Dagli anni della scuola, tutti sanno che l'acqua è più densa dell'aria. Per questo motivo, il cambiamento di pressione sott'acqua con l'immersione è più veloce del suo cambiamento con l'aumentare dell' altitudine. Quindi, quando si scende di 10 metri, c'è un aumento della pressione per atmosfera. Nelle profonde depressioni oceaniche, che raggiungono i 10 mila metri, questa cifra è di 1 mila atmosfere. Come scoprire come cambia la pressione sott'acqua e come influisce sugli esseri viventi sarà descritto di seguito.
Calcoli fisici
La densità dell'acqua salata del mare è dell'1-2% superiore a quella del liquido fresco. Pertanto, con una certa precisione, è possibile calcolare quale sia la pressione sott'acqua, perché immersa ogni 10 metri aumenta di un'atmosfera. Ad esempio, un sottomarino a una profondità di 100 metri subisce una pressione di 10 atmosfere, che può essere confrontata con gli indicatori all'interno di una caldaia a vapore in una locomotiva. Ne consegue che ogni strato nel mare ha il suoindice idrostatico. Tutti i sottomarini sono dotati di manometri che misurano la pressione dell'acqua fuori bordo, in base ai quali è possibile determinare il grado di immersione.
A grande profondità, la comprimibilità dell'acqua diventa evidente, poiché la sua densità negli strati profondi è maggiore che in superficie. E la pressione aumenta più velocemente che linearmente, facendo deviare leggermente il grafico da una linea retta. La pressione aggiuntiva causata dalla compressione del fluido aumenta con il quadrato. Quando si scende di 11 km, è circa il 3% della pressione totale a questa profondità.
Come vengono esplorati i mari e gli oceani
Lo studio utilizza batiscafi e batisfere. Una batisfera è una sfera d'acciaio con un vuoto all'interno che può resistere all' altissima pressione delle profondità marine. Nella parete della batisfera è posizionato un oblò, un'apertura ermetica chiusa con un vetro forte. La batisfera con il ricercatore viene calata dalla nave su un cavo d'acciaio a quello strato d'acqua che il proiettore non può illuminare. Grazie a questo dispositivo è stato possibile scendere fino a 1 km. I batiscafi con batisfera (rinforzata nella parte inferiore con un grande serbatoio d'acciaio), riempita di benzina, possono raggiungere un'immersione ancora maggiore.
Poiché la densità della benzina è inferiore a quella dell'acqua, una struttura del genere può muoversi nel mare, come un dirigibile nell'aria. La benzina viene utilizzata al posto del gas leggero. Allo stesso tempo, il batiscafo è dotato di una fornitura di zavorra e di un motore, grazie al quale, a differenza della batisfera, può muoversi autonomamente, senza richiedere la comunicazione con la nave susuperficie.
Studi di pressione sott'acqua in profondità
All'inizio, il batiscafo galleggia sull'acqua come un cucchiaio galleggiante sott'acqua. Per iniziare l'immersione, l'acqua di mare viene versata nei compartimenti di zavorra vuoti, per cui la struttura inizia ad affondare sempre più in profondità sott'acqua fino a raggiungere il fondo. Per risalire in superficie, la zavorra viene rilasciata e, senza carico in eccesso, il batiscafo sale facilmente in superficie.
L'immersione più profonda con un batiscafo fu eseguita il 23 gennaio 1960, quando trascorse 20 minuti nella Fossa delle Marianne a una profondità di 10919 metri sott'acqua, dove la pressione era superiore a 1150 atmosfere (il calcolo è stato effettuato tenendo conto dell'aumento di densità del liquido dovuto alla compressione e alla salinità). Come risultato dell'esperimento, i ricercatori hanno trovato creature viventi che vivono anche in luoghi così difficili da raggiungere.
Pressione dell'acqua
Durante l'immersione, un subacqueo o un nuotatore incontra una pressione idrostatica sull'intera superficie del corpo, mentre supera i normali parametri del suo corpo. Sebbene il corpo del subacqueo possa non essere a diretto contatto con l'acqua a causa della muta di gomma, il corpo del subacqueo è soggetto alla stessa pressione che colpisce il corpo del nuotatore, poiché l'aria nella muta deve essere compressa per tenere conto dei fattori ambientali. Per questo motivo, anche l'aria respirabile fornita attraverso il tubo deve essere pompata, tenendo conto della pressione dell'acqua alla profondità prevista. Lo stesso indicatore deve essere per l'aria erogata dalle bombole alla maschera del subacqueo. Pertanto, i subacquei devono respirare aria a velocità insolite.
Nemmeno una campana subacquea o un cassone aiutano contro la pressione, poiché l'aria in essa contenuta dovrebbe essere compressa in modo che non cada sotto la campana, cioè aumentarla a indicatori ambientali. Per questo motivo, con un'immersione graduale, si ha un pompaggio costante di aria con previsione della pressione dell'acqua alla profondità raggiunta.
Tassi elevati hanno un effetto negativo sul benessere e sulla salute di una persona, motivo per cui esiste un certo limite al quale le persone possono lavorare senza danni alla salute. Di solito, quando ci si immerge in uno scafandro, si raggiungono i 40 metri, che corrispondono a 4 atmosfere. Un subacqueo può scendere a grandi profondità solo con una tuta spaziale rigida, che assumerà la pressione dell'acqua. Può immergersi in sicurezza fino a 200 metri.
Impatto sulla salute umana
Quando rimani sott'acqua per molto tempo ad alta pressione, una notevole quantità di aria si dissolverà nel sangue e in altri fluidi corporei. Se c'è una rapida risalita del subacqueo in superficie, l'aria disciolta inizierà a essere rilasciata dal sangue sotto forma di bolle. L'improvviso rilascio di bolle può portare a forti dolori in tutto il corpo e portare alla malattia da decompressione. Pertanto, potrebbe essere necessario molto tempo (diverse ore) prima che il gas disciolto venga rilasciato gradualmente e senza bolle per sollevare un subacqueo che ha lavorato a lungo a grandi profondità.
Pressione del mare e animali marini
Sebbene gli enormi valori di pressione sul fondo del mare fossero stati precedentemente indicati, per gli animali marini questi non sono indicatori così significativi. I residenti locali possono sopportare facilmente e con calma enormi fluttuazioni di questo indicatore durante il giorno. Tuttavia, alcuni di questi animali non tollerano molto bene un brusco cambiamento di pressione. Ad esempio, la spigola si gonfia quando viene portata a terra, soprattutto se portata fuori dall'acqua molto rapidamente.
La pressione atmosferica sott'acqua è abbastanza facile da calcolare. Basta ricordare che per ogni 10 metri c'è 1 atmosfera. Tuttavia, a profondità maggiori, entrano in gioco altri indicatori, come la compressione e la densità dell'acqua. A questo proposito sarà necessario effettuare il calcolo tenendo conto di questi valori.
