Какое давление в батискафе на глубине
Содержание статьи
Как батискаф выдерживает давление
IT News
Last update Вс, 29 Янв 2017 11pm
Как устроен батискаф
К подводным аппаратам относятся батисферы и батискафы. Это небольшие и очень специализированные подводные лодки. Их чаще используют для научных исследований, чем для военных целей.
Эти малюсенькие корабли с очень прочными корпусами, зачастую сделанными из титана, могут погружаться в океане на рекордные глубины. В 1960 году французский глубоководный аппарат «Триест» поставил рекорд погружения, достигнув на глубине 35 802 фута дна Тихого океана в районе Мариинской впадины.
Подводные аппараты могут не просто находиться там, где давление в 1000 раз больше, чем на уровне моря, но и рассматривать и фотографировать подводные территории с помощью фото и видеокамер. А механические «руки» могут брать геологические и биологические пробы и доставлять их на поверхность в сетчатых контейнерах. Эти же «руки» могут помочь отремонтировать оборудование на подводных трубопроводах или неисправные кабели на подводных линиях связи.
Батискаф
Этот аппарат состоит из очень прочного экипажного отсека, соединенного с огромной емкостью, заполненной бензином.Внутри емкости находятся балластные цистерны, которые наполняются морской водой при погружении и опорожняются при всплытии. Значительная часть оборудования батискафа расположена с его наружной стороны: прожектора, теле и кинокамеры, проблесковые огни — все, что помогает увидеть в кромешной темноте океанских глубин.
Батискаф «Элвин», изображенный выше, помог сделать много открытий при подводных исследованиях.
Внутреннее убранство тесного отсека управления на батискафе «Элвин» связано с различными приборами.
Двигатель на принципе масляного насоса
Наполненные бензином цистерны и растягиваемая диафрагма компенсируют эффекты связанные с давлением.
Давление воды растет с глубиной
При увеличении глубины на каждые 3300 футов давление возрастает на 100 атмосфер. (Одна атмосфера равна давлению всего земного воздушного столбе на уровне моря).
Поверхности сферической формы лучше всего противостоят давлению благодаря равномерному его распределению по поверхности. Прямоугольники раздавить легче.
Источник
Почему на человека в Батискафе действует давление, если он сидит внутри? Т.е. давление на человека, а не металл.
Когда говорят про декомпрессионную болезнь у человека без защиты, если резко подняться из воды, всё понятно. Но при чем тут Глубоководные устройства? Разве они не должны давление на себя принимать? Металл сверху принимает давление, а внутри всё так же как на поверхности. Или давление умет проходить сквозь вещество и действовать на человека «через стену»?
А почему вы решили, что в батискафе действует какое-то дополнительное давление? Это совершенно не так!
Батискаф имеет прочную герметичную капсулу, внутри которой поддерживается давление близкое к нормальному атмосферному. В ней и размещается экипаж. Никакому избыточному давлению люди не подвергаются, на какую бы глубину батискаф ни опустился.
Можно ли » качаться» при гипертонии? Как правильно нагружать себя без последствий для сердца?
Можно, только осторожно. Во-первых, надо проконсультироваться с врачом на тему того, насколько все сильно с гипертонией. Во-вторых, нельзя злоупотреблять кардио.
Какая сила давления действует на водолаза при его погружении на 50 метров?
На водолаза действует следующая сила: P=pgh, P-давление, p-плотность, h-высота столба.
p=1000 кг/м³ плотность воды
10 м/с² ускорение свободного падения
h-глубина погружения водолаза (h = 50 м)
1 0 · Хороший ответ
Как снизить давление?
Понизить давление можно, положив под язык, такие препараты, как Каптоприл, Лизиноприл, Нифедипин, Моксонидин.
Гипертоникам следует постоянно принимать лекарства для предотвращения скачков артериального давления, контролировать свой вес, сахар в крови, холестерин, свертываемость крови, следить за почками, эндокринными железами (щитовидная, надпочечники), не курить, не злоупотреблять спиртными напитками, придерживаться гипохолестериновой диеты, исключить из рациона продукты с избытком соли.
Ответ подготовила Рано Ишматова, автор сайта MedicoWay
Источник
Давление под водой в морских глубинах: как измерить
Со школьных лет всем известно, что вода плотнее воздуха. Из-за этого изменение давления под водой с погружением происходит быстрее, чем смена его при увеличении высоты. Так, при спуске на 10 метров происходит рост давления на одну атмосферу. В глубоких океанических впадинах, достигающих 10 тысяч метров, этот показатель составляет 1 тысячу атмосфер. Как узнать, как изменяется давление под водой и как оно влияет на живых существ, будет описано ниже.
Физические расчеты
Плотность соленой морской воды на 1-2% выше показателя пресной жидкости. Поэтому с определенной точностью можно высчитать, какое давление под водой, потому что при погружении на каждые 10 метров происходит его рост на одну атмосферу. К примеру, подводная лодка на глубине 100 метров испытывает давление в 10 атмосфер, что можно сравнить с показателями внутри парового котла в паровозе. Из этого следует, что каждому слою в море соответствует свой гидростатический показатель. Все подводные лодки снабжены манометрами, которые измеряют давление воды за бортом, на основании чего можно определить степень погружения.
На большой глубине становится заметной сжимаемость воды, поскольку ее плотность в глубоких слоях выше, чем на поверхности. И давление растет быстрее, чем по линейному закону, из-за чего график слегка отклоняется от прямой линии. Дополнительное давление, вызванное сжатием жидкости, увеличивается пропорционально квадрату. При спуске на 11 км оно составляет около 3% от всего давления на этой глубине.
Как исследуют моря и океаны
При изучении используются батискафы и батисферы. Батисфера — это стальной шар с пустотой внутри, который выдерживает очень высокое давление морских глубин. В стенку батисферы ставится иллюминатор — герметичное отверстие, закрытое прочными стеклами. Батисферу с исследователем опускают с корабля на стальном тросе до того слоя воды, который не может осветить прожектор. Благодаря этому приспособлению удавалось спуститься до 1 км. Батискафы с батисферой (укрепленной внизу большой цистерной из стали), которая заполнена бензином, может достигнуть еще большего погружения.
Поскольку плотность бензина меньше воды, подобная конструкция может перемещаться в море, словно дирижабль в воздухе. Вместо легкого газа используется бензин. При этом батискаф снабжен запасом балласта и двигателем, благодаря которому он, в отличии от батисферы, может перемещаться самостоятельно, не требуя связи с кораблем на поверхности.
Исследования давления под водой на глубине
Поначалу батискаф плавает по воде, словно всплывшая подводная ложка. Для начала погружения в пустые балластные отсеки вливается забортная вода, из-за чего конструкция начинает опускаться под воду все глубже и глубже, пока не достигнет дна. Для всплытия на поверхность выполняется сброс балласта, и без лишнего груза батискаф легко поднимается на поверхность.
Самое глубокое погружение с использованием батискафа было выполнено 23 января 1960 года, когда он пробыл 20 минут в Марианской впадине на глубине 10919 метров под водой, где давление составляло более 1150 атмосфер (расчет проводился с учетом повышения плотности жидкости из-за сжатия и солености). По итогу эксперимента исследователи обнаружили живых существ, обитающих даже в таких труднодоступных местах.
Давление воды
Ныряя, аквалангист или пловец сталкивается с гидростатическим давлением по всей поверхности тела, при этом оно превышает нормальные показатели его организма. Хотя тело водолаза может не соприкасаться с водой напрямую за счет резинового костюма, он сталкивается с тем же давлением, что оказывает влияние на тело пловца, поскольку воздух в скафандре требуется сжать с учетом показателей окружающей среды. Из-за этого даже подаваемый через шланг воздух для дыхания должен закачиваться с учетом давления воды на предполагаемой глубине. Тот же показатель обязан быть у воздуха, доставляемого из баллонов в маску аквалангиста. Таким образом, ныряльщикам приходится дышать воздухом с непривычными показателями.
Не поможет от давления и водолазный колокол или кессон, поскольку в нем следует сжать воздух, чтобы он не попал под колокол, то есть увеличить до показателей окружающей среды. По этой причине при постепенном погружении происходит постоянная подкачка воздуха с расчетом на давление воды на достигнутой глубине.
Высокие показатели плохо влияют на самочувствие и здоровье человека, из-за чего есть определенный предел, до которого могут работать люди без вреда для здоровья. Обычно при нырянии в водолазном костюме он достигает 40 метров, что соответствует 4 атмосферам. Опуститься на большую глубину водолаз может только в жестком скафандре, который примет на себя давление воды. В нем можно спокойно погрузиться до 200 метров.
Влияние на здоровье человека
При долгом нахождении под водой при высоком давлении немалое количество воздуха растворится в крови и других биологических жидкостях тела. Если произойдет быстрый подъем водолаза на поверхность, то растворенный воздух начнет выделяться из крови в виде пузырьков. Резкое выделение пузырьков может привести к появлению сильной боли по всему телу и привести к кессонной болезни. Поэтому поднятие водолаза, долго проработавшего на большой глубине, может занять много времени (несколько часов), чтобы растворенный газ выделялся постепенно и без пузырьков.
Давление в море и морские животные
Хотя ранее были указаны огромные значения давления, имеющего место на дне моря, для морских животных это не столь существенные показатели. Местные обитатели могут в течении суток легко и спокойно переносить огромные колебания этого показателя. Однако некоторые такие животные очень плохо переносят резкую смену давления. К примеру, при извлечении на сушу морской окунь раздуется, особенно если его очень быстро извлечь из воды.
Атмосферное давление под водой достаточно просто рассчитывается. Достаточно запомнить, что на каждые 10 метров приходится 1 атмосфера. Однако на больших глубинах вступают в силу и другие показатели, такие как сжатие и плотность воды. В связи с чем придется проводить расчет с учетом этих значений.
Источник
Источник
Что происходит с человеком на большой глубине ?
- Вы узнаете что происходит с человеком на экстремальной глубине
Возможно вы удивитесь но есть люди которые ныряют более чем на 200 метров! Давление на такой глубине достигает 20-25 атмосфер, как выживают люди в таких условиях ?
Герберт Ницш первый среди ныряльщиков с задержкой дыхания, кто побывал на глубине 244 метра и вернулся живым.
Какие изменения происходят с телом дайвера, погружающегося на глубину.
- Нырятельный рефлекс
Нырятельный рефлекс остался у нас спустя миллионы лет эволюции! Он провоцирует изменения в организме, призванные упростить погружения на большую глубину, ведь мы все когда то тоже были рыбами.
Сначала на 20-30% замедляется сердцебиение, «опытные дайверы замедляют его ещё сильнее» снижая тем самым потребление организмом кислорода. Этот эффект называется «брадикардией». Ещё появляется «ларингоспазм» это рефлекс, препятствующий попаданию воды в легкие, так же эффект «вазоконстрикции» повышает ваше артериальное давление.
Позже появляется кровяной сдвиг — кровь приливает к жизненно важным органам, защищая их от давления. Повышается уровень гемоглобина, это позволяет организму ныряльщика накапливать куда больше кислорода. Вы можете повторить этот эффект дома, опустив своё лицо в холодную воду.
- Дыхание человека
Погружаясь на 10 метров давление на тело удваивается. На 30 метровой глубине оно утраивается, после 100 метров легкие сжимаются до размеров мяча. Находясь на глубине 5 метров у человеческого тела появляется нейтральная плавучесть, позволяющая оставаться на одном уровне, не погружаясь глубже. Для борьбы с этой плавучестью дайверы берут с собой дополнительный груз для погружения.
- Головной мозг ныряльщика
В воде организм прежде всего нацелен на поддержку исправного функционирования мозга. Если кислорода не достаточно и при оттоке крови из рук и ног, ухудшается моторика то есть риск потери сознания из-за развившейся «гипоксии».
Так же мозг играет важную роль в психологических аспектах погружения. Погружение на глубину опасное занятие, поэтому фактор страха всегда имеет место быть. Не опытных людей пугает надвигающаяся с каждым метром темнота, непонятные звуки и невозможность вдохнуть.
- Травмы и последствия погружения
Из за высокого давления на глубине появляются различные травмы. Могут лопнуть барабанные перепонки, лицо травмирует маска, давление по которой понимается, легкие растягиваются и сжимаются, стенки альвеол могут лопаться, провоцируя кровавый кашель, боли в зубах увеличиваются.
Но самая главная опасность под водой это «кессонная болезнь» газы в крови дайвера быстро вынырнувшего с большой глубины, образуют пузырьки, нарушающие кровоток. Появляются разные симптомы от стадии болезни. Это может быть как легкое недомогание с болью в мышцах так и эмболия дыхательной системы. При быстром всплытии без уравнивания давления в организме можно быстро потерять сознание и погибнуть.
Погружаясь всё глубже, дайвер ощущает, как изменяется состав его крови. Газы при давлении растворяются в крови легче и функционируют эффективнее. К примеру азот начинает действовать на мозг как наркотик, и приводит к легкому опьянению, на большой глубине к настоящей эйфории. На 200 метрах последние остатки кислорода в крови сжимаются, обмен веществ в организме замедляется.
Понятное дело, без подготовки глубже 20 метров лучше не нырять, нужна длительная подготовка для глубоководных погружений. Дайверы тратят годы на обучения организма не паниковать и правильно дышать перед погружением, не пытайтесь повторить рекорды профессионалов, вас просто раздавит на такой глубине! Они ныряли сотни раз и тренировали свои легкие компактно сжиматься при погружении, не терять сознание на такой глубине куда больший навык чем экономия кислорода.
А можем ли мы в теории существовать на глубине более 1000 метров без защиты ?
- Да, но только в теории, если из организма вывести все газы и пустоты воздуха то мы перестанем чувствовать давление на любой глубине! Почему ? Наше тело создано из воды а она как мы знаем не сжимается и она же давит снаружи, при таких условия существуют глубоководные рыбы например на дне Марианской впадины но если вы не киборг, вам потребуется батискаф.
Батискаф
Только благодаря батискафам, мы можем опустится глубже 200 метров. Сохраняя внутреннее давление неизменным, прочные стенки батискафа защищают человека от колоссального давления снаружи на глубинах более 10.000 метров.
Источник
Давление под водой в морских глубинах: как измерить
Со школьных лет всем известно, что вода плотнее воздуха. Из-за этого изменение давления под водой с погружением происходит быстрее, чем смена его при увеличении высоты. Так, при спуске на 10 метров происходит рост давления на одну атмосферу. В глубоких океанических впадинах, достигающих 10 тысяч метров, этот показатель составляет 1 тысячу атмосфер. Как узнать, как изменяется давление под водой и как оно влияет на живых существ, будет описано ниже.
Физические расчеты
Плотность соленой морской воды на 1-2% выше показателя пресной жидкости. Поэтому с определенной точностью можно высчитать, какое давление под водой, потому что при погружении на каждые 10 метров происходит его рост на одну атмосферу. К примеру, подводная лодка на глубине 100 метров испытывает давление в 10 атмосфер, что можно сравнить с показателями внутри парового котла в паровозе. Из этого следует, что каждому слою в море соответствует свой гидростатический показатель. Все подводные лодки снабжены манометрами, которые измеряют давление воды за бортом, на основании чего можно определить степень погружения.
На большой глубине становится заметной сжимаемость воды, поскольку ее плотность в глубоких слоях выше, чем на поверхности. И давление растет быстрее, чем по линейному закону, из-за чего график слегка отклоняется от прямой линии. Дополнительное давление, вызванное сжатием жидкости, увеличивается пропорционально квадрату. При спуске на 11 км оно составляет около 3% от всего давления на этой глубине.
Как исследуют моря и океаны
При изучении используются батискафы и батисферы. Батисфера — это стальной шар с пустотой внутри, который выдерживает очень высокое давление морских глубин. В стенку батисферы ставится иллюминатор — герметичное отверстие, закрытое прочными стеклами. Батисферу с исследователем опускают с корабля на стальном тросе до того слоя воды, который не может осветить прожектор. Благодаря этому приспособлению удавалось спуститься до 1 км. Батискафы с батисферой (укрепленной внизу большой цистерной из стали), которая заполнена бензином, может достигнуть еще большего погружения.
Поскольку плотность бензина меньше воды, подобная конструкция может перемещаться в море, словно дирижабль в воздухе. Вместо легкого газа используется бензин. При этом батискаф снабжен запасом балласта и двигателем, благодаря которому он, в отличии от батисферы, может перемещаться самостоятельно, не требуя связи с кораблем на поверхности.
Исследования давления под водой на глубине
Поначалу батискаф плавает по воде, словно всплывшая подводная ложка. Для начала погружения в пустые балластные отсеки вливается забортная вода, из-за чего конструкция начинает опускаться под воду все глубже и глубже, пока не достигнет дна. Для всплытия на поверхность выполняется сброс балласта, и без лишнего груза батискаф легко поднимается на поверхность.
Самое глубокое погружение с использованием батискафа было выполнено 23 января 1960 года, когда он пробыл 20 минут в Марианской впадине на глубине 10919 метров под водой, где давление составляло более 1150 атмосфер (расчет проводился с учетом повышения плотности жидкости из-за сжатия и солености). По итогу эксперимента исследователи обнаружили живых существ, обитающих даже в таких труднодоступных местах.
Давление воды
Ныряя, аквалангист или пловец сталкивается с гидростатическим давлением по всей поверхности тела, при этом оно превышает нормальные показатели его организма. Хотя тело водолаза может не соприкасаться с водой напрямую за счет резинового костюма, он сталкивается с тем же давлением, что оказывает влияние на тело пловца, поскольку воздух в скафандре требуется сжать с учетом показателей окружающей среды. Из-за этого даже подаваемый через шланг воздух для дыхания должен закачиваться с учетом давления воды на предполагаемой глубине. Тот же показатель обязан быть у воздуха, доставляемого из баллонов в маску аквалангиста. Таким образом, ныряльщикам приходится дышать воздухом с непривычными показателями.
Не поможет от давления и водолазный колокол или кессон, поскольку в нем следует сжать воздух, чтобы он не попал под колокол, то есть увеличить до показателей окружающей среды. По этой причине при постепенном погружении происходит постоянная подкачка воздуха с расчетом на давление воды на достигнутой глубине.
Высокие показатели плохо влияют на самочувствие и здоровье человека, из-за чего есть определенный предел, до которого могут работать люди без вреда для здоровья. Обычно при нырянии в водолазном костюме он достигает 40 метров, что соответствует 4 атмосферам. Опуститься на большую глубину водолаз может только в жестком скафандре, который примет на себя давление воды. В нем можно спокойно погрузиться до 200 метров.
Влияние на здоровье человека
При долгом нахождении под водой при высоком давлении немалое количество воздуха растворится в крови и других биологических жидкостях тела. Если произойдет быстрый подъем водолаза на поверхность, то растворенный воздух начнет выделяться из крови в виде пузырьков. Резкое выделение пузырьков может привести к появлению сильной боли по всему телу и привести к кессонной болезни. Поэтому поднятие водолаза, долго проработавшего на большой глубине, может занять много времени (несколько часов), чтобы растворенный газ выделялся постепенно и без пузырьков.
Давление в море и морские животные
Хотя ранее были указаны огромные значения давления, имеющего место на дне моря, для морских животных это не столь существенные показатели. Местные обитатели могут в течении суток легко и спокойно переносить огромные колебания этого показателя. Однако некоторые такие животные очень плохо переносят резкую смену давления. К примеру, при извлечении на сушу морской окунь раздуется, особенно если его очень быстро извлечь из воды.
Атмосферное давление под водой достаточно просто рассчитывается. Достаточно запомнить, что на каждые 10 метров приходится 1 атмосфера. Однако на больших глубинах вступают в силу и другие показатели, такие как сжатие и плотность воды. В связи с чем придется проводить расчет с учетом этих значений.
Источник