده سازی جبران کننده از اهمیت بالایی برخوردار است؛ نیروی بالابر آن باید با شرایطی که در آن غواصی می کنید مطابقت داشته باشد.
بهتر است اقلام مختلف مورد نیاز خود را در حین شیرجه در جیب های جبران کننده قرار دهید.
نیازی به گرفتن وزن بالاست نیست، استثناء باری است که در طول توقف ایمنی، در عمق 3-5 متری به آن نیاز خواهید داشت. همچنین می توان با استفاده از منبع هوا یا بادکننده جایگزین و همچنین کامپیوتری با قابلیت اتصال بدون استفاده از شیلنگ، تعداد شلنگ ها را کاهش داد. فقط وسایلی را که برای غواصی نیاز دارید بردارید.

8. اهمیت تنظیم کننده تنفس.

با وجود سهولت ظاهری، نفس کشیدن در زیر آب یک کار نسبتاً دشوار و وقت گیر است.
این نیاز به هزینه های فیزیکی و مهارت های خاصی دارد. به منظور کاهش بار، استفاده از رگولاتور با قدرت بالا، بالاترین عملکرد ضروری است.
حتما قبل از غواصی رگولاتور را کاملاً بشویید. مهم است که هر دوازده ماه یک بار آن را نزد کارشناسان فنی ببرید. بازرسی، و همچنین هر بار قبل از استفاده از تنظیم کننده، اگر قبل از آن برای مدت طولانی از آن استفاده نکرده اید. سعی کنید کنترل های سهولت تنفس را در حداکثر موقعیت قرار دهید، اما مطمئن شوید که هوا به صورت دلخواه از سیلندر خارج نمی شود.

9. تکنیک های صرفه جویی در هوا با قرار گرفتن در سطح آب.

تا حد امکان روی سطح بمانید، یا در یک لوله نفس بکشید یا جبران کننده را کمی باد کنید و روی پشت خود شناور شوید. بازده حرکات روی سطح آب کاهش می یابد، اما هوای کافی برای تنفس خواهید داشت. غواصی در اعماق کم به هوای کمتری نیاز دارد. برای تعیین اینکه کجا هستید نیازی به موج‌سواری مکرر ندارید و به شما امکان می‌دهد مدت بیشتری زیر آب بمانید.

10. سرکوب تلفات هوای خودسرانه.

مواردی از مصرف اجتناب ناپذیر هوا وجود دارد، به عنوان مثال، برای یکسان کردن فشار، دمیدن ماسک، تنظیم شناور، ایجاد یک لایه هوا در لباس های خشک. هنگام برداشتن رگولاتور، در صورت وجود، عملکرد سرکوب جریان هوا را روشن کنید. موقعیت قطعه دهانی را کنترل کنید؛ باید آن را به سمت پایین برگردانید. حلقه‌های اورینگ روی دنده‌های غواصی نیز ممکن است گاهی نشت کنند، اما معمولاً تنها مقدار کمی از هوا از آنها خارج می‌شود. این توهم که با منفجر کردن جبران کننده زیر آب با دهان می توانید از هوا به صرفه تری استفاده کنید فقط یک توهم است. در این مورد یک بادکن برقی ارجح تر و موثرتر است. در حالی که در سطح، انجام این کار با رعایت اقدامات ایمنی لازم منطقی است.

11. بار کمتر، صرفه جویی بیشتر.

هرچه کمتر از باله های خود در زیر آب استفاده کنید، هوای کمتری را هدر خواهید داد. هنگام غواصی و صعود از نیروی جریان استفاده کنید، از کنترل شناور استفاده کنید، هنگام حرکت در امتداد پایین از نوک انگشتان خود استفاده کنید، مشروط بر اینکه به محیط زیست آسیب نرساند.

12. گرم بمانید.

هرچه زیر آب گرمتر باشید، هوای کمتری مصرف خواهید کرد. حتی در مناطق استوایی که دمای آب به سی درجه می رسد، هنگام غواصی بدون لباس مرطوب، گرمای زیادی را از دست می دهید. در نتیجه، سریع‌تر خسته می‌شوید، شروع به تنفس بیشتر می‌کنید و در نتیجه مصرف هوا را افزایش می‌دهید. بر این اساس، کت و شلواری را انتخاب کنید که بهترین محافظت را در برابر سرما به شما ارائه دهد. بهترین گزینه یک لباس مرطوب خشک کامل با لباس زیر حرارتی است.

13. اهمیت آمادگی جسمانی.

داشتن فرم بدنی خوب به شما این امکان را می دهد که از اکسیژن موجود در هوا بهتر استفاده کنید. تغذیه مناسب، آرامش بدون استرس های مختلف، فعالیت های ورزشی منظم، ترک سیگار و الکل، همه اینها به شما این امکان را می دهد که راحت تر غواصی را تحمل کنید و در هوا صرفه جویی کنید.

14. تجربه و سطح آموزش.

هرچه بیشتر در زیر آب شیرجه می‌زنید، مهارت‌های غواصی خود را بیشتر می‌کنید. دوره های مختلف غواصی تحت نظارت مربیان مجرب سطح و درک شما را از تاکتیک های غواصی افزایش می دهد. آموزش عملیات امداد و نجات در آب و زیر آب، آمادگی جسمانی خوبی را برای شما فراهم می کند. همه اینها بدون شک به شما کمک می کند تا دنیای زیر آب را درک کنید و همچنین یاد بگیرید که در زیر آب احساس آرامش و آزادی کنید.

15. انتخاب و عملکرد باله ها.

طبق آزمایش های مختلف، هیچ باله جهانی مناسب برای همه علاقه مندان به زیر آب وجود ندارد. هنگام انتخاب، باید به تجربه، آمادگی جسمانی و همچنین مهارت در کار با باله ها تکیه کنید.
اصول کار با باله ها به شرح زیر است: در آب باید در حالت افقی حرکت کنید، ضربه ها با پای صاف از لگن انجام می شود، نباید بیش از حد فشار بیاورید، عصبی باشید و تکان های مختلفی ایجاد کنید و غیره بر.
باله هایی که اندازه بزرگی دارند و استحکام بالایی دارند موثرترین نیستند، زیرا فشارهای غیرضروری بر روی پاها ایجاد می کنند. هنگام انتخاب، اهمیت و توجه اصلی را به راحتی باله ها کنید.

16. آرام باشید.

این راز اصلی صرفه جویی در منابع تنفسی است. سعی نکنید با کسی همگام باشید.
افراد پارامترهای مختلفی دارند: جسمی، روانی، متابولیسم و ​​غیره و غیره. یک مرد بزرگ، از نظر بدنی قوی و آموزش دیده نمی تواند با یک زن مینیاتوری و شکننده در امر صرفه جویی در هوا رقابت کند. یک زن در هنگام تنفس هوای بسیار کمتری نسبت به مرد صرف می کند و هیچ راه گریزی از این وجود ندارد.
درک این قوانین ساده می تواند خطر غواصی و غواصی را تا حد زیادی کاهش دهد.

فشرده سازی هوا در ظرف غوطه ور در آب

وضعیت زیر را در نظر بگیرید. یک بطری شیشه ای خالی و باز تا عمق ساعت در آب فرو می رود.

1. توضیح دهید که چرا وقتی یک بطری به پایین فرو می رود، هوا به صورت حباب از آن خارج می شود و بطری پر از آب می شود (شکل 46.1).

2. چرا بطری بلافاصله غرق می شود؟

3. توضیح دهید که چرا وقتی یک بطری به صورت وارونه غوطه ور می شود، هوا از آن خارج نمی شود (شکل 46.2).

4. توضیح دهید که چرا وقتی یک بطری به صورت وارونه غوطه ور می شود، حجم هوای موجود در آن با افزایش عمق کاهش می یابد.

بگذارید چگالی آب ρ در، حجم داخلی بطری V 0، حجم هوای موجود در آن V هوا، و فشار اتمسفر p a را نشان دهیم. فرض کنید دمای هوا در بطری ثابت بماند.

5. توضیح دهید که چرا وقتی یک بطری در عمق h غوطه ور می شود، معادله زیر معتبر است:

V هوا (p a + ρ در gh) = V 0 p a. (1)

6. حجم هوای بطری در عمق 10 متری چند بار کاهش می یابد؟

7. نیروی ارشمیدس که بر روی بطری هوا اعمال می شود با افزایش عمق چگونه تغییر می کند؟

8. توضیح دهید که چرا در این حالت هنگام یافتن نیروی ارشمیدس باید حجم جسم غوطه ور در آب را برابر با حجم کل شیشه و هوای بطری در نظر گرفت.

در عمق معینی از غوطه وری، نیروی ارشمیدس برابر با نیروی گرانش می شود. هنگام غواصی به عمق حتی بیشتر، نیروی ارشمیدس کمتر از نیروی گرانش خواهد بود، بنابراین بطری با هوا شروع به غرق شدن می کند.

اجازه دهید این سوال را مطرح کنیم: آیا می توان از نیروی گرانش وارد بر هوا در مقایسه با نیروی گرانش وارد بر بطری غفلت کرد؟

9. جرم هوای موجود در یک بطری نیم لیتری چند برابر جرم بطری کمتر است؟ جرم بطری را 0.5 کیلوگرم در نظر بگیرید. چگالی هوا در 20 ºС تقریباً 1.2 کیلوگرم بر متر مکعب است.

بنابراین، می بینیم که جرم هوا در بطری را می توان با دقت خوبی نسبت به جرم بطری نادیده گرفت.

بگذارید چگالی شیشه ρ σ و حجم شیشه V с را نشان دهیم.

10. توضیح دهید که چرا وقتی یک بطری هوا کاملاً غوطه ور در آب است در حالت تعادل است، معادله زیر برقرار است:

ρ با V با g = ρ در g (V هوا + V c). (2)

معادلات (1) و (2) را می توان سیستمی از دو معادله با دو مجهول در نظر گرفت. به عنوان مثال، اگر مقادیر تمام کمیت های موجود در این معادلات مشخص باشد، به جز Vair و h، می توان آنها را با استفاده از این معادلات پیدا کرد.

11. یک بطری باز حاوی هوا در فشار اتمسفر، از پایین به بالا در آب فرو می‌رود. ظرفیت بطری 0.5 لیتر، حجم شیشه 0.2 لیتر، تراکم شیشه 2.5 برابر تراکم آب، فشار اتمسفر 100 کیلو پاسکال.
الف) وقتی بطری غوطه ور در آب در حالت تعادل است، حجم هوای داخل بطری چقدر است؟
ب) بطری در چه عمقی خواهد بود؟

در شرایط در نظر گرفته شده می توان از جرم هوا چشم پوشی کرد، زیرا در فشار نزدیک به فشار اتمسفر، چگالی هوا بسیار کمتر از چگالی آب و مواد جامد است.

اما در مواردی که صحبت از بلند کردن بارها از اعماق زیاد با استفاده از هوای فشرده است، جرم هوای فشرده می تواند قابل توجه باشد.

بیایید به یک مثال نگاه کنیم.

12. کاوشگران اعماق اقیانوس یک صندوق گنج غرق شده را در عمق 1 کیلومتری کشف کردند. وزن سینه 2.5 تن، حجم 1 متر مکعب است. آنها سینه را با یک کابل به یک کیسه ضد آب قوی و خالی بستند و شروع به پمپاژ هوا به داخل کیسه کردند تا اینکه همراه با سینه شروع به شناور شدن کرد. برای ساده تر شدن محاسبات، چگالی آب دریا را برابر با چگالی آب شیرین فرض می کنیم، فرض می کنیم که آب تراکم ناپذیر است و حجم پوسته کیسه ناچیز است. دمای آب در اعماق زیاد را می توان نزدیک به 0 ºС در نظر گرفت.
الف) آیا برای تعیین فشار هوای کیسه باید فشار اتمسفر را در نظر گرفت؟
ب) تراکم آب را با ρ، mc و m در جرم سینه و جرم هوا در کیسه، Vc و V در حجم سینه و حجم هوا در ابتدای صعود را نشان دهیم. ، M در - جرم مولی هوا، T - دمای مطلق آب. سیستمی متشکل از دو معادله با دو مجهول (m in و V in) بنویسید، با این فرض که فشار اتمسفر را می توان نادیده گرفت.
ج) در لحظه ای که کیسه با سینه شروع به شناور شدن کرد، حجم هوای کیسه چقدر است؟
د) وقتی کیسه با سینه شروع به شناور شدن می کند، جرم هوای کیسه چقدر است؟
ه) آیا می توان تا زمانی که کیسه و سینه به سطح شناور نشوند، هوا از کیسه خارج نشود؟

هوا در یک لوله با ستون جیوه

هوا در یک لوله شیشه ای وجود دارد که در یک انتهای آن مهر و موم شده است. این هوا توسط ستونی از جیوه به طول l جیوه از هوای اتمسفر جدا می شود (شکل 46.3).

بیایید در نظر بگیریم که چگونه طول قسمت پر از هوا لوله به موقعیت لوله و دمای هوا در آن بستگی دارد. فرض می کنیم که طول لوله به اندازه کافی بزرگ است تا جیوه در هیچ موقعیتی از لوله بیرون نریزد.

اجازه دهید فشار اتمسفر p a، چگالی جیوه ρ rt و طول قسمت پر از هوا لوله را نشان دهیم، هنگامی که به صورت افقی قرار دارد، l 0 را نشان می دهیم.
ابتدا فرض می کنیم که دمای هوا در لوله ثابت است.

13. معادله ای بنویسید که مقادیر l rt، l 0 و طول l قسمت پر از هوا لوله را در زمانی که قرار دارد، مرتبط می کند:
الف) عمودی با انتهای باز.
ب) عمودی با انتهای باز به پایین.

14. در لحظه اولیه، لوله با انتهای باز به سمت پایین قرار می گیرد. وقتی وارونه شد، طول قسمت پر از هوا 10٪ کاهش یافت. اگر فشار اتمسفر 760 میلی متر جیوه باشد، طول یک ستون جیوه چقدر است؟ هنر.؟

حال اجازه دهید موردی را در نظر بگیریم که دمای هوا در کابین تغییر می کند.

15. در لحظه اولیه، لوله با هوا و یک ستون جیوه به صورت افقی قرار دارد. هنگامی که آن را در آب جوش با انتهای باز پایین می‌آوریم، طول قسمت پر از هوا 20 درصد افزایش می‌یابد. اگر طول ستون جیوه 5 سانتی متر باشد دمای اولیه هوای لوله چقدر است؟ فشار اتمسفر 760 میلی متر جیوه است. هنر

2. دو گاز در یک سیلندر با پیستون یا بافل

سیلندر به صورت افقی قرار دارد

اجازه دهید ابتدا موردی را در نظر بگیریم که یک سیلندر با گازهای مختلف به صورت افقی قرار دارد (در شکل 46.4، گازهای مختلف به صورت شماتیک با رنگ های مختلف نشان داده شده اند). در این حالت می توانید وزن پیستون را نادیده بگیرید.

یک پیستون ممکن است ویژگی های مختلفی داشته باشد که باید در هنگام حل مسائل مورد توجه قرار گیرد.

16. در مورد فشار و دمای دو گاز جدا شده توسط پیستون چه می توان گفت اگر:
الف) رسانای گرما است و می تواند بدون اصطکاک حرکت کند؟
ب) گرما را هدایت نمی کند، اما می تواند بدون اصطکاک حرکت کند؟
ج) رسانای گرما، اما لازم است اصطکاک بین پیستون و دیواره ظرف را در نظر گرفت؟

17. در یک سیلندر با پیستون که به صورت افقی قرار دارد، هیدروژن و اکسیژن در طرف مقابل پیستون قرار دارند.
الف) اگر پیستون متحرک و رسانای گرما باشد، چه رابطه ای بین حجم گازها و مقدار ماده موجود در آنها وجود دارد؟
ب) در این مورد چه رابطه ای بین حجم و جرم گازها وجود دارد؟
ج) در صورتی که پیستون متحرک باشد اما رسانای گرما نباشد، حجم، جرم و دمای گازها چگونه به هم مرتبط است؟

اگر گفته شود که ظرف نه با پیستون، بلکه توسط یک پارتیشن تقسیم می شود، به طور ضمنی گفته می شود که حجم قطعات ظرف ثابت می ماند. پارتیشن همچنین می تواند ویژگی های مختلفی داشته باشد.

18. در مورد دما و فشار جزئی دو گاز که توسط یک پارتیشن از هم جدا شده اند چه می توان گفت اگر:
الف) رسانای گرما؟
ب) متخلخل (این معمولاً به این معنی است که مولکول های یک گاز می توانند به پارتیشن نفوذ کنند، اما مولکول های گاز دیگر نمی توانند)؟

19. یک ظرف عایق حرارتی توسط یک پارتیشن متخلخل به دو قسمت مساوی تقسیم می شود. در لحظه اولیه، 2 مول هلیوم در سمت چپ ظرف و 1 مول آرگون در سمت راست وجود دارد. دمای اولیه هلیوم 300 کلوین و دمای اولیه آرگون 600 کلوین است. اتم های هلیوم می توانند آزادانه از طریق منافذ در پارتیشن نفوذ کنند، اما اتم های آرگون نمی توانند.
الف) آیا پارتیشن رسانای گرما است یا خیر، مهم است؟
ب) کدام اتم های گاز در ابتدا میانگین انرژی جنبشی بیشتری دارند؟ چند برابر بیشتر؟
ج) انرژی داخلی کدام گاز در لحظه اولیه بیشتر است؟ چند برابر بیشتر؟
د) توضیح دهید که چرا میانگین انرژی جنبشی اتم های گازهای مختلف پس از رسیدن به تعادل حرارتی برابر است.
ه) در حالت تعادل حرارتی ظرف چه دمایی خواهد داشت؟
و) انرژی جنبشی متوسط ​​اتمهای هلیوم در حالت تعادل حرارتی چند برابر بیشتر از میانگین انرژی جنبشی آنها در حالت اولیه خواهد بود؟
ز) فشار هلیوم در سمت چپ ظرف نسبت به فشار اولیه پس از برقراری تعادل چگونه تغییر خواهد کرد؟
ح) پس از برقراری تعادل، فشار آرگون نسبت به فشار اولیه چگونه تغییر خواهد کرد؟
ط) فشار در کدام قسمت از ظرف پس از برقراری تعادل بیشتر خواهد بود؟ چند برابر بیشتر؟

سیلندر به صورت عمودی قرار دارد

اگر سیلندر به صورت عمودی قرار دارد (شکل 46.5)، پس باید وزن پیستون را که روی گاز واقع در پایین سیلندر فشار می دهد، در نظر گرفت. به همین دلیل فشار پایین سیلندر بیشتر از قسمت بالایی آن است. بیایید به یک مثال نگاه کنیم.

20. یک ظرف استوانه ای عمودی به ارتفاع l توسط یک پیستون متحرک به دو قسمت تقسیم می شود. در قسمت بالایی با ارتفاع l ν مول هلیوم و در قسمت پایین با ارتفاع l n - به همان تعداد مول هیدروژن وجود دارد. دمای گازها همیشه برابر با T باقی می ماند. جرم پیستون m، مساحت S و ضخامت پیستون را می توان در مقایسه با ارتفاع مخزن نادیده گرفت.
الف) فشار هر قسمت از ظرف را بر حسب مقادیر دیگر بیان کنید. آیا نوع گاز موجود در قطعات ظرف اهمیت دارد؟
ب) معادله ای بنویسید که فشار گازهای هر قسمت از ظرف را با جرم پیستون و مساحت آن مرتبط می کند.
ج) جرم پیستون چقدر است اگر l = 50 سانتی متر، ν = 0.22 مول، T = 361 K، l در = 30 سانتی متر؟
سرنخ. از معادله حالت گاز ایده آل استفاده کنید.

بالابر بالن

یک بالون (شکل 46.6) تنها در صورتی می تواند در هوا در حالت تعادل باشد که نیروی ارشمیدس که از هوا بر آن وارد می شود، از نظر بزرگی با کل نیروی گرانشی وارد بر توپ و بار معلق از آن برابر باشد:

F A = ​​F t.sh + F t.gr. (3)

در مورد بالون، لجن ارشمیدس برابر با وزن هوای اطراف در حجم اشغال شده توسط بالون و بار آن است. ما کلمه اطراف را به صورت مورب برجسته کرده ایم زیرا چگالی هوای اتمسفر در هنگام افزایش به دو دلیل تغییر می کند: اول اینکه فشار آن کاهش می یابد و دوم اینکه دمای آن کاهش می یابد.

بیایید حجم توپ را V نشان دهیم. حجم بار و پوسته توپ معمولاً نسبت به حجم خود توپ نادیده گرفته می شود، اما جرم های بار و پوسته توپ از اهمیت بالایی برخوردار است! جرم بار را m g و جرم پوسته را m vol نشان می دهیم. سپس

F t.sh = (m int + m about)g،

که در آن m int جرم گازی است که توپ با آن پر شده است.

بگذارید چگالی هوای اطراف توپ را به صورت ρ ext و چگالی گاز واقع در داخل توپ را با ρ int نشان دهیم.

21- علت درستی معادلات زیر را توضیح دهید:

F A = ​​ρ ext gV،
m داخلی = ρ داخلی V،
V(ρ ext – ρ int) = m gr + m vol. (4)

سرنخ. از رابطه (3) و رابطه بین جرم، حجم و چگالی استفاده کنید.

نیروی زمینی بالون وزن باری است که بالن می تواند بلند کند.

22. توضیح دهید که چرا مدول بالابر یک بالون با فرمول بیان می شود

F under = Vg(ρ خارجی – ρ داخلی) – m حدود g. (5)

از فرمول های (4) و (5) چنین استنباط می شود که یک بالون تنها زمانی می تواند باری را بلند کند که چگالی گازی که بالون با آن پر می شود کمتر از چگالی هوای اطراف باشد.

اگر توپ سفت و سخت بود، می‌توان این کار را با پمپاژ جزئی هوا از آن به دست آورد: پوسته سفت و سخت می‌توانست در برابر اختلاف فشار هوا در داخل و خارج توپ مقاومت کند. با این حال، پوسته یک توپ سخت بسیار سنگین خواهد بود. پوسته نرمی که همیشه برای بادکنک ها استفاده می شود، نمی تواند تفاوت فشار قابل توجهی را تحمل کند. بنابراین فشار گاز داخل توپ با فشار هوای اطراف برابر است.

23. توضیح دهید که چرا اگر فشار داخل توپ برابر با فشار هوای اطراف باشد، برابری درست است.

ρ داخلی /ρ خارجی = (M داخلی * T خارجی) / (M خارجی * T داخلی). (6)

سرنخ. از معادله حالت گاز ایده آل استفاده کنید.

از فرمول (6) مشخص می شود که چگالی گازی که توپ با آن پر می شود را می توان به دو روش کمتر از چگالی هوای اطراف ساخت:
- از هوای گرم به عنوان گاز "داخلی" استفاده کنید.
- از گازی با جرم مولی کمتر استفاده کنید.

روش اول برای بادکنک های لذت (شکل 46.6) و روش دوم - برای بادکنک های هواشناسی (شکل 46.7)، که تا ارتفاع زیادی بالا می روند (در این مورد، بالون معمولاً با هلیوم پر می شود) استفاده می شود.

24. توضیح دهید که چرا از فرمول های (5) و (6) این نتیجه حاصل می شود که ماژول نیروی بالابر بالون با فرمول بیان می شود.

? 25. بالون به حجم 3000 متر مکعب در قسمت پایینی سوراخی دارد که از طریق آن هوای داخل بالن توسط مشعل تا دمای 77 درجه سانتیگراد گرم می شود. توپ در ارتفاعی که دمای محیط 7 درجه سانتیگراد و چگالی آن 1.2 کیلوگرم بر متر مکعب است در حالت تعادل قرار دارد. جرم پوسته توپ 300 کیلوگرم است. جرم بار چقدر است؟

سوالات و وظایف اضافی

26. هوا از بالا به داخل پانتونی که در کف دریاچه در عمق 90 متری قرار دارد پمپ می شود (شکل 46.8). هنگامی که آب اتم از طریق سوراخی که در قسمت پایینی آن قرار دارد به بیرون از پانتون خارج می شود. در صورتی که مجموع جرم پانتون با بار 20 تن و حجم کل محموله و دیواره های پانتون 5 متر مکعب باشد، چه حجمی از هوای جوی باید به پانتون وارد شود تا بتواند بار را بلند کند. ? فرض کنید دمای آب نزدیک به 0 º C و فشار اتمسفر 10 5 Pa است.

27. در زانویی مهر و موم شده یک لوله U شکل ستونی از هوا به ارتفاع 30 سانتی متر وجود دارد که جیوه در هر دو زانو در یک سطح است. اگر به آرامی جیوه را به بالا اضافه کنید، ارتفاع ستون هوا چقدر خواهد بود؟ فشار برابر با فشار معمولی اتمسفر است.

28. بالون پر از هلیوم در هوا در حالت تعادل است. جرم یک متر مربع از پوسته بالون 50 گرم، دمای هوا و هلیوم 27 ºC، فشار برابر با فشار معمولی جو است. شعاع توپ چقدر است؟

محاسبه دقیق هوای غواصی دومین عامل مهم بعد از وضعیت فنی بی عیب و نقص تجهیزات است. از آنجایی که این کار از زمان اختراع تجهیزات غواصی وجود داشته است، روش های خاصی برای محاسبه حجم هوای مورد نیاز از مدت ها قبل توسعه یافته است. مبنای آن حجم هوای مورد نیاز یک غواص در دقیقه است و سپس مقدار حاصل بر حجم گاز موجود در سیلندر تقسیم می شود.

این محاسبات با این واقعیت پیچیده است که مصرف هوا به فعالیت بدنی بستگی دارد. در هنگام شنای آرام بسیار کمتر از استفاده شدید از باله است. عامل دیگری که همیشه مورد توجه قرار می گیرد، عمق غوطه وری است. هر چه عمق بیشتر باشد، فشار بیشتری باید تامین شود. همه عوامل در نظر گرفته شده را می توان به عنوان یک لیست نشان داد:

1. حجم سیلندر.
2. فشار سیلندر.
3. مصرف هوا در دقیقه (به عنوان RMV نشان داده می شود)
4. عمق غوطه وری

دو پارامتر اول می توانند بسیار دقیق باشند. دقت آنها فقط به این بستگی دارد که چقدر با حجم مشخص شده مطابقت دارند و همچنین میزان دقت دریچه پمپی که برای پر کردن استفاده شده است تنظیم شده است. کمپرسور در پایان پر کردن با استفاده از سنسور فشار خاموش می شود. این وظیفه دارد اطمینان حاصل کند که حجم هوای سیلندر دقیقاً با مقدار اعلام شده مطابقت دارد.

سخت ترین قسمت محاسبه RMV است. داده های دقیق را فقط می توان به صورت تجربی به دست آورد. این دقیقاً همان کاری است که آنها هنگام آموزش غواصان انجام می دهند. دانش‌آموز قرائت‌های گیج فشار را در حالت‌های مختلف شیرجه، حرکت با جریان، صعود یا ایستادن به خاطر می‌سپارد. در مرحله بعد، بر اساس داده های به دست آمده، یک شاخص RMV فردی مشتق می شود. داده ها در یک جدول با سه ستون ثبت می شوند: زمان و عمق غواصی و فشار مخزن با استفاده از فشارسنج. با محاسبه مجدد فشار در سیلندر بر حسب حجم (فقط باید نشانگرها را ضرب کنید)، مقدار دقیق مصرف هوا در دقیقه را بدست می آوریم و اصلاحاتی را برای بار و عمق انجام می دهیم.

اگر زمانی برای چنین اندازه گیری هایی وجود نداشته باشد که نیاز به غواصی آزمایشی با مربی دارد، شاخص های کلی گرفته می شود. آنها با حاشیه مشخصی محاسبه می شوند که برای پوشش تمام ویژگی های فردی ضروری است. بنابراین مصرف هوا در سطح توسط یک غواص با وزن 80 کیلوگرم 20 تا 25 لیتر در دقیقه است. (در واقعیت، تا حدودی کمتر - 16 - 22 لیتر). زنان حتی مصرف هوای کمتری دارند. بعد، اصلاحی برای عمق انجام می شود. با افزایش عمق غواصی، حجم هوای مورد نیاز خیلی سریع افزایش می یابد. در 50 متر (حداکثر عمق برای غواصی آماتور)، تقریباً دو برابر (حدود 40 لیتر در دقیقه) نیاز دارید.

حداکثر فشار استنشاقی برای مخلوط های مختلف متفاوت است. برای اکسیژن فقط 1.3 - 1.4 اتمسفر است. به همین دلیل برای غواصی در اعماق دریا به مخلوط های خاصی نیاز است. هنگام کامپایل، آنها سعی می کنند اطمینان حاصل کنند که محتوای اکسیژن موجود در آنها کمی با طبیعی در هوای معمولی متفاوت است. محتوای نیتروژن در مخلوط اعماق دریا نیز کاهش می یابد، زیرا اگر از هوای معمولی استفاده کنید، نارکوز نیتروژن از قبل از 30 متر شروع می شود. برای عمیق ترین غواصی، مخلوط هلیوم-اکسیژن بهینه است. تقریباً هرگز در غواصی آماتور استفاده نمی شود. پر کردن سیلندرها با هلیوم دشوار است زیرا نفوذپذیری فوق العاده بالایی دارد، اما هنگامی که با اکسیژن مخلوط می شود این عیب تقریباً برطرف می شود.

هنگام استفاده از هوای تمیز، مهم است که سیلندر کجا پر شده است. در اینجا فقط یک نیاز اصلی وجود دارد. خلوص هوا ضروری است. بنابراین، با یک درایو الکتریکی بهتر است. سپس خطر مونوکسید کربن و دی اکسید کربن اضافی حداقل است. بهینه است که سیلندرها در مکانی سازگار با محیط زیست، به عنوان مثال در ساحل دریا یا در حومه شهر، دوباره پر شوند.

هوای جو و خواص آن لایه هوای اطراف کره زمین را جو می نامند. هر چه از سطح زمین بالاتر باشید، چگالی هوا کمتر می شود.

هوای اتمسفر مخلوطی از گازها است. یک لیتر از آن در فشار اتمسفر و دمای 15 درجه سانتی گراد 1.29 گرم وزن دارد.

ترکیب هوا شامل نیتروژن (بر حسب حجم) - 78.13٪ ، اکسیژن - 20.90٪ ، دی اکسید کربن - 0.03٪ ، آرگون - 0.94٪ است. علاوه بر این، هوا حاوی مقادیر کمی هلیوم، هیدروژن و سایر گازهای بی اثر است.

علاوه بر گازهای ذکر شده، هوا حاوی بخار آب است که مقدار آن ثابت نیست.

نیتروژن- در شرایط عادی، یک گاز خنثی برای بدن. بی رنگ، بی بو و بی مزه است، نمی سوزد و از احتراق پشتیبانی نمی کند. یک لیتر نیتروژن 1.25 گرم وزن دارد، چگالی آن 0.967 است. حدود یک لیتر نیتروژن در بدن انسان در فشار اتمسفر معمولی حل می شود.

اکسیژن- مهم ترین گاز برای انسان. بدون آن، زندگی روی زمین غیرممکن است. اکسیژن نمی سوزد، اما از احتراق پشتیبانی می کند. در شکل خالص آن قابل اشتعال است. یک لیتر اکسیژن 1.43 گرم وزن دارد.اکسیژن طبی خالص (98.99%) برای تنفس استفاده می شود.

دی اکسید کربن- سنگین ترین گازها. یک لیتر از آن 1.96 گرم وزن دارد و چگالی آن 1.529 گرم است و در فشار جزئی 0.03 آتا که معادل 3 درصد در هوا است، دی اکسید کربن اثر سمی بر بدن دارد.

اندازه گیری فشار اتمسفر. وزن هوا به زمین و اجسام روی آن فشار می آورد. اولین کسی که مقدار فشار اتمسفر را تعیین کرد دانشمند ایتالیایی تورچلی (در قرن هفدهم) بود. برای انجام این کار، او از یک لوله شیشه ای بلند با سطح مقطع 1 سانتی متر مربع استفاده کرد که در یک انتهای آن مهر و موم شده و با جیوه پر شده بود.

او پس از پایین آمدن انتهای بدون مهر و موم لوله در یک ظرف باز با جیوه، متوجه شد که جیوه در لوله فقط تا یک سطح مشخص کاهش یافته است. پایین تر نمی رفت، زیرا با فشار هوا بر روی جیوه در کشتی از این امر جلوگیری شد. هنگام اندازه گیری، مشخص شد که ارتفاع ستون جیوه در لوله 760 میلی متر و وزن آن 1.033 کیلوگرم بود (شکل 2). بنابراین مشخص شد که فشار اتمسفر سطح زمین در سطح دریا 760 میلی متر جیوه است. هنر، که مربوط به فشاری با نیروی 1.033 کیلوگرم در هر 1 سانتی متر مربع یا 10.33 متر آب است. هنر این فشار را اتمسفر، نرمال یا بارومتریک می نامند و به آن اتمسفر می گویند. این یک فضای فیزیکی است.

برنج. 2. فشار هوای اتمسفر

در عمل، برای راحتی محاسبات، جو فنی به عنوان یک واحد فشار در نظر گرفته می شود که برابر با فشار 1 کیلوگرم در هر 1 سانتی متر مربع است. در تعیین شده است.

فشار آب به غواص. قبلاً در بالا گفتیم که هنگام غواصی در زیر آب، فرد نه تنها فشار هوای جوی، بلکه آب را نیز تجربه می کند. هنگام غواصی، به ازای هر 10 متر فشار 1 اتمسفر افزایش می یابد. این فشار اضافی نامیده می شود و ati نامیده می شود.

فشار کل (مطلق) آب و هوا بر روی غواص. در زیر آب، غواص در معرض فشار اتمسفر و فشار اضافی ستون آب قرار می گیرد.

فشار کل آنها فشار مطلق نامیده می شود و آتا نامیده می شود. به عنوان مثال، در عمق 10 متری یک غواص تحت فشار 2 آتی (1 آتی + 1 آتا)، در عمق 50 متر - 6 آتا و غیره است.

تراکم پذیری و کشسانی گازها. گازها از ذرات در حرکت پیوسته تشکیل شده اند. مولکول های گاز اندازه کوچکی دارند، اما حجم زیادی را اشغال می کنند. نیروی جاذبه بین مولکول های گاز منفرد بسیار کمتر از مایعات یا جامدات است. گازها حجم ثابتی ندارند و شکل و حجم ظرفی را می گیرند که در آن قرار دارند.

بر خلاف مایعات، گازها می توانند تحت فشار منبسط و فشرده شوند و در نتیجه حجم آنها کاهش یافته و خاصیت ارتجاعی افزایش یابد.

رابطه بین حجم و فشار گازها توسط قانون بویل-ماریوت برقرار می شود که بیان می کند حجم اشغال شده توسط یک گاز به نسبت معکوس فشار وارد بر آن در دمای ثابت تغییر می کند. حاصل ضرب حجم گاز (V) و فشار متناظر (P) در دمای ثابت، PхV=const را تغییر نمی دهد.

به عنوان مثال، اگر 2 لیتر گاز را تحت فشار 2 آتا مصرف کنید و این فشار را تغییر دهید، حجم به صورت زیر تغییر می کند:

به عبارت دیگر، با چند برابر افزایش فشار، حجم گاز به همان میزان کاهش می یابد و بالعکس.

اهمیت این قانون (عملی) است، توضیح می دهد که چرا مصرف هوا برای تنفس با افزایش عمق افزایش می یابد (غواصی. اگر در سطح غواصی 30 لیتر هوای جوی در دقیقه مصرف کند، در عمق 20 متری این هوا. به 3 آتا فشرده می شود که در حال حاضر 90 لیتر هوا را شامل می شود. مصرف در واقع سه برابر می شود.

با استفاده از این قانون می توانید محاسبات لازم را در رابطه با فرودهای غواصی انجام دهید.

مثال محاسبه:

تعیین کنید اگر یک غواص تحت فشار 4 اتمسفر روی گیج فشار 150 لیتر هوای آزاد در دقیقه به او داده شود، چند لیتر هوای فشرده دریافت می کند؟

طبق قانون بویل ماریو، P1 V1 = P2 V2.

در مثال

این محاسبات فقط برای دمای ثابت معتبر است. در عمل، لازم است تغییرات حجم و فشار در دماهای مختلف را در نظر گرفت. وابستگی حجم و فشار هوا به دمای آن توسط قانون Gay-Lussac تعیین می شود که بیان می کند که تغییر حجم گاز در فشار ثابت مستقیماً با دمای گرمایش متناسب است. تغییر فشار گاز در حجم ثابت نیز مستقیماً با دمای گرمایش متناسب است.