潛水時大氣壓力的作用

空氣是大量氣體的混合物,與潛水有關係的只有二種重要成份,一為氧氣(氧氣) ,一為氮氣(氮) 。如果忽略其它極少量的二氧化碳和稀有氣體,空氣中則含有20 %的氧氣和八成的氮氣

將一個籃球從水面上移至水下十公尺處,它的大小將縮小為原來的1 / 2 ,那是因為籃球是個可壓縮性的物體,隨著壓力的增加,體積就相對的減少。在水中,每下降十公尺就增加一倍的大氣壓力,任何可壓縮性的物體其體積就會減為原來的1 / 2 。若人體也是個可壓縮性的物體,那麼當他潛水至十公尺的水深處時,整個人就應該縮小為原來的1 / 2 ,潛水至廿公尺處就縮小為原來的1 / 3 ,如此下去,童話世界中的小人國就會變成真的了。

幸好,人並非是可壓縮性的物體,人體的組織大部分由固體或液體所組成為不可壓縮性,壓力的增加不會改變其原有的體積。但人體也並非完全的是不可壓縮性,人體的呼吸系統充滿了氣體就是人體可壓縮性的部分。以肺臟而言,在水下十公尺處,它的大小就縮小了一半。肺臟裡面,氣體壓力的增加,造成肺細胞體積的減少,這些物理現象的改變就造成了一連串的複雜的生理變化。

一,壓力

壓力可以很簡單的定義為物體單位面積所承受的力量,在英制系統是以每平方英吋所受到的磅數重( 1 b/in2 ,簡防擴散安全倡議) ,公制系統是以每平方公分所受到的公斤重( ㎏ /平方厘米)為測量單位。可表示為:

p = f的÷ 1

其中p =壓力(壓力) ㎏ /平方厘米( 1bs/in2 )

女=外力(力量) , ㎏ ( 1bs )

=面積(區)平方厘米(平方英寸)

二,海水壓力

潛水員在水平面所受到的壓力大約是15防擴散安全倡議,這個壓力是來自於大氣中的壓力( 1提款= 15psi ) 。當他位於水中33英呎的深度,所受到的壓力從一個大氣壓變為二個大氣壓,因此,很明顯地,在水中每增加33英呎,壓力則增加一大氣壓。

三,波啟耳(貝爾)的定律

波啟耳定律說明,在一定的溫度之下,氣體的體積和絕對壓力成反比,和密度成正比,可表示為

逐= k

其中p =絕對壓力的v =體積當k =常數

在潛水時,由於海水壓力隨海水深度之增加而增加,則任何一可壓縮性的物體,例如籃球,或人體之肺臟,其體積則隨著比例而縮小。