Hvordan gjelder Boyles lov for dykking?

2024 Forfatter: Cyrus Reynolds | [email protected]. Sist endret: 2024-02-09 00:06

En av de fantastiske konsekvensene av å melde seg på et fritidsdykkerkurs er å kunne lære noen grunnleggende fysikkkonsepter og bruke dem i undervannsmiljøet. Boyles lov er ett av disse konseptene.

Boyles lov forklarer hvordan volumet til en gass varierer med trykket rundt. Mange aspekter av dykkerfysikk og dykketeori blir tydelige når du forstår denne enkle gassloven.

Boyles lov er:

PV=c

I denne ligningen representerer "P" trykk, "V" betyr volum og "c" representerer et konstant (fast) tall.

Hvis du ikke er en matteperson, kan dette høres forvirrende ut. Men fortvil ikke. Denne ligningen sier at for en gitt gass - for eksempel luft i en dykkers oppdriftskompensator (BCD) - hvis du multipliserer trykket rundt gassen med volumet av gass, vil du alltid ende opp med det samme tallet.

Fordi svaret på ligningen ikke kan endres (det er derfor det kalles en konstant), vet vi at hvis vi øker trykket rundt en gass (P), må volumet av gassen (V) bli mindre. Omvendt, hvis vi reduserer trykket rundt gassen, vil volumet av gassen bli større. Det er det! Det er hele Boyles lov.

Nesten. DeDet eneste andre aspektet ved Boyles lov du trenger å vite er at loven bare gjelder ved konstant temperatur. Hvis du øker eller reduserer temperaturen på en gass, fungerer ikke ligningen lenger.

Applying Boyle's Law

Boyles lov beskriver rollen til vanntrykket i dykkemiljøet. Det gjelder og påvirker mange aspekter ved dykking. Tenk på følgende eksempler:

• Descent- Når en dykker går ned, øker vanntrykket rundt ham, noe som fører til at luften i dykkerutstyret og kroppen hans opptar et mindre volum (komprimerer).
• Ascent- Når en dykker stiger, synker vanntrykket, så Boyles lov sier at luften i utstyret og kroppen hans utvider seg til å oppta et større volum.

Mange av sikkerhetsreglene og protokollene for dykking ble laget for å hjelpe en dykker med å kompensere for komprimering og utvidelse av luft på grunn av endringer i vanntrykket. For eksempel fører kompresjon og utvidelse av gass til behovet for å utjevne ørene, justere BCD-en og gjøre sikkerhetsstopp.

Eksempler på Boyles lov i dykkemiljøet

De som har dykket har opplevd Boyles lov på første hånd. For eksempel:

• Ascent- Når en dykker stiger opp, reduseres vanntrykket rundt ham, og luften i BCD utvider seg. Dette er grunnen til at han må slippe ut overflødig luft fra sin BCD mens han stiger opp – ellers vil den ekspanderende luften føre til at han mister kontrollen over oppdriften.
• Descent - Når en dykker går ned, øker vanntrykket rundt ham og komprimerer luften innørene hans. Han må utjevne trykket i ørene for å unngå smerte og en mulig øreskade k alt ørebarotraume.

Sikkerhetsregler for dykking avledet fra Boyles lov

Boyles lov forklarer noen av de viktigste sikkerhetsreglene ved dykking.

Her er to eksempler:

1. Ikke hold pusten under vann - I følge dykketreningsorganisasjoner bør en dykker aldri holde pusten under vann fordi hvis han stiger opp (selv noen få fot) til et område ved lavere vanntrykk, vil luften som er fanget i lungene hans utvide seg i henhold til Boyles lov. Den ekspanderende luften kan strekke dykkerens lunger og føre til lungebarotraume. Dette skjer selvfølgelig bare hvis du stiger opp mens du holder pusten, og mange tekniske dykkerorganisasjoner endrer denne regelen til "Ikke hold pusten og gå opp."
2. Stig sakte - En dykkers kropp absorberer komprimert nitrogengass mens han dykker. Når han stiger til en dybde med mindre vanntrykk, utvider denne nitrogengassen seg i henhold til Boyles lov. Hvis en dykker ikke stiger sakte nok opp til at kroppen hans kan eliminere denne ekspanderende nitrogengassen, kan den danne små bobler i blodet og vevet hans og forårsake trykkfallssyke.

Hvorfor en konstant temperatur er nødvendig for å bruke Boyles

Som nevnt ovenfor, gjelder Boyles lov kun for gasser ved konstant temperatur. Oppvarming av en gass får den til å utvide seg, og avkjøling av en gass fører til at den komprimeres.

En dykker kan være vitne til dette fenomenet når de senker en varm dykkertank i kaldere vann. Trykkmålerenavlesningen av en varm tank vil falle når tanken er nedsenket i kaldt vann ettersom gassen inne i tanken komprimeres.

Gasser som gjennomgår en temperaturendring, så vel som en dybdeendring, vil måtte ta hensyn til endringen i gassvolum på grunn av temperaturendringen, og Boyles enkle lov må modifiseres for å ta hensyn til temperatur.

Boyles lov gjør det mulig for dykkere å forutse hvordan luft vil oppføre seg under et dykk. Denne loven hjelper dykkere til å forstå årsakene bak mange av sikkerhetsretningslinjene for dykking.