V akom médiu sa zvuková vlna šíri rýchlejšie? Zvuk v rôznych prostrediach – Knowledge Hypermarket

Zvuk sa vo vode šíri päťkrát rýchlejšie ako vo vzduchu. Priemerná rýchlosť je 1400 - 1500 m/s (rýchlosť zvuku vo vzduchu je 340 m/s). Zdalo by sa, že sa zlepšuje aj počuteľnosť vo vode. V skutočnosti to tak ani zďaleka nie je. Sila zvuku totiž nezávisí od rýchlosti šírenia, ale od amplitúdy zvukových vibrácií a vnímacej schopnosti sluchových orgánov. Cortiho orgán, ktorý pozostáva zo sluchových buniek, sa nachádza v kochlei vnútorného ucha. Zvukové vlny rozvibrujú ušný bubienok, sluchové kostičky a membránu Cortiho orgánu. Z vláskových buniek posledne menovaných, ktoré vnímajú zvukové vibrácie, nervová stimulácia ide do sluchového centra umiestneného v temporálnom laloku mozgu.

Zvuková vlna sa môže dostať do ľudského vnútorného ucha dvoma spôsobmi: vedením vzduchu vonkajším zvukovodom, bubienkom a kostičkami stredného ucha a kostným vedením - vibráciou kostí lebky. Na povrchu prevláda vedenie vzduchom a pod vodou kostné vedenie. Presviedča nás o tom jednoduchá skúsenosť. Zakryte si obe uši dlaňami. Na povrchu sa počuteľnosť prudko zhorší, ale pod vodou to nie je pozorované.

Takže pod vodou sú zvuky vnímané predovšetkým kostným vedením. Teoreticky sa to vysvetľuje tým, že akustický odpor vody sa približuje akustickému odporu ľudského tkaniva. Preto je strata energie pri prechode zvukových vĺn z vody do kostí hlavy človeka menšia ako vo vzduchu. Vedenie vzduchu pod vodou takmer zmizne, pretože vonkajší zvukovod je naplnený vodou a malá vrstva vzduchu v blízkosti bubienka slabo prenáša zvukové vibrácie.

Experimenty ukázali, že vodivosť kostí je o 40 % nižšia ako vodivosť vzduchu. Preto sa počuteľnosť pod vodou vo všeobecnosti zhoršuje. Rozsah počuteľnosti s kostným vedením zvuku nezávisí ani tak od sily, ako od tonality: čím vyšší je tón, tým ďalej je zvuk počuť.

Podmorský svet je pre ľudí svetom ticha, kde nie sú žiadne cudzie zvuky. Preto najjednoduchšie zvukové signály možno vnímať pod vodou na značné vzdialenosti. Človek počuje úder na kovovú nádobu ponorenú do vody vo vzdialenosti 150-200 m, zvuk hrkálky na 100 m a zvon na 60 m.

Zvuky vydávané pod vodou sú zvyčajne nepočuteľné na hladine, rovnako ako zvuky zvonku sú nepočuteľné pod vodou. Aby ste vnímali zvuky pod vodou, musíte byť aspoň čiastočne ponorení. Ak vojdete do vody po kolená, začnete vnímať zvuk, ktorý predtým nebolo počuť. Ako sa potápate, hlasitosť sa zvyšuje. Je to počuť najmä vtedy, keď je hlava ponorená.

Ak chcete vysielať zvukové signály z hladiny, musíte zdroj zvuku spustiť do vody aspoň do polovice a intenzita zvuku sa zmení. Orientácia pod vodou podľa ucha je mimoriadne náročná. Vo vzduchu prichádza zvuk do jedného ucha o 0,00003 sekundy skôr ako do druhého. To umožňuje určiť umiestnenie zdroja zvuku s chybou iba 1-3°. Pod vodou je zvuk súčasne vnímaný oboma ušami, a preto nedochádza k jasnému, smerovému vnímaniu. Chyba v orientácii môže byť 180°.

V špeciálne zinscenovanom experimente sa po dlhých blúdeniach a... vyhľadávania smerovali na miesto zdroja zvuku, ktorý sa nachádzal 100 - 150 m od nich. Zistilo sa, že systematický tréning po dlhú dobu umožňuje vyvinúť schopnosť pomerne presnej navigácie pod vodou. Akonáhle sa však tréning zastaví, jeho výsledky sú anulované.

K základným zákonitostiam šírenia zvuku patria zákony jeho odrazu a lomu na hraniciach rôznych médií, ako aj difrakcie zvuku a jeho rozptylu v prítomnosti prekážok a nehomogenít v médiu a na rozhraniach medzi médiami.

Rozsah šírenia zvuku je ovplyvnený faktorom absorpcie zvuku, teda nevratným prechodom energie zvukových vĺn na iné druhy energie, najmä teplo. Dôležitým faktorom je aj smer žiarenia a rýchlosť šírenia zvuku, ktorá závisí od média a jeho špecifického stavu.

Zo zdroja zvuku sa akustické vlny šíria všetkými smermi. Ak zvuková vlna prechádza relatívne malým otvorom, šíri sa všetkými smermi a nešíri sa v usmernenom lúči. Napríklad zvuky ulice prenikajúce cez otvorené okno do miestnosti sú počuť na všetkých miestach, nielen oproti oknu.

Charakter šírenia zvukových vĺn v blízkosti prekážky závisí od vzťahu medzi veľkosťou prekážky a vlnovou dĺžkou. Ak je veľkosť prekážky malá v porovnaní s vlnovou dĺžkou, potom vlna obteká túto prekážku a šíri sa všetkými smermi.

Zvukové vlny, prenikajúce z jedného média do druhého, sa odchyľujú od svojho pôvodného smeru, to znamená, že sa lámu. Uhol lomu môže byť väčší alebo menší ako uhol dopadu. Záleží na tom, do ktorého média zvuk preniká. Ak je rýchlosť zvuku v druhom médiu väčšia, potom uhol lomu bude väčší ako uhol dopadu a naopak.

Pri stretnutí s prekážkou na ceste sa od nej odrážajú zvukové vlny podľa prísne definovaného pravidla - uhol odrazu sa rovná uhlu dopadu - s tým súvisí pojem ozveny. Ak sa zvuk odráža od niekoľkých povrchov v rôznych vzdialenostiach, dochádza k viacnásobným ozvenám.

Zvuk sa šíri vo forme rozbiehajúcej sa sférickej vlny, ktorá vypĺňa čoraz väčší objem. Ako sa vzdialenosť zväčšuje, vibrácie častíc média slabnú a zvuk sa rozptyľuje. Je známe, že na zvýšenie dosahu prenosu je potrebné koncentrovať zvuk v danom smere. Keď chceme, aby nás napríklad počuli, priložíme si dlane k ústam alebo použijeme megafón.

Veľký vplyv na rozsah šírenia zvuku má difrakcia, teda ohyb zvukových lúčov. Čím je médium heterogénnejšie, tým viac je zvukový lúč ohnutý, a teda tým kratší je rozsah šírenia zvuku.

Šírenie zvuku

Zvukové vlny sa môžu šíriť vo vzduchu, plynoch, kvapalinách a pevných látkach. Vlny nevznikajú v priestore bez vzduchu. To sa dá ľahko overiť z jednoduchej skúsenosti. Ak je elektrický zvonček umiestnený pod vzduchotesným uzáverom, z ktorého bol vzduch odsatý, nepočujeme žiadny zvuk. Akonáhle sa však uzáver naplní vzduchom, ozve sa zvuk.

Rýchlosť šírenia oscilačných pohybov z častice na časticu závisí od prostredia. V dávnych dobách kládli bojovníci uši k zemi a tak odhalili nepriateľskú jazdu oveľa skôr, ako sa zdalo na dohľad. A slávny vedec Leonardo da Vinci v 15. storočí napísal: „Ak na mori spustíte otvor potrubia do vody a druhý koniec si priložíte k uchu, budete veľmi počuť hluk lodí. ďaleko od teba."

Rýchlosť zvuku vo vzduchu prvýkrát zmerala v 17. storočí Milánska akadémia vied. Na jednom z kopcov bolo inštalované delo a na druhom pozorovacie stanovište. Čas sa zaznamenával ako v momente výstrelu (zábleskom), tak aj v momente prijatia zvuku. Na základe vzdialenosti medzi pozorovacím bodom a zbraňou a času vzniku signálu už nebolo ťažké vypočítať rýchlosť šírenia zvuku. Ukázalo sa, že je to rovných 330 metrov za sekundu.

Rýchlosť zvuku vo vode bola prvýkrát zmeraná v roku 1827 na Ženevskom jazere. Tieto dve lode boli od seba vzdialené 13 847 metrov. Na prvom bol pod dno zavesený zvon a na druhom bol do vody spustený jednoduchý hydrofón (klaksón). Na prvom člne bol zapálený pušný prach súčasne s úderom na zvon, na druhom pozorovateľ spustil stopky v momente záblesku a začal čakať na príchod zvukového signálu zvona. Ukázalo sa, že zvuk sa vo vode šíri viac ako 4-krát rýchlejšie ako vo vzduchu, t.j. rýchlosťou 1450 metrov za sekundu.

Rýchlosť zvuku

Čím vyššia je elasticita média, tým väčšia je rýchlosť: v gume 50, vo vzduchu 330, vo vode 1450 a v oceli - 5000 metrov za sekundu. Ak by sme my, čo sme boli v Moskve, mohli kričať tak hlasno, že zvuk by sa dostal až do Petrohradu, tak by nás tam bolo počuť až po pol hodine a keby sa zvuk šíril na rovnakú vzdialenosť v oceli, tak by bol prijatý za dve minúty.

Rýchlosť šírenia zvuku je ovplyvnená stavom toho istého média. Keď hovoríme, že zvuk sa šíri vo vode rýchlosťou 1450 metrov za sekundu, neznamená to, že v akejkoľvek vode a za akýchkoľvek podmienok. So zvyšujúcou sa teplotou a slanosťou vody, ako aj s narastajúcou hĺbkou, a teda hydrostatickým tlakom, sa rýchlosť zvuku zvyšuje. Alebo si vezmime oceľ. Aj tu rýchlosť zvuku závisí od teploty aj od kvalitatívneho zloženia ocele: čím viac uhlíka obsahuje, tým je tvrdšia a zvuk sa v nej šíri rýchlejšie.

Keď na svojej ceste narazia na prekážku, zvukové vlny sa od nej odrážajú podľa prísne definovaného pravidla: uhol odrazu sa rovná uhlu dopadu. Zvukové vlny prichádzajúce zo vzduchu sa budú takmer úplne odrážať smerom nahor od hladiny vody a zvukové vlny pochádzajúce zo zdroja umiestneného vo vode sa od nej budú odrážať smerom nadol.

Zvukové vlny, prenikajúce z jedného média do druhého, sa odchyľujú od svojej pôvodnej polohy, t.j. lomené. Uhol lomu môže byť väčší alebo menší ako uhol dopadu. Záleží na tom, do akého média zvuk preniká. Ak je rýchlosť zvuku v druhom médiu väčšia ako v prvom, potom bude uhol lomu väčší ako uhol dopadu a naopak.

Vo vzduchu sa zvukové vlny šíria vo forme rozbiehajúcej sa sférickej vlny, ktorá vypĺňa čoraz väčší objem, pretože vibrácie častíc spôsobené zdrojmi zvuku sa prenášajú do vzdušnej hmoty. S rastúcou vzdialenosťou však vibrácie častíc slabnú. Je známe, že na zvýšenie dosahu prenosu je potrebné koncentrovať zvuk v danom smere. Keď chceme, aby nás bolo lepšie počuť, priložíme si dlane k ústam alebo použijeme megafón. V tomto prípade bude zvuk menej zoslabený a zvukové vlny sa budú šíriť ďalej.

So zväčšujúcou sa hrúbkou steny narastá zvuková lokalizácia na nízkych stredných frekvenciách, no „zákerná“ koincidencia rezonancie, ktorá spôsobuje uškrtenie zvukovej lokalizácie, sa začína prejavovať už pri nižších frekvenciách a pokrýva širšiu oblasť.

Zvuk sa šíri cez zvukové vlny. Tieto vlny sa šíria nielen cez plyny a kvapaliny, ale aj cez pevné látky. Pôsobenie akýchkoľvek vĺn spočíva najmä v prenose energie. V prípade zvuku má prenos podobu nepatrných pohybov na molekulárnej úrovni.

V plynoch a kvapalinách zvuková vlna pohybuje molekulami v smere svojho pohybu, teda v smere vlnovej dĺžky. V pevných látkach sa zvukové vibrácie molekúl môžu vyskytnúť aj v smere kolmom na vlnu.

Zvukové vlny sa šíria zo svojich zdrojov všetkými smermi, ako je znázornené na obrázku vpravo, ktorý ukazuje, že kovový zvon sa pravidelne zráža s jazykom. Tieto mechanické kolízie spôsobujú, že zvon vibruje. Energia vibrácií sa prenáša na molekuly okolitého vzduchu a tie sú odtláčané od zvona. V dôsledku toho sa zvyšuje tlak vo vrstve vzduchu susediacej so zvonom, ktorý sa potom šíri vo vlnách všetkými smermi od zdroja.

Rýchlosť zvuku je nezávislá od hlasitosti alebo tónu. Všetky zvuky z rádia v miestnosti, či už hlasné alebo tiché, vysoké alebo nízke, sa dostanú k poslucháčovi v rovnakom čase.

Rýchlosť zvuku závisí od typu média, v ktorom sa šíri, a od jeho teploty. V plynoch sa zvukové vlny šíria pomaly, pretože ich riedka molekulárna štruktúra ponúka malý odpor voči kompresii. V kvapalinách sa rýchlosť zvuku zvyšuje a v pevných látkach je ešte rýchlejšia, ako je znázornené na obrázku nižšie v metroch za sekundu (m/s).

Vlnová dráha

Zvukové vlny sa šíria vzduchom podobným spôsobom, ako je znázornené na diagramoch vpravo. Čelá vĺn sa pohybujú od zdroja v určitej vzdialenosti od seba, určenej frekvenciou vibrácií zvonu. Frekvencia zvukovej vlny je určená spočítaním počtu vlnových čel prechádzajúcich daným bodom za jednotku času.

Čelo zvukových vĺn sa vzďaľuje od vibrujúceho zvona.

V rovnomerne ohriatom vzduchu sa zvuk šíri konštantnou rýchlosťou.

Druhá fronta nasleduje za prvou vo vzdialenosti rovnajúcej sa vlnovej dĺžke.

Intenzita zvuku je najväčšia v blízkosti zdroja.

Grafické znázornenie neviditeľnej vlny

Zvukové ozvučenie hĺbok

Sonarový lúč zvukových vĺn ľahko prechádza oceánskou vodou. Princíp sonaru je založený na skutočnosti, že zvukové vlny sa odrážajú od dna oceánu; Toto zariadenie sa zvyčajne používa na určenie prvkov podmorského terénu.

Elastické pevné látky

Zvuk sa šíri v drevenej doske. Molekuly väčšiny pevných látok sú viazané do elastickej priestorovej mriežky, ktorá sa slabo stláča a zároveň urýchľuje prechod zvukových vĺn.

Vieme, že zvuk sa šíri vzduchom. Preto môžeme počuť. Vo vákuu nemôžu existovať žiadne zvuky. Ale ak sa zvuk prenáša vzduchom, vďaka interakcii jeho častíc ho neprenášajú aj iné látky? Will.

Šírenie a rýchlosť zvuku v rôznych médiách

Zvuk sa neprenáša len vzduchom. Asi každý vie, že ak priložíte ucho k stene, môžete počuť rozhovory vo vedľajšej miestnosti. V tomto prípade je zvuk prenášaný stenou. Zvuky sa šíria vo vode a iných médiách. Navyše k šíreniu zvuku dochádza v rôznych prostrediach odlišne. Rýchlosť zvuku je rôzna v závislosti od látky.

Je zvláštne, že rýchlosť šírenia zvuku vo vode je takmer štyrikrát vyššia ako vo vzduchu. To znamená, že ryby počujú „rýchlejšie“ ako my. V kovoch a skle sa zvuk šíri ešte rýchlejšie. Je to preto, že zvuk je vibráciou média a zvukové vlny sa šíria rýchlejšie v lepšie vodivých médiách.

Hustota a vodivosť vody je väčšia ako u vzduchu, ale menšia ako u kovu. V súlade s tým sa zvuk prenáša inak. Pri prechode z jedného média na druhé sa rýchlosť zvuku mení.

Dĺžka zvukovej vlny sa tiež mení, keď prechádza z jedného média do druhého. Len jeho frekvencia zostáva rovnaká. Ale práve preto môžeme aj cez steny rozoznať, kto presne hovorí.

Keďže zvuk sú vibrácie, všetky zákony a vzorce pre vibrácie a vlny sú dobre aplikovateľné na zvukové vibrácie. Pri výpočte rýchlosti zvuku vo vzduchu treba brať do úvahy aj to, že táto rýchlosť závisí od teploty vzduchu. So zvyšujúcou sa teplotou sa zvyšuje rýchlosť šírenia zvuku. Za normálnych podmienok je rýchlosť zvuku vo vzduchu 340 344 m/s.

Zvukové vlny

Zvukové vlny, ako je známe z fyziky, sa šíria v elastických médiách. To je dôvod, prečo sú zvuky dobre prenášané zemou. Priložením ucha k zemi môžete už z diaľky počuť zvuk krokov, dupot kopýt a podobne.

V detstve sa asi každý bavil priložením ucha ku koľajnici. Zvuk kolies vlaku sa prenáša po koľajniciach niekoľko kilometrov. Na vytvorenie efektu spätnej absorpcie zvuku sa používajú mäkké a porézne materiály.

Napríklad, aby bola miestnosť chránená pred cudzími zvukmi, alebo naopak, aby sa zabránilo úniku zvukov z miestnosti von, miestnosť je ošetrená a odhlučnená. Steny, podlaha a strop sú pokryté špeciálnymi materiálmi na báze penových polymérov. V takomto čalúnení všetky zvuky veľmi rýchlo zmiznú.

Zvuk vo vode je absorbovaný stokrát menej ako vo vzduchu. Počuteľnosť vo vodnom prostredí je však oveľa horšia ako v atmosfére. To sa vysvetľuje zvláštnosťami ľudského vnímania zvuku. Vo vzduchu je zvuk vnímaný dvoma spôsobmi: prenosom vzdušných vibrácií na ušné bubienky (vzduchové vedenie) a takzvaným kostným vedením, kedy sú zvukové vibrácie vnímané a prenášané do načúvacieho prístroja kosťami ušného ucha. lebka.

V závislosti od typu potápačskej výstroje potápač vníma zvuk vo vode s prevahou buď vzdušného alebo kostného vedenia. Prítomnosť objemovej prilby naplnenej vzduchom vám umožňuje vnímať zvuk vedením vzduchu. Značná strata zvukovej energie je však nevyhnutná v dôsledku odrazu zvuku od povrchu prilby.

Pri zostupe bez výstroja alebo vo výstroji s priliehavou prilbou prevláda kostné vedenie.

Znakom vnímania zvuku pod vodou je aj strata schopnosti určiť smer zdroja zvuku. Je to spôsobené tým, že ľudské sluchové orgány sú prispôsobené rýchlosti zvuku vo vzduchu a určujú smer zdroja zvuku v dôsledku rozdielu v čase príchodu zvukového signálu a relatívnej hladine akustického tlaku vnímanej každé ucho. Vďaka štruktúre ušnice dokáže človek vo vzduchu aj jedným uchom určiť, kde je zdroj zvuku - vpredu alebo vzadu. Vo vode sa všetko deje inak. Rýchlosť šírenia zvuku vo vode je 4,5-krát väčšia ako vo vzduchu. Preto je rozdiel v čase príjmu zvukového signálu každým uchom taký malý, že je takmer nemožné určiť smer zdroja zvuku.

Pri použití tvrdej prilby ako súčasti výbavy je možnosť určenia smeru zdroja zvuku úplne vylúčená.

Biologické účinky plynov na ľudský organizmus

Otázka biologických účinkov plynov nevznikla náhodou a je spôsobená tým, že procesy výmeny plynov pri dýchaní človeka za normálnych podmienok a takzvaných hyperbarických podmienok (t.j. pri vysokom tlaku) sú výrazne odlišné.

Je známe, že obyčajný atmosférický vzduch, ktorý dýchame, je nevhodný na dýchanie pilotov pri letoch vo veľkých výškach. Obmedzené využitie nachádza aj pri dýchaní potápačov. Pri zostupe do hĺbok viac ako 60 m je nahradený špeciálnymi zmesami plynov.

Uvažujme o základných vlastnostiach plynov, ktoré sa v čistej forme aj v zmesi s inými používajú na dýchanie potápačov.

Zloženie vzduchu je zmesou rôznych plynov. Hlavné zložky vzduchu sú: kyslík - 20,9%, dusík - 78,1%, oxid uhličitý - 0,03%. Okrem toho vzduch obsahuje malé množstvo argónu, vodíka, hélia, neónu a vodnej pary.

Plyny, ktoré tvoria atmosféru, môžeme rozdeliť do troch skupín podľa ich účinku na ľudský organizmus: kyslík – neustále sa spotrebúva na „udržanie všetkých životných procesov dusík, hélium, argón a pod. – nezúčastňujú sa výmeny plynov; oxid uhličitý - vo zvýšených koncentráciách pre telo škodlivý.

Kyslík(O2) je bezfarebný plyn bez chuti a zápachu s hustotou 1,43 kg/m3. Pre človeka je mimoriadne dôležitý ako účastník všetkých oxidačných procesov v tele. Počas procesu dýchania sa kyslík v pľúcach spája s hemoglobínom v krvi a je distribuovaný do celého tela, kde je neustále spotrebovaný bunkami a tkanivami. Prerušenie dodávky alebo dokonca zníženie jeho prísunu do tkanív spôsobuje hladovanie kyslíkom, sprevádzané stratou vedomia a v závažných prípadoch aj zastavením životnej činnosti. Tento stav môže nastať, keď obsah kyslíka vo vdychovanom vzduchu klesne pri normálnom tlaku pod 18,5 %. Na druhej strane, pri zvýšení obsahu kyslíka vo vdychovanej zmesi alebo pri dýchaní pod tlakom prekračujúcim prípustnú mieru, kyslík vykazuje toxické vlastnosti – dochádza k otrave kyslíkom.

Dusík(N) - bezfarebný plyn bez zápachu a chuti s hustotou 1,25 kg/m3, je hlavnou zložkou atmosférického vzduchu podľa objemu a hmotnosti. Za normálnych podmienok je fyziologicky neutrálny a nezúčastňuje sa metabolizmu. Keď sa však tlak zvyšuje s rastúcou hĺbkou ponoru potápača, dusík prestáva byť neutrálny a v hĺbkach 60 metrov a viac vykazuje výrazné narkotické vlastnosti.

Oxid uhličitý(CO2) je bezfarebný plyn kyslej chuti. Je 1,5-krát ťažší ako vzduch (hustota 1,98 kg/m3), a preto sa môže hromadiť v spodných častiach uzavretých a zle vetraných miestností.

Oxid uhličitý vzniká v tkanivách ako konečný produkt oxidačných procesov. Určité množstvo tohto plynu je v tele vždy prítomné a podieľa sa na regulácii dýchania a prebytok je krvou prenášaný do pľúc a odvádzaný vydychovaným vzduchom. Množstvo oxidu uhličitého emitovaného osobou závisí predovšetkým od stupňa fyzickej aktivity a funkčného stavu organizmu. Pri častom, hlbokom dýchaní (hyperventilácia) sa obsah oxidu uhličitého v tele znižuje, čo môže viesť k zástave dýchania (apnoe) až strate vedomia. Na druhej strane zvýšenie jeho obsahu v dýchacej zmesi nad prípustnú úroveň vedie k otravám.

Z ostatných plynov, ktoré tvoria vzduch, potápači najviac využívajú ten hélium(Nie). Je to inertný plyn, bez zápachu a chuti. S nízkou hustotou (asi 0,18 kg/m3) a výrazne nižšou schopnosťou vyvolávať narkotické účinky pri vysokých tlakoch je široko používaný ako náhrada dusíka na prípravu umelých dýchacích zmesí pri zostupoch do veľkých hĺbok.

Použitie hélia v dýchacích zmesiach však vedie k ďalším nežiaducim javom. Jeho vysoká tepelná vodivosť, a teda zvýšený prenos tepla z tela, si vyžaduje zvýšenú tepelnú ochranu alebo aktívne zahrievanie potápačov.

Tlak vzduchu. Je známe, že atmosféra, ktorá nás obklopuje, má hmotnosť a vyvíja tlak na zemský povrch a všetky objekty, ktoré sa na ňom nachádzajú. Atmosférický tlak meraný na hladine mora sa v trubiciach s prierezom G cm2 vyrovná stĺpcom ortuti vysokým 760 mm alebo vodou vysokým 10,33 m Ak sa táto ortuť alebo voda odváži, ich hmotnosť bude rovná 1,033 kg. To znamená, že „normálny atmosférický tlak je 1,033 kgf/cm2, čo v sústave SI zodpovedá 103,3 kPa *.(* V sústave SI je jednotkou tlaku pascal (Pa). Ak je potrebný prevod, nasledujúce pomery sa používajú: 1 kgf/cm1 = 105 Pa = 102 kPa = =* 0,1 MPa.).

V praxi potápačských výpočtov je však nepohodlné používať takéto presné jednotky merania. Preto sa za jednotku merania tlaku považuje tlak, ktorý sa číselne rovná 1 kgf/cm2, ktorý sa nazýva technická atmosféra (at). Jedna technická atmosféra zodpovedá tlaku 10 m vodného stĺpca.

Keď sa tlak vzduchu zvýši, ľahko sa stlačí, čím sa jeho objem zmenšuje úmerne tlaku. Tlak stlačeného vzduchu sa meria tlakomerom, ktorý ukazuje pretlak t.j. tlak nad atmosférickým tlakom. Jednotka pretlaku sa označuje ati. Súčet prebytku a atmosférického tlaku sa nazýva absolútny tlak(ata).

Za normálnych pozemských podmienok tlačí vzduch na človeka rovnomerne zo všetkých strán. Ak vezmeme do úvahy, že povrch ľudského tela je v priemere 1,7-1,8 m2, sila tlaku vzduchu naňho je 17-18 tisíc kgf (17-18 tf). Človek však tento tlak necíti, keďže 70% jeho tela tvoria prakticky nestlačiteľné tekutiny a vo vnútorných dutinách - pľúca, stredné ucho a pod. - je vyvážený protitlakom vzduchu tam umiestneného a komunikujúceho. s atmosférou.

Pri ponorení do vody je človek vystavený nadmernému tlaku zo stĺpca vody nad ním, ktorý sa každých 10 m zväčší o 1 ati Zmeny tlaku môžu spôsobiť bolesť a kompresiu, na zabránenie ktorej musí byť potápač zásobovaný dýchacím vzduchom pri tlak rovný absolútnemu tlaku okolia.

Keďže sa potápači musia vysporiadať so stlačeným vzduchom alebo zmesami plynov, je vhodné pripomenúť si základné zákony, ktoré dodržiavajú, a uviesť niekoľko vzorcov potrebných pre praktické výpočty.

Vzduch, podobne ako iné skutočné plyny a zmesi plynov, sa do určitej miery riadi fyzikálnymi zákonmi, ktoré sú absolútne platné pre ideálne plyny.

POTÁPAČSKÁ VÝSTROJ

Potápačská výstroj je súbor prístrojov a výrobkov, ktoré má potápač na sebe na zabezpečenie života a práce vo vodnom prostredí po určitú dobu.

Potápačské vybavenie je vhodné na daný účel, ak môže poskytnúť:

ľudské dýchanie pri vykonávaní práce pod vodou;

izolácia a tepelná ochrana pred vystavením studenej vode;

dostatočná pohyblivosť a stabilná poloha pod vodou;

bezpečnosť pri potápaní, vynorení sa a pri práci;

spoľahlivé spojenie s povrchom.

V závislosti od úloh, ktoré sa majú vyriešiť, sa potápačské vybavenie delí:

podľa hĺbky použitia - pre zariadenia pre malé (stredné) hĺbky a hlbokomorské;

podľa spôsobu poskytovania zmesi dýchacích plynov - autonómne a hadicové;

podľa spôsobu tepelnej ochrany - pre zariadenia s pasívnou tepelnou ochranou, elektricky a vodou ohrievané;

podľa spôsobu izolácie - pre zariadenia s vodotesnými neoprénovými oblekmi „suchého“ typu a priepustnými „mokrými“ oblekmi.

Najkompletnejšie pochopenie funkčných vlastností potápačského vybavenia je dané jeho klasifikáciou podľa spôsobu udržiavania zloženia plynnej zmesi potrebnej na dýchanie. Tu je vybavenie:

vetrané;

s otvoreným vzorom dýchania;

s polouzavretým vzorom dýchania;

s uzavretým vzorom dýchania.