На какой глубине давление воды будет 5 атмосфер

Влияние глубины

Чем глубже происходит погружение в водную толщу, тем больше становится ее сила. Глубина прямо влияет на увеличение давление. Это значение возрастает пропорционально.

Чем глубже, тем больше плотность водной толщи. С каждым последующим опусканием тела возникает все большая разница между внешним и внутренним водным давлением.

На поверхности действует атмосферное давление. При опускании в воду помимо него тела начинают испытывать еще и гидростатическое сдавливание.

Даже на мелководье на тело оказывается суммарное влияние, состоящее из атмосферного и гидростатического. При нырянии внешнее воздействие на тело возрастает. Возникает разница из-за увеличения плотности среды.

Верхние слои давят на нижние. За счет этого возникает сдавливающая сила на глубоководье. При этом ее показатель на одной глубине один и тот же по всем направлениям.

Зависимость двух физических показателей

С каждым последующим опусканием на 10 м воздействие становится больше на 1 атмосферу. Уже при погружении на 100 метров тела испытывают давление, соизмеримое с тем, что создается в паровом котле.

С погружением общее давление как на человека, так и на любой другой объект, возрастает. На 10 м оно становится больше вдвое.

Прирост давления на глубоководье неодинаков:

• На 10 м прирост составляет 100%.
• На 20 м он уже уменьшается вдвое (50%).
• На 40 он падает до 25%.
• На 60 он уже меньше 20% и составляет 17%.

В воде помимо атмосферного давления возникает еще гидростатический прессинг. Он также называется избыточным. При нахождении в воде любой объект будет испытывать уже сумму двух давлений: атмосферного и избыточного.

Зависимость двух величин напрямую прослеживается при изучении состояния человека, находящегося в условиях глубоководья. Если поместить человека в глубоководную среду, то он не сможет сделать полноценный вдох.

Возникшая разница между двумя давлениями, одно из которых оказывается на грудную клетку водой, а второе  воздухом, что создается в легких, не позволит человеку нормально дышать. При большем погружении грудная клетка разорвется.

Формула для расчета

Данный показатель повышается пропорционально погружению. Он рассчитывается по специальной формуле:

Формула является выражением закона Паскаля. По ней высчитывается значение гидростатического прессинга. Он напрямую зависит от высоты водного столба.

Произведение плотности (p) и ускорения (g) приблизительно равняется 0,1 атм. С каждым метром опускания на дно воздействие в водной среде повышается на 0,1 атм. Данное правило подтверждает тот факт, что чем глубже происходит опускание в толщу, тем выше становится показатель воздействия.

Сколько составляет на различных глубоководных участках?

Если какой-либо объект поместить в воду на один метр, то он будет испытывать на себе силу, равную 0,1 атм.

Предмет, погруженный на 2 м, уже станет испытывать прессинг величиной около 0,2.

С каждым последующим метром показатель будет возрастать на 0,1 атм. При 5 м значение равняется 0,5. При 10 оно будет уже равняться 1. Более точное число равняется 0,97 атмосферы.

На глубоководье водная толща становится сжатой. Ее плотность увеличивается. Уже на 100 м сила будет практически равняться 10. Более точное число составляет 9,7.

На глубинном участке в 1 км водная среда будет сдавливать находящиеся в ней объекты примерно со значением в 97 атм. Поскольку при 100 м величина равна 9,7, то на 1000 м она увеличивается в 10 раз.

Изменение показателя на разных глубоководных участках представлено в таблице.

При первых 10 метрах прирост невысокий и составляет 0,1 атмосферы. Дальше его показатель увеличивается.

Заключение

Глубина влияет на давление воды. С каждым метром движения объекта вглубь его показатель увеличивается на 0,1 атм. Уже на 10 м сдавливающая сила воды составляет почти 1 атмосферу. Зависимость обеих величин обусловлена плотностью воды, которая возрастает по мере движения тела в ней на дно.

Также на глубоководье происходит увеличение внешнего силового воздействия на объект. Если на поверхности тела испытывают воздействие только атмосферного давления, то в воде помимо него на них еще оказывается и гидростатическое.

При этом прирост воздействия на разных глубинных участках неодинаков. Особенно он высок при первых 10 м погружения. Дальше он начинает довольно быстро снижаться.

А какова Ваша оценка данной статье?

Для обозначения водонепроницаемости часов разные производители используют различные обозначения и стандарты. Некоторые производители водонепроницаемых часов используют обозначения в барах (бар), другие в метрах, третьи в атмосферах. Также существует множество стандартов ISO определяющие водостойкость и водонепроницаемость не только часов, но и других приборов. Разобраться со всеми этими тонкостями поможет данная статья.

Для начала разберемся в единицах измерения водонепроницаемости

Бар

Бар — международное обозначение: bar. Термин происходит от греческого слова βάρος , что значит тяжесть. Бар — это внесистемная единица измерения давления, то есть она не входит ни в одну систему измерения. Величина бара примерно равна одной атмосфере. Тоесть, давление «один бар» — это тоже самое что и давление в одну атмосферу.

Атмосфера

Ну тут все понятно из названия, и, возможно, из школьного курса физики. Это давление равное силе с которой слой воздуха над землей давит на саму землю. В природе давление конечно постоянно меняется, но в физике принято считать что давление в одну атмосферу равно давлению в 760 миллиметров ртутного столба (мм рт. ст.). Сокращенно давление в атмосферах обозначается как «атм» или «atm».

М или метры

Чаще всего водонепроницаемость часов обозначается в метрах, но это не те метры на которые можно нырять под воду. Это эквивалент давления измеряемого водяным столбом. Так например на глубине в 10 метров вода будет давить с силой в одну атмосферу. То есть, значение давления в 10м равно давлению в одну атмосферу.

Итак, существуют различные системы обозначения водозащищенности часов — в метрах, барах и атмосферах. Но все они обозначают примерно одно и то же: 1 бар равен 1 атмосфере и примерно равняется погружению на 10 метров. 

1 bar = 1 atm = 10 m

Стандарты водонепроницаемости часов

Существует множество различных стандартов по которым определяется водонепроницаемость часов и других электронных устройств (например телефонов). Водонепроницаемые часы очень популярны среди туристов, альпинистов и любителей экстремального отдыха.

Стандарт водонепроницаемости часов ISO 2281 (ГОСТ 29330)

Этот стандарт был принят в 1990 году для стандартизации водонепроницаемости часов. Он описывает процедуру проверки водонепроницаемости часов при тестовых испытаниях. В стандарте указаны требования к давлению воды, или воздуха, при которых часы должны сохранить свою герметичность и работоспособность. Однако в стандарте указано, что оно может проводится выборочно. Это значит, что не все часы производящиеся по данному стандарту, проходят обязательную проверку на водонепроницаемость — производитель может выборочно проверить отдельные экземпляры. Этот стандарт используется для часов, специально не предназначенных для ныряния или плавания, а только для часов для ежедневного использования с возможными кратковременными погружениями в воду.

Тестирование часов по этому стандарту водонепроницаемости состоит из следующих шагов:

• Погружение часов в воду на глубину 10 см на один час.
• Погружение часов в воду на глубину 10 см с давлением водяного потока силой 5 N (ньютонов) перпендикулярно к кнопкам или к заводной головке в течение 10 минут.
• Погружение часов в воду на глубину 10 см с изменением температуры между 40°C, 20°C и снова 40°C. При каждой температуре часы находятся в течении пяти минут, переход между температурами не более пяти минут. 
• Погружение часов в воду в барокамере и воздействию на них их номинального давления на которое они рассчитаны в течении 1 часа. Не допускается появление конденсата внутри часов и проникновение воды внутрь корпуса.
• Проверка часов с превышением номинального давления на 2 атм.

Ну и дополнительные проверки, напрямую не связанные с водонепроницаемостью часов:

• Часы не должны показать обтекаемость превышающую 50 μg/мин
• Тест ремешка не требуется
• Тест на коррозию не требуется
• Тест на отрицательное давление не требуется
• Тест на сопротивляемость магнитным полям и ударам не требуется

Стандарт ISO 6425 — часы для дайвинга и погружений под воду

Этот стандарт был разработан и принят в 1996 году, и предназначен специально для часов, к которым предъявляются повышенные требования по водонепроницаемости, например часы для дайвинга, подводной охоты и других видов работ под водой. 

Все часы произведенные по стандарту ISO 6425 в обязательном порядке проходят проверку на водонепроницаемость. То есть в отличии от стандарта ISO 2281, где только отдельные экземпляры часов проверяются на водонепроницаемость, в стандарте ISO 6425 — абсолютно все часы проверяются на заводе перед продажей.

Причем проверка также выполняется с превышением расчетных показателей на 25%. То есть часы, рассчитанные на погружения до 100 метров, будут проверять при давлении как на глубине 125 метров.

По стандарту ISO 6425 все часы должны пройти следующие тесты на водонепроницаемость:
Длительное нахождение под водой. Часы погружаются в воду на глубину 30 см, на 50 часов. Температура воды может меняться от 18°C до 25°C. Все механизмы должны продолжать функционировать, внутри часов не должен появляться конденсат.
Проверка на образование конденсата в часах. Часы нагреваются до температуры 40°C — 45°C. После этого на стекло часов льется холодная вода в течении 1 минуты. Часы, у которых на стекле образуется конденсат на внутренней поверхности стекла, должны быть уничтожены.
Сопротивление заводных головок и кнопок повышенному давлению воды. Часы помещаются воду и на них создается давление в воде на 25% выше номинальной водостойкости. В течении 10 минут в таких условиях, часы должны сохранить герметичность.
Длительное нахождение в воде под давлением превышающим расчетное на 25%, в течении двух часов. Часы должны продолжать работать, сохранить герметичность. на стекле не должен образовываться конденсат.

Погружение в воду на глубину 30 см с изменением температуры воды от 40°C до 5°C и снова 40°C. Время перехода от одного погружения до другого не должно превышать 1 мин.

Превышение расчетного давления на 25% обеспечивает запас прочности для предотвращения промокания при динамическом увеличение давления или  изменении плотности воды, например морская вода на 2 — 5 % плотнее чем пресная.

Часы прошедшие тестирование ISO 6425 маркируются надписью DIVER’S WATCH L M. Буква L отображает глубину погружения в метрах, гарантированную производителем.

Таблица водонепроницаемости часов Water Resistant

Рекомендации по уходу за часами и таблица водонепроницаемости часов casio

Водонепроницаемые часы производит множество фирм, в этой статье приведен краткий обзор самых популярных моделей водонепроницаемых часов.

Стандарт водостойкости IP

Стандарт IP принятый для различных электронных устройств, в том числе и умных смарт часов регламентирует два показателя: защита от попадания пыли и защита от попадания жидкости. Маркировка по данному стандарту имеет вид IPXX, где вместо «X» находятся цифры, обозначающие степень защиты от попадания пыли и воды внутрь корпуса. За цифрами могут следовать один или два символа, несущие вспомогательную информацию. Например, спортивные часы со степенью защиты IP68 являются пыленепроницаемым устройством, выдерживающим длительное погружение в воду под давлением.

Первая цифра в коде IPXX обозначает уровень защиты от проникновения пыли. В спортивных GPS-трекерах и умных часах, как правило используются самые высокие уровни пылезащиты:

• 5  пылезащищенные, некоторое количество пыли может проникнуть внутрь корпуса, однако это не нарушает работу устройства.
• 6  пыленепроницаемые, пыль не попадает внутрь устройства.

Вторая цифра в коде IPXX обозначает уровень водозащиты. Изменяется от 0 до 9 — чем цифра больше, тем водонепроницаемость лучше:

• 0 Нет защиты
• 1 Вертикально капающая вода не должна нарушать работу устройства.
• 2 Вертикально капающая вода не должна нарушать работу устройства, если его отклонить от рабочего положения на угол до 15°.
• 3 Защита от дождя. Вода льётся вертикально или под углом до 60°.
• 4 Защита от брызг, падающих в любом направлении.
• 5 Защита от водяных струй с любого направления.
• 6 Защита от морских волн или сильного водяного течения. Попавшая внутрь корпуса вода не должна нарушать работу устройства.
• 7 Кратковременное погружение на глубину до 1 м При кратковременном погружении вода не попадает в количествах, нарушающих работу устройства. Постоянная работа в погружённом режиме не предполагается.
• 8 Длительное погружение на глубину более 1 м Полная водонепроницаемость. Устройство может работать в погруженном режиме.
• 9 Длительное погружение под давлением. Полная водонепроницаемость под давлением. Устройство может работать в погруженном режиме при высоком давлении воды.

Часто встречающиеся обозначения водонепроницаемости часов

Часы, не обеспечивающие водонепроницаемость

Это часы, которые не предназначены для использования в воде. Постарайтесь не держать их во влажных местах и беречь от случайного попадания воды или брызг, действия пара и т.п.

Обратите внимание, что часы, не обеспечивающие водонепроницаемость, обычно не имеют никаких специальных обозначений на циферблате или задней крышке.

Обычная водонепроницаемость — до 30 м — 3 АТМ  — 3 bar — 3 бар

На таких часах имеется надпись «WATER RESISTANT» («водонепроницаемые»). Это означает, что часы способны выдержать статическое давление 30-метрового водяного столба (3 атмосферы), но не означает, что в них можно нырять на глубину 30 м. Смысл этой надписи в том, что часы не испортятся от попадания капель при умывании, во время дождя и т.п. Конструкция этих часов позволяет использовать их в повседневной жизни — например, при умывании или под дождем, однако в таких часах не стоит купаться, принимать ванну или мыть машину.

Обычная водонепроницаемость — до 50 м — 5 АТМ  — 5 bar — 5 бар

На таких часах есть надпись «WATER RESISTANT 50M» или «50M» (или «5 bar»). Это означает, что часы способны выдержать статическое давление 50-метрового водяного столба (5 атмосфер), но не означает, что в них можно нырять на глубину 50 м. Такая водонепроницаемость позволяет работать с водой в часах. Эти часы нельзя использовать для ныряния, прыжков в воду, виндсерфинга и т.п.

Водонепроницаемость до 100 м — 10 АТМ  — 10 bar — 10 бар

Часы имеют надпись «WATER RESISTANT 100M» или «100M» (или 10 bar). Это также означает, что часы выдерживают статическое давление 100-метрового водяного столба, но обратите внимание, что нырять на глубину 100 м в них нельзя. На практике эта водонепроницаемость допускает попадание воды на часы или даже погружение часов в воду, но не позволяет часам выдерживать давление воды при купании в бассейне или в море, где на часы могут попасть волны.

Водонепроницаемость до 200 м — 20 АТМ  — 20 bar — 20 бар

Часы с такой водонепроницаемостью называются «дайверскими» («часами для ныряльщиков»). В этих часах можно безбоязненно купаться в море или в бассейне, однако необходимо с осторожностью принимать душ под давлением или заниматься прыжками в воду. Кроме того, лучше избегать купания в горячей воде, потому что под ее действием может испортиться смазочное масло внутри часов.

Если не соблюдать рекомендации производителя, то внутрь часов может попасть вода и они выйдут из строя, как рассказано в этой статье.