Вода, в зависимости от своей солёности, в 700-800 раз плотнее воздуха. Это основной фактор, влияющий на физиологические изменения в организме дайвера, и заставляющий придерживаться предписанной глубины и времени для того, чтобы избежать декомпрессионной болезни.
Давление определяется как постоянная физическая сила, воздействующая на единицу площади поверхности в контакте с этой поверхностью. Говоря о давлении под водой, мы должны различать давление на жидкость и давление, приложенное к твердому телу. Давление на жидкость передается во всех направлениях с одинаковой интенсивностью. В отличие от этого, давление, приложенное к твердому телу, передается линейно, прямо от точки приложения.
Окружающее давление не наносит на глубине дайверу вреда, потому что оно равномерно распределяется по всему телу, одинаково воздействуя в каждой точке. Человеческое тело состоит из жидкостей, твёрдых тел и газов, с преобладанием жидкостей и твёрдых тел. По этой причине давление, оказываемое на жидкие и твердые части нашего тела, при погружении уравновешивается. Давление в наших лёгких и других воздушных полостях нашего тела выравнивается с окружающим давлением, когда мы дышим из регулятора, поставляющего нам газ под давлением окружающей среды, которое называется абсолютным давлением.
Все объекты на планете подвергаются воздействию Атмосферного Давления. Атмосферное давление создаётся за счёт веса воздуха, окружающего поверхность Земли. Оно влияет на каждый одушевленный и неодушевленный объект. Гидростатическое Давление – давление, создаваемое весом воды, окружающей объект. Оно воздействует только на объекты, находящиеся в воде, и различается в зависимости от температуры и солёности воды. Окружающее Давление, также называемое Абсолютным Давлением, представляет совокупное давление, воздействующее на объект. Абсолютное давление под водой – это сумма атмосферного и гидростатического давлений. Абсолютное давление на поверхности – это то же самое, что атмосферное давление.
Атмосферное давление на уровне моря определяется как вес воздушного столба площадью 1 кв. см и высотой от уровня моря до верхнего края атмосферы. Вес этого столба составляет 1,033 кг/см2 (килограмм на квадратный сантиметр), что эквивалентно 1 bar и 760 миллиметрам ртутного столба (mmHg). Кроме того, поскольку это вес одной атмосферы, то единица измерения atm (атмосфера) часто используется в дайвинге, как синоним bar. На высотах, находящихся выше уровня моря, атмосферное давление будет понижено из-за меньшего количества воздуха в столбе площадью 1 см2, поднимающемся к верхнему краю атмосферы.
Пониженное атмосферное давление на высоте влияет на дайверов и, следовательно, на планы погружений. Изменения, требующиеся для погружений в условиях высокогорья, то есть на высотах более 300 метров, мы обсудим в этой главе позже.
Гидростатическое давление определяется путем расчета веса воды над объектом. Например, столб морской воды высотой 10 метров и имеющий в основании площадь 1 см2, весит столько же, сколько одна атмосфера воздуха на уровне моря. Это означает, что с увеличением глубины погружения на каждые 10 метров, давление на дайвера увеличивается на одну атмосферу. Как уже говорилось ранее, пресная вода имеет меньшую плотность, чем солёная; вследствие этого, пресная вода весом в одну атмосферу занимает больший объём, чем солёная. Столб пресной воды высотой 10,3 метра и площадью 1 см2 в основании, соответствует одной атмосфере морской воды. Хотя это и не большое отличие, но достаточное, чтобы заметно повлиять на физиологические изменения в нашем организме во время погружения.
Плотность
Плотность определяется как степень компактности молекул вещества. Другими словами, это измерение того, насколько близко находятся молекулы вещества друг к другу. Например, вещество, находящееся в контейнере и содержащее большое количество молекул, которые находятся очень близко друг к другу, будет плотнее, чем вещество в контейнере такого же размера, но содержащее меньшее количество молекул, которые располагаются дальше друг от друга. Исходя из этого, мы можем сказать, что для измерения плотности, мы должны измерить массу на единицу объёма. Однако, плотность вещества не является постоянной. На неё могут влиять такие факторы, как температура и давление. В большинстве случаев увеличение температуры приведёт к увеличению расстояния между молекулами вещества, изменив тем самым его плотность. Именно по этой причине тёплая вода будет находиться над холодной – тёплая вода менее плотная, чем её холодный аналог.
Это явление, известное как температурная стратификация, можно наблюдать в летние месяцы в озёрах, где вода на поверхности достигает 25°С или даже больше, в то время как на глубине сохраняется температура около 10°С. Менее плотный поверхностный слой называется эпилимнион. Более глубокий и плотный слой называется гиполимнион, а слой между ними, где происходит резкое изменение температуры, металимнион или, чаще, термоклин. В прозрачной воде можно наблюдать, как различается плотность тёплой и холодной воды.
Любому дайверу важно понимать изменения в плотности жидкостей и газов, вызываемые температурой и давлением, особенно, когда такие изменения касаются газов для дыхания, таких, как найтрокс.
Литература
Advanced Open Water Diver [2016]
