Часть 1. Физика и физиология

Глава 1.1. Человек, вода и газы

Чтобы крепче запомнить немудреные, но жесткие правила пове­дения под водой и автоматически выполнять их в любой ситуации, надо понимать механизмы воздействия окружающей среды на орга­низм человека. Все внешние проявления состояния организма, его жизнь и смерть описываются законами физики. Поэтому для начала придется кое-что вспомнить из школьного курса физики газов и жидкостей.

Знаете, кто самый страшный враг аквалангиста? Вода! В этой ста­рой как мир водолазной шутке есть немалая доля истины, поскольку в принципе вода — враждебная человеку среда обитания. Она имеет значительно большую плотность, нежели воздух, к которому приспо­соблены все наши жизненно важные системы органов, и поэтому ее воздействие вызывает неприятные, а часто и болевые ощущения. Са­мое очевидное следствие повышенной плотности воды — мощное ги­дростатическое давление, которое нельзя не почувствовать, погру­жаясь на глубину.

Давление

Напомним, что давление зависит от силы, приложенной к поверх­ности определенной площади.

Поэтому, если при той же силе площадь удваивается, давление уменьшается вдвое. На поверхности моря человек испытывает дав­ление воздушного столба высотой 150 км. Атмосферное давление равно по величине тому, которое оказывает столбик ртути высотой 760 мм или столбик пресной воды высотой 10,33 м. Для простоты рас­четов на практике за единицу давления принимают условную техни­ческую атмосферу — давление 10 — метрового водного столба. Таким образом, гидростатическое давление — т.е. давление водного столба

— увеличивается в морской воде на 1 атм при опускании на каждый десяток метров. Сумма атмосферного и гидростатического давлений называется абсолютным давлением. Например, на глубине 30 м оно равно Рабс = Ратм + Ргидр =1+3=4 атм.

Необходимо учитывать, что морская и пресная вода имеют раз­ные плотности. Поскольку все рекомендации и методики написаны для морской воды, для рек и озер следует делать поправку на раз­ность плотностей. Гидростатическое давление пресной воды увели­чивается на 1 атм через каждые 10,3 м. Например, в озере Байкал на той же глубине 30 м Рабс составит лишь 3,9 атм.

Каждый подводник должен подстраивать свое поведение под внешнее давление, знать его величину и чутко реагировать на его из­менения, уравновешивая внутреннее давление в полостях организма и в снаряжении.

Осторожно, газы!

Для безопасной подводной деятельности подводнику требуется постоянно поддерживать баланс между внешним и внутренним дав­лением. Его нарушение моментально регистрируется органами чувств, проявляясь в болевых ощущениях. Чтобы не допустить пос­ледних и не привести собственный организм к катастрофе, надо знать и понимать законы внутреннего давления, определяемые пове­дением газов и жидкостей в человеческом организме. Газовые зако­ны Генри, Шарля, Дальтона, Бойля — Мариотта и Гей — Люссака описывают процессы, определяющие многие аспекты подводного плавания с аквалангом.

1. Первый газовый закон (сумма законов Бойля — Мариотта, Гей — Люссака и Шарля): давление газа обратно пропорционально его объему и прямо пропорционально температуре.

Для подводника наиболее важные следствия данного закона та­ковы:

1. При спуске с увеличением гидростатического давления объем воздуха в полостях организма и подмасочном пространстве уменьшается. Поэтому приходится компенсировать его, добавляя в эти полости некоторое количество воздуха (см. главы 3.1 и 3.3).

2. При подъеме на поверхность внешнее давление падает, и объем воздуха в полостях организма и в маске растет. Поэтому избыток воздуха нужно своевременно удалять. Так, задержка выдоха при всплытии приводит к разрыву легких.

3. При слишком быстром подъеме микропузырьки газа в крови разрастаются в большие пузыри и блокируют кровообращение, вызывая декомпрессионную болезнь (см. главу 3.4).

4. Если оставить заполненный под избыточным давлением акваланг на жарком солнце, раскалившийся баллон может взорваться

из — за повышения давления сжатого воздуха.