Чему равно давление воды на глубине 12 м кпа? Где найти ответ

Pв — атмосферное давление воздуха, кгс/см²;

Ри — избыточное давление воды, кгс/см²;

Б — барометрическое давление воздуха, мм рт. ст.;

Y — удельный вес воды, кгс/м³;

H — глубина погружения, м.

Пример 1.1. Определить абсолютное давление воды, действующее
на пловца-подводника на глубине 40 м:

1) в море, если атмосферное (барометрическое) давление
760 мм рт. ст. и удельный вес морской воды 1025 кгс/м³;

2) в горном озере, если атмосферное давление 600 мм рт. ст.
и удельный вес пресной воды 1000 кгс/м³;

3) в равнинном водоеме с пресной водой, если атмосферное
давление 750 мм рт. ст.

Абсолютное давление воды:
1) в море по (1.1)

Результаты примера показывают, что с достаточной для практики
точностью в большинстве случаев для расчетов можно использовать
приближенную формулу (1.2).

Абсолютное давление воды на человека значительно
увеличивается с глубиной погружения. Так, на глубине
10 м по сравнению с атмосферным давлением оно удваивается
и равно 2 кгс/см² (200 кПа), на глубине 20 м —
утраивается и т. д. Однако относительный прирост давления
с увеличением глубины уменьшается.

Как видно из табл. 1.1, наибольший относительный прирост
давления приходится на зону первых десяти метров
погружения. В этой критической зоне наблюдаются значительные
физиологические перегрузки, о которых не следует
забывать, особенно начинающим пловцам-подводникам
(см. 10.2).

Кровообращение под водой в силу неравномерного
гидростатического давления на различные участки
тела имеет свои особенности. Например, при вертикальном
положении человека среднего роста (170 см) в воде независимо
от глубины погружения его стопы будут испытывать
гидростатическое давление на 0,17 кгс/см² (17 кПа) больше, чем голова.

Таблица 1. Изменение давления воды в зависимости от глубины погружения

Дыхание под водой возможно, если внешнее давление
воды равно внутреннему давлению воздуха в системе
«легкие — дыхательный аппарат» (рис. 1.1). Несоблюдение
этого равенства затрудняет дыхание или делает
его вообще невозможным. Так, дыхание через трубку на
глубине 1 м при разности между внешним и внутренним
давлением 0,1 кгс/см² (10 кПа) требует большого напряжения
дыхательных мышц и долго продолжаться не может,
а на глубине 2 м дыхательные мышцы уже не в состоянии
преодолеть давление воды на грудную клетку(2).

Рис. 1.1. График необходимого давления
воздуха в системе «легкие — дыхательный
аппарат» в зависимости от глубины
погружения:
1 — избыточное (по манометру) давление воздуха;
2 — абсолютное давление воздуха

Не весь воздух, попадающий в организм, достигает легочных
альвеол, где происходит газообмен между кровью
и легкими. Часть воздуха заполняет дыхательные пути организма
(трахеи, бронхи) и не участвует в процессе газообмена.
При выдохе этот воздух удаляется, не достигнув
альвеол. При вдохе в альвеолы вначале поступает воздух,
который остался в дыхательных путях после выдоха
(обедненный кислородом, с повышенным содержанием углекислого
газа и водяных паров), а затем свежий
воздух.

Объем дыхательных путей организма, в которых воздух
увлажняется и согревается, но не участвует в газообмене,
составляет примерно 175 см³. При плавании с дыхательным
аппаратом(3) (дыхательной трубкой) общий объем
дыхательных путей (организма и аппарата) увеличивается
почти в два раза. При этом вентиляция альвеол ухудшается
и снижается работоспособность.

Интенсивные мышечные движения под водой требуют
большого расхода кислорода, что приводит к усилению
легочной вентиляции, в результате увеличивается скорость
потока воздуха в дыхательных путях организма и аппарата
(дыхательной трубки). При этом пропорционально
квадрату скорости потока воздуха возрастает сопротивление
дыханию. С увеличением плотности сжатого воздуха
соответственно глубине погружения сопротивление дыханию
также возрастает.

Сопротивление дыханию оказывает существенное влияние
на длительность и скорость плавания под водой.

Ориентирование под водой представляет определенные
трудности. На поверхности человек ориентируется
в окружающей среде с помощью зрения, а равновесие
тела его поддерживается с помощью вестибулярного
аппарата, мышечно-суставного чувства и ощущений, возникающих
во внутренних органах и коже при изменении
положения тела. Он все время испытывает действие силы
тяжести (чувство опоры) и воспринимает малейшее изменение
положения тела в пространстве.

Большое значение для ориентирования под водой имеет
положение человека. Наиболее неблагоприятным считается
положение на спине с запрокинутой назад головой.

При попадании в слуховой проход холодной воды вследствие
раздражения вестибулярного аппарата у пловца появляется головокружение, затрудняется определение направления
и ошибка часто достигает 180°.

Для ориентирования под водой пловец вынужден использовать
внешние факторы, сигнализирующие о положении
тела в пространстве: движение пузырьков выдыхаемого
воздуха из аппарата, буйки и т. п. Большое значение для ориентирования под водой имеет тренировка
пловца.

В воде у человека без защитной одежды тепло в основном
теряется в результате проведения. На воздухе теплопотери
происходят с площади, составляющей около
75% поверхности тела, так как между соприкасающимися
поверхностями ног, рук и соответствующими областями
туловища существует теплообмен. В воде же теплопотери
происходят со всей поверхности тела.

Воздух, непосредственно соприкасающийся с кожей,
быстро нагревается
и фактически имеет более высокую
температуру, чем окружающий. Даже ветер не может
полностью удалить с кожи этот слой теплого воздуха. В
воде с ее большой удельной теплоемкостью и большой теплопроводностью
слой, прилегающий к телу, не успевает
нагреваться и легко вытесняется холодной водой. Поэтому
температура поверхности тела в воде понижается интенсивнее,
чем на воздухе. Кроме того, вследствие неравномерного
гидростатического давления воды нижние области
тела, которые испытывают большее давление, охлаждаются
больше и имеют температуру кожи ниже, чем верхние,
менее обжатые водой.

Тепловые ощущения организма на воздухе и в воде
при одной и той же температуре различны. В табл. 1.2
дана сравнительная характеристика ощущений человека
при одинаковой температуре воды и воздуха.

Таблица 1. Тепловые ощущения организма на воздухе и в воде

При спусках под воду в гидрозащитной одежде температура
кожи понижается неравномерно. Наибольшее
падение температуры кожи отмечается в конечностях
(табл. 1.3).

Слышимость в воде ухудшается, так как звуки
под водой воспринимаются преимущественно путем костной
проводимости, которая на 40% ниже воздушной.

Дальность слышимости при костной проводимости зависит
от тональности звука: чем выше тон, тем лучше слышен
звук. Это имеет практическое значение для связи пловцов
между собой и с поверхностью.

При погружении в снаряжении с объемным шлемом
воздушная проводимость сохраняется почти полностью.

Видимость в воде зависит от количества и состава
растворенных в ней веществ, взвешенных частиц, которые
рассеивают световые лучи. В мутной воде даже при
ясной солнечной погоде видимость почти отсутствует.

Глубина проникновения света в толщу воды зависит от
угла падения лучей и состояния водной поверхности.
Косые солнечные лучи, падающие на поверхность воды,
проникают на малую глубину, и большая часть их отражается
от поверхности воды. Слабая рябь или волна
резко ухудшают видимость в воде.

При погружении пловца-подводника в маске световой
луч из воды преходит слой воздуха в маске, попадает в
глаз и преломляется в его оптической системе как
обычно. Но пловец-подводник при этом видит изображение
предмета несколько ближе и выше его действительного
местоположения. Сами же предметы кажутся под водой
значительно больше, чем в действительности. Опытные
пловцы приспосабливаются к этим особенностям зрения и
не испытывают затруднений.

Резко ухудшается в воде и цветоощущение. Особенно
плохо воспринимаются синий и зеленый цвета, которые
близки к естественной окраске воды, лучше всего — белый
и оранжевый.

(1) В системе СИ единицей силы является ньютон (Н), а единицей
давления — Н/м², которой присвоено наименование паскаль
(Па). В водолазной практике пока еще применяются единицы
силы — кгс и единицы давления — кгс/см², м вод. ст. и мм рт. ст.
Для пересчета используются соотношения: 1 кгс=9,80665 ЮН;
1 кгс/см²=9,80665 — 10 Па=100 кПа (килопаскаль) =0,1 МПа (мегапаскаль); 1 м вод. ст.=9806,65 Па=10 кПа; J мм рт. ст.= 133,322 Па = 0,13 кПа. — Прим. ред.

(2) Если считать площадь грудной клетки 6000 см², то на глубине
2 м (гидростатическое давление 0,2 кгс/см²) усилие со стороны
воды на грудную клетку составит 0,2 — 6000=1200 кгс (12 кН).

(3) Здесь и далее под дыхательными аппаратами подразумеваются
воздушно-дыхательные аппараты (прежнее название — воздушнобаллонные аппараты), автономные (акваланги), шланговые
и универсальные. — Прим. ред.

Показатели давления воды на глубине

Глубина оказывает прямое воздействие на давление воды. Между ними прямая зависимость. Данное значение рассчитывается по специальной формуле. На различных участках глубоководья указанная величина заметно отличается.

Рассмотрим в статье особенности расчет и составляющие формулы, а также отличается ли давление на участках с разной глубиной.

Влияние глубины

Чем глубже происходит погружение в водную толщу, тем больше становится ее сила. Глубина прямо влияет на увеличение давление. Это значение возрастает пропорционально.

Чем глубже, тем больше плотность водной толщи. С каждым последующим опусканием тела возникает все большая разница между внешним и внутренним водным давлением.

На поверхности действует атмосферное давление. При опускании в воду помимо него тела начинают испытывать еще и гидростатическое сдавливание.

Даже на мелководье на тело оказывается суммарное влияние, состоящее из атмосферного и гидростатического. При нырянии внешнее воздействие на тело возрастает. Возникает разница из-за увеличения плотности среды.

Сколько составляет на различных глубоководных участках?

Если какой-либо объект поместить в воду на один метр, то он будет испытывать на себе силу, равную 0,1 атм.

Предмет, погруженный на 2 м, уже станет испытывать прессинг величиной около 0,2.

С каждым последующим метром показатель будет возрастать на 0,1 атм. При 5 м значение равняется 0,5. При 10 оно будет уже равняться 1. Более точное число равняется 0,97 атмосферы.

На глубоководье водная толща становится сжатой. Ее плотность увеличивается. Уже на 100 м сила будет практически равняться 10. Более точное число составляет 9,7.

На глубинном участке в 1 км водная среда будет сдавливать находящиеся в ней объекты примерно со значением в 97 атм. Поскольку при 100 м величина равна 9,7, то на 1000 м она увеличивается в 10 раз.

Изменение показателя на разных глубоководных участках представлено в таблице.

При первых 10 метрах прирост невысокий и составляет 0,1 атмосферы. Дальше его показатель увеличивается.

Применение на практике

Примеры использования знаний свойств воды:

Подбирая насос для водоснабжения дома высотой 10 м, понимают, что напор должен быть минимум 1 атм.

Используя гидравлический пресс, можно получить большое усилие, при этом приложив малую силу. Примеры применения:

Давление в наклонном сосуде

Представим, что у нас есть трубка длиной около 1 м. Мы налили в нее жидкость так, что она заполнена целиком. Возьмем точно такую же трубку, наполненную до краев, и разместим ее под наклоном. Сосуды одинаковы и заполнены одной и той же жидкостью. Следовательно, масса и вес жидкости и в первой, и во второй трубке равны. Будет ли одинаковым давление в точках, расположенных на дне этих емкостей? На первый взгляд кажется, что давление P1 равно P2, поскольку масса жидкостей одинакова. Предположим, что это так, и проведем эксперимент, чтобы проверить.

Соединим нижние части этих трубок маленькой трубочкой. Если наше предположение о том, что P1 = P2, верное, то перетечет ли куда-то жидкость? Нет, потому что на ее частицы будут действовать силы противоположного направления, которые будут компенсировать друг друга.

Давайте приделаем к наклонный трубке сверху воронку. А на вертикальной трубке проделаем отверстие, в него вставим трубочку, которая загибается вниз. Давление на уровне отверстия больше, чем на самом верху. Значит, жидкость будет перетекать по тоненькой трубочке и наполнять воронку. Масса жидкости в наклонной трубке будет увеличиваться, жидкость потечет из левой трубки в правую, затем будет подниматься и циркулировать по кругу.

А теперь установим над воронкой турбину, которую соединим с электрическим генератором. Тогда эта система самостоятельно, без какого-либо вмешательства будет вырабатывать электроэнергию. Она будет работать без остановки. Казалось бы, это и есть «вечный двигатель». Однако еще в XIX веке Французская академия наук отказалась принимать любые подобные проекты. Закон сохранения энергии говорит о том, что создать «вечный двигатель» невозможно. Значит, наше предположение о том, что P1 = P2, неверное. На самом деле P1 28 марта, 2019

Давление под водой в морских глубинах

В каждой жидкости существует давление, обусловленное ее собственным весом. Так, например, давление на основание столба воды высотой 10 м составляет около 10 5 Па.

давление в жидкости равно ее весу, деленному на площадь,

Так как объем есть произведение высоты на площадь V = Sh, то

Плотность жидкости ρ зависит от температуры. Для очень точных вычислений плотность следует рассчитывать по специальной формуле. Давление на данной глубине одинаково во всех направлениях. Соотношение между единицами давления. Суммарное давление, обусловленное весом столба жидкости и давлением поршня, называют гидростатическим давлением.

Калькулятор находит неизвестные величины по заданным, используя формулу давления столба жидкости.

Калькулятор ниже предназначен для расчета неизвестной величины по заданным, используя формулу давления столба жидкости. Сама формула:

Калькулятор позволяет найти

Вывод формул для всех случаев тривиален. Для плотности по умолчанию используется значение плотности воды, для ускорения свободного падения – земное ускорение, и для давления – величина равная давлению в одну атмосферу. Немного теории, как водится, под калькулятором.

Гидростатическое давление

Гидростатическое давление — давление столба воды над условным уровнем.

Формула гидростатического давления выводится достаточно просто

Из этой формулы видно, что давление не зависит от площади сосуда или его формы. Оно зависит только от плотности и высоты столба конкретной жидкости. Из чего следует, что, увеличив высоту сосуда, мы можем при небольшом объеме создать довольно высокое давление. В 1648 г. это продемонстрировал Блез Паскаль. Он вставил в закрытую бочку, наполненную водой, узкую трубку и, поднявшись на балкон второго этажа, влил в эту трубку кружку воды. Из-за малой толщины трубки вода в ней поднялась до большой высоты, и давление в бочке увеличилось настолько, что крепления бочки не выдержали, и она треснула.

Также это приводит к такому явлению как гидростатический парадокс.

Гидростатический парадокс — явление, при котором сила весового давления налитой в сосуд жидкости на дно сосуда может отличаться от веса налитой жидкости. В сосудах с увеличивающимся кверху поперечным сечением сила давления на дно сосуда меньше веса жидкости, в сосудах с уменьшающимся кверху поперечным сечением сила давления на дно сосуда больше веса жидкости. Сила давления жидкости на дно сосуда равно весу жидкости лишь для сосуда цилиндрической формы.

На картинке вверху давление на дно сосуда по всех случаях одинакова и не зависит от веса налитой жидкости, а только от ее уровня. Причина гидростатического парадокса состоит в том, что жидкость давит не только на дно, но и на стенки сосуда. Давление жидкости на наклонные стенки имеет вертикальную составляющую. В расширяющемся кверху сосуде она направлена вниз, в сужающемся кверху сосуде она направлена вверх. Вес жидкости в сосуде будет равен сумме вертикальных составляющих давления жидкости по всей внутренней площади сосуда

Водная среда и ее влияние на организм

Главная / Издания / Литература / Книжная полка / Справочник пловца-подводника

Пребывание человека под водой в непривычной для него среде имеет существенные особенности. Погружаясь в воду, человек кроме атмосферного давления воздуха, которое действует на поверхность воды, дополнительно испытывает гидростатическое (избыточное) давление. Общее (абсолютное) давление, измеряемое от нуля — полного вакуума, которое фактически испытывает человек под водой: или приближенно для пресной воды Pa — где абсолютное давление воды, кгс/см²(1);

Pв — атмосферное давление воздуха, кгс/см²;

Ри — избыточное давление воды, кгс/см²;

Б — барометрическое давление воздуха, мм рт. ст.;

Y — удельный вес воды, кгс/м³;

H — глубина погружения, м.

Определить абсолютное давление воды, действующее на пловца-подводника на глубине 40 м:

1) в море, если атмосферное (барометрическое) давление 760 мм рт. ст. и удельный вес морской воды 1025 кгс/м³;

2) в горном озере, если атмосферное давление 600 мм рт. ст. и удельный вес пресной воды 1000 кгс/м³;

3) в равнинном водоеме с пресной водой, если атмосферное давление 750 мм рт. ст.

Абсолютное давление воды: 1) в море по (1.1)

2) в горном озере по (1.1) 3) в равнинном водоеме по (1.1) или по (1.2)Результаты примера показывают, что с достаточной для практики точностью в большинстве случаев для расчетов можно использовать приближенную формулу (1.2). Абсолютное давление воды на человека значительно увеличивается с глубиной погружения. Так, на глубине 10 м по сравнению с атмосферным давлением оно удваивается и равно 2 кгс/см² (200 кПа), на глубине 20 м — утраивается и т. д. Однако относительный прирост давления с увеличением глубины уменьшается.

Как видно из табл. 1.1, наибольший относительный прирост давления приходится на зону первых десяти метров погружения. В этой критической зоне наблюдаются значительные физиологические перегрузки, о которых не следует забывать, особенно начинающим пловцам-подводникам (см. 10.2).

под водой в силу неравномерного гидростатического давления на различные участки тела имеет свои особенности. Например, при вертикальном положении человека среднего роста (170 см) в воде независимо от глубины погружения его стопы будут испытывать гидростатическое давление на 0,17 кгс/см² (17 кПа) больше, чем голова.

под водой возможно, если внешнее давление воды равно внутреннему давлению воздуха в системе «легкие — дыхательный аппарат» (рис. 1.1). Несоблюдение этого равенства затрудняет дыхание или делает его вообще невозможным. Так, дыхание через трубку на глубине 1 м при разности между внешним и внутренним давлением 0,1 кгс/см² (10 кПа) требует большого напряжения дыхательных мышц и долго продолжаться не может, а на глубине 2 м дыхательные мышцы уже не в состоянии преодолеть давление воды на грудную клетку(2).

Рис. 1.1. График необходимого давления воздуха в системе «легкие — дыхательный аппарат» в зависимости от глубины погружения: 1 — избыточное (по манометру) давление воздуха; 2 — абсолютное давление воздуха

В нормальных условиях при каждом вдохе-выдохе в легких обменивается не более 1/6 всего находящегося в них воздуха. Остальной воздух остается в альвеолах легких и является той средой, где происходит газообмен с кровью. Альвеолярный воздух имеет постоянный состав и в отличие от атмосферного содержит 14% кислорода, 5,6% углекислого газа и 6,2% водяных паров (см. 1.2).

Не весь воздух, попадающий в организм, достигает легочных альвеол, где происходит газообмен между кровью и легкими. Часть воздуха заполняет дыхательные пути организма (трахеи, бронхи) и не участвует в процессе газообмена. При выдохе этот воздух удаляется, не достигнув альвеол. При вдохе в альвеолы вначале поступает воздух, который остался в дыхательных путях после выдоха (обедненный кислородом, с повышенным содержанием углекислого газа и водяных паров), а затем свежий воздух.

Объем дыхательных путей организма, в которых воздух увлажняется и согревается, но не участвует в газообмене, составляет примерно 175 см³. При плавании с дыхательным аппаратом(3) (дыхательной трубкой) общий объем дыхательных путей (организма и аппарата) увеличивается почти в два раза. При этом вентиляция альвеол ухудшается и снижается работоспособность.

Интенсивные мышечные движения под водой требуют большого расхода кислорода, что приводит к усилению легочной вентиляции, в результате увеличивается скорость потока воздуха в дыхательных путях организма и аппарата (дыхательной трубки). При этом пропорционально квадрату скорости потока воздуха возрастает сопротивление дыханию. С увеличением плотности сжатого воздуха соответственно глубине погружения сопротивление дыханию также возрастает.

Сопротивление дыханию оказывает существенное влияние на длительность и скорость плавания под водой.

под водой представляет определенные трудности. На поверхности человек ориентируется в окружающей среде с помощью зрения, а равновесие тела его поддерживается с помощью вестибулярного аппарата, мышечно-суставного чувства и ощущений, возникающих во внутренних органах и коже при изменении положения тела. Он все время испытывает действие силы тяжести (чувство опоры) и воспринимает малейшее изменение положения тела в пространстве.

Большое значение для ориентирования под водой имеет положение человека. Наиболее неблагоприятным считается положение на спине с запрокинутой назад головой.

При попадании в слуховой проход холодной воды вследствие раздражения вестибулярного аппарата у пловца появляется головокружение, затрудняется определение направления и ошибка часто достигает 180°.

Для ориентирования под водой пловец вынужден использовать внешние факторы, сигнализирующие о положении тела в пространстве: движение пузырьков выдыхаемого воздуха из аппарата, буйки и т. п. Большое значение для ориентирования под водой имеет тренировка пловца.

В воде у человека без защитной одежды тепло в основном теряется в результате проведения. На воздухе теплопотери происходят с площади, составляющей около 75% поверхности тела, так как между соприкасающимися поверхностями ног, рук и соответствующими областями туловища существует теплообмен. В воде же теплопотери происходят со всей поверхности тела.

Воздух, непосредственно соприкасающийся с кожей, быстро нагревается и фактически имеет более высокую температуру, чем окружающий. Даже ветер не может полностью удалить с кожи этот слой теплого воздуха. В воде с ее большой удельной теплоемкостью и большой теплопроводностью слой, прилегающий к телу, не успевает нагреваться и легко вытесняется холодной водой. Поэтому температура поверхности тела в воде понижается интенсивнее, чем на воздухе. Кроме того, вследствие неравномерного гидростатического давления воды нижние области тела, которые испытывают большее давление, охлаждаются больше и имеют температуру кожи ниже, чем верхние, менее обжатые водой.

Тепловые ощущения организма на воздухе и в воде при одной и той же температуре различны. В табл. 1.2 дана сравнительная характеристика ощущений человека при одинаковой температуре воды и воздуха.

Вследствие интенсивного охлаждения и обжатия гидростатическим давлением кожная чувствительность в воде понижается, болевые ощущения притупляются, поэтому могут остаться незамеченными небольшие порезы и даже раны. При спусках под воду в гидрозащитной одежде температура кожи понижается неравномерно. Наибольшее падение температуры кожи отмечается в конечностях (табл. 1.3).

ухудшается, так как звуки под водой воспринимаются преимущественно путем костной проводимости, которая на 40% ниже воздушной.

Дальность слышимости при костной проводимости зависит от тональности звука: чем выше тон, тем лучше слышен звук. Это имеет практическое значение для связи пловцов между собой и с поверхностью.

При погружении в снаряжении с объемным шлемом воздушная проводимость сохраняется почти полностью.

Звук в воде распространяется в 4,5 раза быстрее, чем в атмосфере, поэтому под водой сигнал от источника звука, расположенного сбоку, поступает в оба уха почти одновременно, разница составляет менее 0,00-001 с. Столь незначительная разница во времени поступления сигнала недостаточно хорошо дифференцируется, и четкого пространственного восприятия звука не происходит. Следовательно, установить направление на источник звука под водой человеку трудно.Видимость в воде

зависит от количества и состава растворенных в ней веществ, взвешенных частиц, которые рассеивают световые лучи. В мутной воде даже при ясной солнечной погоде видимость почти отсутствует.

Глубина проникновения света в толщу воды зависит от угла падения лучей и состояния водной поверхности. Косые солнечные лучи, падающие на поверхность воды, проникают на малую глубину, и большая часть их отражается от поверхности воды. Слабая рябь или волна резко ухудшают видимость в воде.

При погружении пловца-подводника в маске световой луч из воды преходит слой воздуха в маске, попадает в глаз и преломляется в его оптической системе как обычно. Но пловец-подводник при этом видит изображение предмета несколько ближе и выше его действительного местоположения. Сами же предметы кажутся под водой значительно больше, чем в действительности. Опытные пловцы приспосабливаются к этим особенностям зрения и не испытывают затруднений.

Резко ухудшается в воде и цветоощущение. Особенно плохо воспринимаются синий и зеленый цвета, которые близки к естественной окраске воды, лучше всего — белый и оранжевый.

(1) В системе СИ единицей силы является ньютон (Н), а единицей давления — Н/м², которой присвоено наименование паскаль (Па). В водолазной практике пока еще применяются единицы силы — кгс и единицы давления — кгс/см², м вод. ст. и мм рт. ст. Для пересчета используются соотношения: 1 кгс=9,80665 ЮН; 1 кгс/см²=9,80665 — 10 Па=100 кПа (килопаскаль) =0,1 МПа (мегапаскаль); 1 м вод. ст.=9806,65 Па=10 кПа; J мм рт. ст.= 133,322 Па = 0,13 кПа. — Прим. ред.

(2) Если считать площадь грудной клетки 6000 см², то на глубине 2 м (гидростатическое давление 0,2 кгс/см²) усилие со стороны воды на грудную клетку составит 0,2 — 6000=1200 кгс (12 кН).

(3) Здесь и далее под дыхательными аппаратами подразумеваются воздушно-дыхательные аппараты (прежнее название — воздушнобаллонные аппараты), автономные (акваланги), шланговые и универсальные. — Прим. ред.

Зависимость двух физических показателей

С каждым последующим опусканием на 10 м воздействие становится больше на 1 атмосферу. Уже при погружении на 100 метров тела испытывают давление, соизмеримое с тем, что создается в паровом котле.

С погружением общее давление как на человека, так и на любой другой объект, возрастает. На 10 м оно становится больше вдвое.

Прирост давления на глубоководье неодинаков:

В воде помимо атмосферного давления возникает еще гидростатический прессинг. Он также называется избыточным. При нахождении в воде любой объект будет испытывать уже сумму двух давлений: атмосферного и избыточного.

Зависимость двух величин напрямую прослеживается при изучении состояния человека, находящегося в условиях глубоководья. Если поместить человека в глубоководную среду, то он не сможет сделать полноценный вдох.

Возникшая разница между двумя давлениями, одно из которых оказывается на грудную клетку водой, а второе воздухом, что создается в легких, не позволит человеку нормально дышать. При большем погружении грудная клетка разорвется.

Давление жидкости.

(h) это глубина.
(
ho) это плотность жидкости

Показать ответ
    Показать решение
    Видеорешение

5. Давление жидкости на глубине (h=2м) равно 16 кПа. Найти плотность этой жидкости. Атмосферное давление не учитывать.

Показать ответ
    Показать решение
    Видеорешение

Как измерить давление воды в системе

Вопрос отпадает, если у вас уже установлен манометр

на входе в систему. Если нет, то потребуется5 минут времени и следующие полезные вещи:

Штуцер с резьбой 1/2 дюйма.

Шланг подходящего диаметра.

г одним концом надеваем на манометр, вторым на штуцер.Фиксируем хомутами. Идем в ванную. Откручиваем душевую лейку и на ее место определяемштуцер . Несколько разпереключаем воду между режимами душ-кран, чтобы выгнать воздушную пробку. Если стыки подтекают, то заматываем соединениесантехническим скотчем . Готово.Взгляните на шкалу манометра и узнайте давление в водопроводе.

. Однако, вместо шланга с хомутами можно использовать переходники с выходом на1/2 дюйма. Необходимая резьба переходника на входе зависит от резьбы конкретного манометра (метрическая ,3/8 ,1/4 ).

Ныряя, аквалангист или пловец сталкивается с гидростатическим давлением по всей поверхности тела, при этом оно превышает нормальные показатели его организма. Хотя тело водолаза может не соприкасаться с водой напрямую за счет резинового костюма, он сталкивается с тем же давлением, что оказывает влияние на тело пловца, поскольку воздух в скафандре требуется сжать с учетом показателей окружающей среды. Из-за этого даже подаваемый через шланг воздух для дыхания должен закачиваться с учетом давления воды на предполагаемой глубине. Тот же показатель обязан быть у воздуха, доставляемого из баллонов в маску аквалангиста. Таким образом, ныряльщикам приходится дышать воздухом с непривычными показателями.

Не поможет от давления и водолазный колокол или кессон, поскольку в нем следует сжать воздух, чтобы он не попал под колокол, то есть увеличить до показателей окружающей среды. По этой причине при постепенном погружении происходит постоянная подкачка воздуха с расчетом на давление воды на достигнутой глубине.

Высокие показатели плохо влияют на самочувствие и здоровье человека, из-за чего есть определенный предел, до которого могут работать люди без вреда для здоровья. Обычно при нырянии в водолазном костюме он достигает 40 метров, что соответствует 4 атмосферам. Опуститься на большую глубину водолаз может только в жестком скафандре, который примет на себя давление воды. В нем можно спокойно погрузиться до 200 метров.

Формула для расчета

Данный показатель повышается пропорционально погружению. Он рассчитывается по специальной формуле:

Формула является выражением закона Паскаля. По ней высчитывается значение гидростатического прессинга. Он напрямую зависит от высоты водного столба.

Произведение плотности (p) и ускорения (g) приблизительно равняется 0,1 атм. С каждым метром опускания на дно воздействие в водной среде повышается на 0,1 атм. Данное правило подтверждает тот факт, что чем глубже происходит опускание в толщу, тем выше становится показатель воздействия.

Заключение

Глубина влияет на давление воды. С каждым метром движения объекта вглубь его показатель увеличивается на 0,1 атм. Уже на 10 м сдавливающая сила воды составляет почти 1 атмосферу. Зависимость обеих величин обусловлена плотностью воды, которая возрастает по мере движения тела в ней на дно.

Также на глубоководье происходит увеличение внешнего силового воздействия на объект. Если на поверхности тела испытывают воздействие только атмосферного давления, то в воде помимо него на них еще оказывается и гидростатическое.

При этом прирост воздействия на разных глубинных участках неодинаков. Особенно он высок при первых 10 м погружения. Дальше он начинает довольно быстро снижаться.