Основный физические законы, которые должен знать каждый дайвер! :)

 

Закон Бойля для чайников  
Стюарт Жак  
Вы обязательно должны разобраться в этом. Это – залог становления хорошим, и, что важнее, безопасным дайвером. Не освоившись с результатами трудов Боба Бойля (для нас с вами, впрочем, сэра Ричарда, ведь его отец когда-то был богатейшим человеком Англии!), под водой вам будет весьма неуютно.
В принципе, игнорируя алгебраические заклинания, которые вы все уже наверняка слышали (например - P1V1=P2V2), и которые всегда нагоняют на меня тоску, закон Бойля гласит, что если вы увеличиваете давление, действующее на сжимаемый предмет, например воздушный шарик, то размеры этого предмета будут уменьшаться. Если же вы уменьшите давление, воздействующее на тот же объект, то его размер увеличится. Не сложно, не правда ли?
Но, как всегда, нам, дайверам, необходимо понять, что происходит под водой. Прежде всего спросите себя, когда давление увеличивается и уменьшается?. Ведь чтобы закон Бойля был применим к дайверу, необходимо изменение давления. Ну, во время погружения давление окружающей среды постоянно возрастает по мере увеличения высоты столба жидкости над вашей головой.
На поверхности, во время входа в воду с лодки, мы испытываем давление в 1 Бар. Грубо говоря, давление возрастает на один Бар каждые 10 метров нашего погружения. Итак, когда мы достигаем глубины 10 метров, на нас воздействует давления в два раза превышающее то, которое мы испытывали на борту судна. На глубине 20 метров давление возрастает до 3 Бар, и так далее...
Теперь, спросите себя: «какие предметы, заполненные воздухом, мы берем с собой под воду?». Вы, наверное, назовете ответ и сами, но я все же подскажу: ваши синусы (пазухи), желудок, газ внутри неорпена, воздух в сухом костюме, ваши легкие, подмасочное пространство, уши, воздух в компенсаторе плавучести и так далее.
Таким образом, каждый раз, когда мы погружаемся под воду, увеличивается давление на все полости, заполненные воздухом, и их объем уменьшается. Так говорит закон Бойля. Но насколько? И как это на нас сказывается?
Давайте опять возьмем наш воздушный шарик. Мы надуем его на поверхности и для пущей простоты скажем, что внутри него газ под атмосферным давлением, то есть 1 Бар. Теперь мы погрузим шарик на глубину 10 метров, где давление будет 2 Бара. Давление удвоилось, значит шарик сожмется! Если измерить шарик теперь, то выяснится, что он уменьшился вдвое. Его объем в два раза меньше, чем на поверхности, и давление внутри него возросло вдвое. Давайте продолжим погружение вместе с нашим шариком, теперь до глубины 20 метров. Давление возросло еще на 1 Бар, теперь мы испытываем давление в 3 Бара. Наш шарик продолжает сжиматься. Теперь его объем составляет треть от объема на поверхности. И так далее…
Мы можем представить это в виде простой таблицы:

Глубина, м
Давление окружающей среды, бар
Объем
0
(поверхность)
1
10
2
Составит половину от поверхностного
20
3
Составит треть от поверхностного
30
4
Составит четверть от поверхностного

Примечание: Потребовался еще один ученый, по имени Бернулли, чтобы описать, что происходит с газом в шарике. Он сказал, что молекулы газа соударяются со стенками шарика, и чем выше их энергия, тем большее количество соударений происходит, и тем выше сила. Бернулли пришел к выводу, что при увеличении плотности газа возрастает и количество соударений. Увеличение числа и интенсивности соударений приводит к увеличению давления.
Но подождите минуточку! Если все заполненные газом полости сжимаются, что же происходит с нашими легкими?!! Мне не нравится сама мысль, что мои внутренние органы могут оказаться сжаты вдвое (или больше!), а как же мои уши?! И мои пазухи?! ПОМОГИТЕ!!!!
Не слишком радужные перспективы для дайверов, не так ли? Но давайте посмотрим попристальней, что же происходит, когда мы уходим с поверхности. Во-первых, мы стравливаем газ из нашего компенсатора плавучести и сухого костюма. Это позволяет Закону Архимеда погрузить нас под поверхность воды. По мере погружения, все сжимаемые и заполненные газом полости начинают уменьшаться в объеме. Например, посмотрим на сухой костюм: газ, содержащийся в самом материале неопренового «сухаря» сжимается. Вы начинаете вымещать меньше воды, значит уменьшается ваша плавучесть, и вы начинаете погружаться быстрее. Давление продолжает нарастать, газ в костюме сжимается еще больше, вы вытесняете еще меньше воды, и ваша плавучесть становится еще более отрицательной… и в какой то момент, кроме стремительного погружения в глубины, вы начнете испытывать обжим (ваш костюм врежется в вашу кожу, как будто из пакета с чипсами откачали весь воздух, а вы оказались в это время внутри! Ох!).
То же происходит и у вас прямо перед глазами! По мере погружения, давление, приходящееся на маску, возрастает, и воздух, находящийся перед вашими глазами, сжимается. Каждые 10 метров спуска давление перед вашими глазами возрастает на 1 Бар, и объем газа внутри маски уменьшается соответственно. Как будто кто-то пытается высосать ваши глаза! Вашим глазам это будет неприятно: они нальются кровью, и это называется обжим маски.
А что по поводу ушей? И снова, давление возрастает с увеличением глубины, и ваша бедная барабанная перепонка, которая очень эластична, прогибается внутрь по мере того, как воздух, находящийся за перепонкой, сжимается. В какой-то момент она больше не сможет прогибаться и порвется.
Теперь поговорим о всплытии. Ранее мы уже говорили, что закон Бойля действует и в обратном направлении, те есть по мере уменьшения давления, объем возрастает. Это означает, что если вы если вы сделаете глубокий вдох из своего регулятора, находясь на глубине 10 метров, а затем всплывете на поверхность, не делая выдох, ваши легкие увеличатся вдвое по сравнению с их начальным размером. Плохие новости! На самом деле, еще до того, как они достигнут такого размера, они окажутся прорваны!
Я вас еще не напугал?

Решением для всех этих проблем является «выравнивание давления». То есть вы должны добиться, чтобы давление с обеих сторон было равным. Это очень просто, и вы изучали, как это делать в ходе базовых курсов подводного плавания. Например, вы на протяжении всего погружения, и особенно во время всплытия, должны нормально дышать, и не должны задерживать дыхание. Кроме того, вы используете маневр Valsalva чтобы выровнять давление в ушах, и вы специально используете маску с отделением для носа, чтобы вы могли выдыхать в подмасочное пространство. Во время погружения вы регулярно поддуваете сухой костюм – опять же, чтобы выровнять давление.

 

 

 

Закон Генри для чайников! 
Стюарт Жак
Уильям Генри родился в Манчестере, родился он в 1800-х годах.
И он придумал следующее:
«При постоянной температуре и невысоких давлениях растворимость газа в данной жидкости прямо пропорциональна давлению этого газа над раствором».
Уффф! Что бы это значило? Чтобы помочь понять все это, отправьтесь в магазин и купите себе бутылку газировки. Посмотрев в бутылку, вы увидите газировку (жидкость) и сверху, прямо под крышкой, газ. Этот газ – двуокись углерода, находящаяся под давлением. Закон Генри гласит, что поскольку жидкость и газ находятся в контакте, газ будет растворяться в жидкости. Чем выше давление газа, тем больше газа будет растворяться. Именно так в газировке появляются пузырьки: двуокись углерода, находясь под повышенным давлением, растворяется в лимонаде!
Чтобы понять, как закон Генри оказывает влияние на нас во время погружений (а не то, почему у нас после бутылки лимонада может появиться отрыжка!), мы прежде всего должны немного разобраться в человеческий физиологии.
Для дыхания нам необходим воздух. Если упростить, воздух состоит из 79% азота и 21% кислорода. Вы следите за ходом моей мысли? Должны бы! Воздух попадает в легкие, азот и кислород, содержащиеся в воздухе, проходя через легкие, проникает в кровеносном потоке. Кровь транспортируется по телу за счет работы сердца.
Итак, внутри нашего тела возникает ситуация, похожая на приведенный выше пример с бутылкой газировки. Представьте, что вместо лимонада – кровь, а вместо двуокиси углерода – воздух, которым вы дышите. Воздух, вызываемый нами, находится под давлением, не так ли? В случае с дайверами это именно так, иначе мы не смогли бы им дышать. И чем глубже мы погружаемся, тем выше будет давление вдыхаемого воздуха (или газа). Точка соприкосновения лимонада и двуокиси углерода – наши легкие. Чем глубже мы идем, тем выше давление воздуха, которым мы дышим, и тем больше газа растворится в нашем кровеносном потоке, понятно?
Теперь, когда мы поумнели и понимаем немного больше, мы можем разделить «вдыхаемый воздух» на составные части, а именно азот и кислород. Теперь мы можем говорить о парциальных давлениях этих газов. Мы можем оценивать количество кислорода и азота, растворяющихся в нашем кровеносном потоке.
Именно растворенный азот создает нам, как дайверам, наибольшее количество проблем. Большая его часть растворяется в нашей крови, так как он составляет большую часть воздуха, и по мере увеличения глубины и времени погружения, количество поглощаемого азота возрастает. Давайте представим погружение на 30 метров. Давление окружающей среды здесь 4 бара. Это значит, что регулятор подает воздух под давлением 4 бара. Это в четыре раза превышает давление воздуха, которым вы дышите на поверхности. 0.79 x 4 бара = 3.16 бара азота начинает проникать в ваш кровеносный поток (в то время как на поверхности эта цифра составляет всего 0.79 x 1 бар = 0.79 бар). Это значительное увеличение концентрации… И весь этот азот двигается по вашему телу и в определенный момент «поглощается» тканями вашего тела, которые «обслуживаются» кровеносным потоком.
“БЫСТРЫЕ И МЕДЛЕННЫЕ” ТКАНИ
Некоторые ткани тела поглощают этот азот очень быстро, некоторые – медленней. В дайвинге мы можем попытаться отследить насыщение, разбив тело на «теоретические группы тканей», которые насыщаются газом с различными скоростями. Те ткани, которые насыщаются азотом очень быстро, мы назовем «быстрыми», а те, которые насыщаются долго – «медленными». Быстрые ткани, такие как сердце, легкие и внутренние органы (на самом деле, любые части тела с хорошим кровоснабжением) насыщаются очень быстро (иногда – за считанные минуты). Более медленные ткани, такие как жиры, хрящи и суставы, могут требовать часов для полного насыщения. Они могут никогда не достигнуть насыщения при использовании акваланга, поскольку воздух в вашем баллоне закончится раньше. Именно здесь необходимо ввести термин «погружения с насыщением» - при коммерческих погружениях дайверы проводят под водой продолжительное время, и все их тело «полностью заполняется» азотом – они достигают того же состояния, как все мы при парциальном давлении азота на поверхности (0ю79 Бар).
 
Ваша «Группа по остаточному давлению», указанная в выбранных вами таблицах – один из способов отслеживать, какое количество азота находится в вашей системе. Долгие донные времена на больших глубинах припишут вам одну из последних букв алфавита, что будет говорить о значительном накоплении азота. В случае с большинством декомпрессионных таблиц вы заметите, что по прошествии некоторого времени ваше буквенное обозначение начнет смещаться к началу алфавита. Это означает, что, со временем количество накопленного азота уменьшается. Почему и что происходит? Как вы избавляетесь от азота, накопленного во время погружения?
 
“РАССЫЩЕНИЕ”
Давайте вернемся к примеру с бутылкой газировки. Давайте откроем крышку! Что происходит? Лимонад выплескивается Ван на руки и на рубашку, правда? Почему? Ну, давайте посмотрим, что мы только что сделали. Сняв крышку вы позволили двуокиси углерода, находящейся под давлением (газу, находящемуся под крышкой) вырваться наружу. Генри (вы еще помните такого?) говорил, что количество газа, растворяющегося в жидкости, будет зависеть от давления газа, находящегося в контакте с этой жидкостью. Вы только что снизили давление газа, находящегося в контакте с жидкостью. Теперь в газировке оказывается слишком много газа, и он выходит из растворенного состояния – это просто закон Генри наоборот. Чем быстрее вы снимаете крышку, тем быстрее вы уменьшаете давление газа, находящегося в контакте с жидкостью, и тем быстрее газ выходит из растворенного состояния. Именно поэтому вы стараетесь отвинчивать крышку медленно – и тогда вы не пачкаете свою футболку. Если вы видите, что газ выходит из газировки слишком быстро, вы закрываете крышку, правильно? Ждете немного и снова медленно открываете крышку. Вы можете повторить эту операцию два или три раза. Ничего не напоминает?
Теперь давайте посмотрим, что происходит с нами, когда мы всплываем после погружения. У нас имеется газ под высоким давлением (поток газа, идущий через ваш регулятор), находящийся в контакте с кровеносным потоком / тканями, которые, на протяжении погружения, насыщались этим газом. Некоторые ткани (быстрые) могут быть полностью насыщены газом, в то время как другие будут насыщены частично, а другие (самые «медленные») могут оказаться практически нетронутыми – все будет зависеть от глубины и продолжительности погружения.
 
Теперь мы начинаем всплытие, и при этом мы понижаем давление газа, находящегося в контакте с жидкостью, то есть мы отвинчиваем крышку на бутылке с газировкой! Газ (давайте в данный момент будем говорить об азоте) в нашей системе должен выходить, поскольку давление азота, находящегося в контакте с кровью только что было понижено (все в точности как в случае с двуокисью углерода в открытой бутылке лимонада). При использовании безопасных скоростей всплытия и техник, которым вы научитесь в ходе различных курсов, азот будет просто (и не причиняя вреда) проходить обратно в легкие и покидать тело с выдохом. НО! Если мы всплываем слишком быстро, азот может выйти из «растворенного состояния» и образовать пузыри в тканях / кровеносном потоке. Это – плохо!
ДЕКОМПРЕССИОННОЕ ЗАБОЛЕВАНИЕ
Пузырькам не место в нашем кровеносном потоке. Газ должен быть в растворенном состоянии. Как только возникает пузырек – у дайвера могут возникнуть проблемы! Конечно, некоторые пузырьки (называемые микро пузырьками) присутствуют в теле после каждого погружения. На самом деле, вы можете подключить себя к машине, называемой «доплеровский сканер» и послушать, как они движутся в потоке вашей крови). Но нас в большей степени беспокоят пузырьки большего размера – те, которые вызывают декомпрессионные заболевания.
Пузырьки, высвободившиеся за счет слишком быстрого открытия крышки, переносятся кровеносным потоком по всему телу и могут повредить внутренние стенки кровеносных сосудов. Но реальные проблемы возникают, если эти пузырьки где-то оседают. Например, если пузырек пытается пройти по кровеносному сосуду, который для него слишком узок (и помните – эти пузырьки будут увеличиваться, по мере того как глубина будет уменьшаться), он заблокирует этот кровеносный сосуд. Значит, какая-то часть вашего тела не получит достаточного количества крови (а значит – кислорода). Ткани не любят, когда у них недостаточно кислорода – они умирают! У пузырьков еще есть неприятная привычка объединяться (благодаря поверхностному натяжению). Если вы мне не верите, посмотрите сверху на кружку пива! Вы помните, как вы сидели в кресле со скрещенными ногами? В какой-то момент вам пришлось поменять положение – у вас возникло ощущение, что в вас втыкают иголки и булавки, правда? Давление, оказываемое на ваши ноги, ограничивало поток крови в ногах, и некоторые из тканей не получали достаточного количества кислорода. И ваше тело говорит вам «Подвинься! Ты убиваешь часть меня!». Абсолютно то же самое происходит с пузырьками, только, к сожалению, вы не можете просто взять и подвинуть пузырек, вам приходится проходить рекомпрессию (в барокамере) – быстро! – прежде чем какой-то участок вашего тела начнет умирать! В процессе рекомпрессии размер пузырька уменьшается, они вновь «загоняются» в растворенное состояние, и затем его вновь выводят в кровеносный поток «нормальным» образом, чтобы окончательно избавиться от него.
Пузырьки могут оказаться где угодно, некоторые застревают в руках или ногах, другие могут застревать в слуховом аппарате. Пузырьки, застревающие где-то в нервной системе могут привести к возникновению серьезнейших проблем, а пузырьки, блокирующие или повреждающие кровеносные сосуды (например, обеспечивающие кровоснабжение мозга) могут стать причиной смерти.
Так что, как вы можете видеть, симптомы и признаки декомпрессионных заболеваний исключительно разнообразны, узнать больше о них вы сможете в ходе прохождения курсов подводного плавания.
Тем не менее, лечение остается тем же самым: постарайтесь больше не вдыхать азот (используйте чистый кислород) и быстро организовать рекомпрессию.
БЕЗОПАСНЫЕ ВСПЛЫТИЯ
Итак, как же избежать всех этих проблем? Мы знаем, что пузырьки необходимо удерживать в «растворенном» состоянии. Мы также знаем, что для этого необходимо всплывать медленно. Мы уже говорили о необходимости открывать крышку бутылки с газировкой медленно. Однако, иногда недостаточно просто открывать крышку медленно. Вам приходилось вновь завинчивать крышку, подождать и вновь открывать, и только это спасало вашу футболку от появления пятен. Это зависит от того, сколько газа накоплено в бутылке с лимонадом. Или, другими словами, это зависит от того, сколько двуокиси углерода было растворено в газировке. Во время погружений вам приходится поступать также. В ходе некоторых погружений, когда вы сильно «нагружаетесь» азотом и начинаете всплытие (открываете крышку), вы должны приостанавливать всплытие (закрывать крышку), ждать на протяжении некоторого времени и вновь приступать ко всплытию (снова открывать крышку).
Этот процесс не позволяет пузырькам покидать бутылку, не правда ли? Знаете, что это такое? Это называется декомпрессионными остановками, и их продолжительность будет зависеть от глубины и времени вашего погружения и количества накопленного газа. Наверное, вы обращали внимание, что в какой-то момент газировка полностью выдыхается. Это связано с тем, что отсутствует контакт между жидкостью и газом, находящимся под давлением, и вся двуокись углерода со временем покидает лимонад. И опять же, точно то же самое происходит внутри вас, а именно – весь азот выходит из вашей системы. Большая часть выходит, когда вы уже на поверхности. Таблицы поверхностных интервалов помогут вам определить «скорость», с которой азот покидает ваше тело.
 
 
 
 
Закон Архимеда для чайников! 
Стюарт Жак  
Я хорошо его помню – Архимеда – греческого парня, который однажды забрался в свою ванну и обратил внимание на то, что в тот момент, когда он оказался в ванне, уровень воды поднялся. Чем большую часть своего тела он погружал в ванну, тем тяжелее было оставаться на дне, и тем больше воды поднималось и выплескивалось через край ванны. Это произошло примерно в 287 году до нашей эры. Он пришел к следующему выводу: «Если предмет полностью или частично погружен в жидкость, то возникает направленная вверх сила, равная весу вытесняемой воды» - так что же это значит?
Он стал осмысливать пережитое в ванной и попытался понять, что бы это значило. Прежде всего, он решил провести эксперимент. Он еще раз заполнил ванну до самых краев. Затем он поместил предмет в ванну, но на этот раз он собрал всю воду, выплеснувшуюся через края, а затем он взвесил всю выплеснувшуюся воду. Но иногда предмет, помещаемый в воду, не тонул, или тонул медленнее других. Он пришел к заключению, что некая сила действовала на предметы и либо удерживала их на плаву, либо замедляла скорость, с которой они уходили на дно. Эта сила была различной для различных предметов, иногда сила была достаточной для того, чтобы удерживать предмет на поверхности, иногда – нет, и объект тонул.
Чтобы укоротить долгую историю (и вырезать побольше физики!), эта сила будет равна весу вытесняемой предметом воды.
Если сила (или вес вытесняемой воды) больше веса предмета, он будет плавать. Если меньше – предмет утонет. Это и есть закон Архимеда!
Теперь давайте перенесем эту идею в наш морской мир и прежде всего посмотрим на лодки. Поместим лодку в море. Она будет вытеснять воду. Вес этой вытесняемой воды будет равен силе, действующей на лодку. Если возникающая сила будет больше веса лодки, она будет находиться на плаву. Если мы будем загружать все больше и больше снаряжения на лодку, в какой то момент вес превзойдет силу, направленную вверх… и лодка утонет!
Что вам необходимо понять, это то, как данный Закон влияет на вас во время погружения. Для начала, представьте дайвера, весящего 100 кг и одетого в костюм. Теперь он входит в воду (теперь он становится предметом, частично или полностью погруженным в жидкость). Выталкивающая сила, действующая на него, будет равна весу вытесняемой им жидкости. Если он вытесняет 100 кг или более, дайвер будет плавать на поверхности. Если он вытесняет менее 100 кг, он утонет. Понятно? Большинство дайверов в этой ситуации будут плавать, если они не обладают очень высокой плотностью!!! Если вы носите большой, толстый неопреновый костюм, вы будете вытеснять больше воды, чем в случае с более тонким мембранным костюмом, значит, ваша плавучесть будет выше, и для того чтобы начать погружение, оказаться под водой, вам потребуется более тяжелый грузовой пояс, чтобы превозмочь плавучесть, создаваемую костюмом.
Под водой все становиться еще интереснее. Возьмем дайвера, обладающего нейтральной плавучестью, то есть находящегося в стационарном положении в толще воды, и предположим, что он не дышит. Он статичен – то есть выталкивающая сила, действующая на него, будет равна силе, направленной вниз и зависящей от его веса. Во время вдоха происходят две вещи. Во-первых, его плотность уменьшается, во-вторых, он вытесняет больше воды. В соответствии с законом Архимеда, действующая на него выталкивающая сила возрастет, то есть он начнет подниматься. И наоборот, во время выдоха он теряет часть выталкивающей силы и начинает тонуть. К сожалению, для дайверов при движении вниз или вверх существует задержка, связанная с сопротивлением, возникающая благодаря сопротивлению, создаваемому вашим телом и снаряжением. Навык контроля плавучести заключается в понимании того, как это происходит, и выработать определенный ритм и рисунок дыхания. Необходимо выдыхать, как только вы начинаетесь приподниматься, и наоборот – это минимизирует амплитуду движений.
Освоение контроля плавучести
Я видел множество дайверов, молодых и пожилых, которые теряли контроль над своей плавучестью под водой, и искренне не понимающих причины произошедшего. Они пытаются понять, что же происходит, и неконтролируемо вылетают на поверхность. Хороший инструктор сможет разрешить ситуацию прежде, чем она начнет представлять реальную опасность, но давайте вникнем в проблему. По какой-то причине у вас возникла «положительная плавучесть» - и в девяти случаях из десяти это связано со сделанным вами вдохом, как правило – слишком глубоким. Может вы испугались, увидев здоровенного лобстера? Может, вы подумали, что так будет лучше. Какова бы ни была причина, выталкивающая сила, действующая, на вас, возросла, поскольку увеличился объем вытесняемой воды. Вы начнете двигаться вверх. Вы не хотели, чтобы это происходило, вы не понимаете, что происходит, вы начинаете предпринимать действия – например, начинаете двигать руками и ногами, пытаясь восстановить баланс – и всем этим мышцам понадобиться что? – кислород! Таким образом вам опять необходимо делать вдох… потом выдох… И каждый вдох будет добавлять вам положительную плавучесть. Кроме того, воздух в вашем компенсаторе, и в вашем костюме, и в материале костюма (если вы используете неопреновый костюм) расширится по мере того, как вы будете всплывать, поскольку внешнее давление при этом будет снижаться. Это вызовет еще большую подъемную силу (смотри Закон Бойля). Это еще увеличит эффект, и вы начнете стремительный подъем!
Что же сделать, чтобы остановить это? Ответ прост: как только вы начинаете терять контроль над вашей плавучестью – ВЫДЫХАЙТЕ! Скорость вашего всплытия снизится. Расслабьтесь (чтобы вам не приходилось так напряженно дышать) – и тогда вы вновь начнете погружаться (пока вы не захотите снова вдохнуть). Нет никакой необходимости махать руками и ногами, нет нужды хвататься за травящие клапаны компенсатора и сбрасывать весь воздух, нет необходимости паниковать – просто выдохните, расслабьтесь и наслаждайтесь!  

 

Закон Дальтона для чайников  

  
Стюарт Жак

Мы все знаем, что стоя на поверхности земли и дыша, находясь при атмосферном давлении, мы вдыхаем 80% азота и 20% кислорода (я знаю, что цифры несколько не точные – за то позволяют упростить математику – правда ведь?). С рождения эти газы попадают через дыхательную систему в систему кровообращения и транспортируются по телу потоком крови. Кислород наши тела используют для поддержания жизни, азот же делает не слишком много, чтобы помочь нам – он просто попадает внутрь, а потом с выдохом выходит обратно!

По мере погружения под воду давление окружающей среды (воды) возрастает. Это давление «сжимает» нас со всех сторон. Если бы мы на любой глубине попытались дышать воздухом с поверхности, наши мышцы, управляющие дыханием, оказались бы недостаточно сильными, чтобы втянуть воздух! Хороший эксперимент: попробуйте в бассейне подышать через удлиненную дыхательную трубку. Вы обязательно дойдете до глубины, где ваши мышцы просто не смогут справиться с давлением воды.

Что же делать, если вы хотите нырнуть поглубже? Ну, вы должны дышать воздухом, находящимся под тем же давлением, что и окружающая вода, и именно такой газ подается вашим регулятором. На какой бы глубине вы не находились, регулятор подает газ, находящийся под давлением, равным давлению окружающей среды.

Каким же образом все это относится к мистеру Дальтону? Ну, еще в начале XIX века он выдвинул идею, что если на поверхности (то есть при атмосферном давлении – грубо говоря, 1 Бар) вы вдыхаете 80% азота и 20% кислорода, тогда будет верно утверждение, что парциальные давления газов будут соответственно 0.8 и 0.2 Бар. Сумма парциальных давлений должна быть равна общему давлению газа, то есть сумма должна быть равна 100%. Умно, правда?
Тогда давайте рассмотрим эту ситуацию более детально. Мы знаем, что по мере погружения, давление воды возрастает, нам нужно увеличить давление газа, чтобы дышалось легче, и мы можем найти парциальное давление каждой составляющей газа, используемого нами для дыхания. В таблице, приведенной ниже, вы можете видеть как парциальные давления возрастают с глубиной:

Глубина (метры) Парциальные давления азота (бары) Парциальные давления кислорода (бары) Общее давление газа (бары)
0 (поверхность) 0.8 0.2 1
10 1.6 0.4 2
20 2.4 0.6 3
30 3.2 0.8 4
40 4.0 1.0 5
50 4.8 1.2 6
60 5.6 1.4 7
Почему это вам может быть важно? Ну, хотя парциальные давления азота и кислорода не причиняют при дыхании на поверхности (поскольку именно под такие значения приспособлено наше тело), мы можем столкнуться с проблемами при удалении от нормальных значений. При достижении значения парциального давления азота (для краткости - ppN2), равном примерно 4, мы начинаем испытывать сильное воздействие азотного наркоза – странные ощущения, сравнимые с алкогольным опьянением: потеря баланса, эйфория и неспособность сконцентрироваться. Это все звучит здорово, пока вы не обнаружите под водой, что вы забыли вставить в рот загубник! Эффекты нарастают постепенно и ослабляются с уменьшением ppN2, то есть во время всплытия основная проблема заключается именно в понимание того, что вы находитесь под воздействием наркоза, и в принятии соответствующих мер.
Кислород также является источником проблем: при достижении ppO2 в районе от 1.2 до 1.6 (или выше) вы можете испытать то, что называется кислородным отравлением. Имеется две фазы поражения. Во время первой фазы все мышцы вашего тела сокращаются, и вы «замираете» - это может продолжаться до минуты, а затем начинаются судороги, очень похожие на приступ эпилепсии. Ни то, ни другое не доставит вам удовольствия под водой (примечание: во время судорог вы задержите дыхание, не слишком хорошей идеей будет всплытие в этот период). Третья и финальная фаза – краткосрочная потеря сознания. Я не пожелаю вам испытать подобные симптомы под водой, хотя пациенты, проходящие в барокамерах кислородную рекомпрессию, как метод лечения ДКБ, доводятся до этого состояния неоднократно. Кроме того, важно знать, что ваша предрасположенность к «Кислородному удару» немного напоминает лотерею. Кислородное отравление может настигнуть вас в один день при парциальном давлении, равном 1.2, а на следующий день только при 2.8! Постоянно продолжающиеся исследования пытаются найти объяснение этому феномену.

Таким образом, вы должны теперь понимать, почему погружения на воздухе имеют ограничения! Ограничивая глубину погружений, исходя из парциального давления кислорода, вы по прежнему оказываетесь подвержены азотному наркозу. Для снижения этих эффектов используются газы с уменьшенной концентрацией «проблемных» газов – ТайМикс и ГелиОкс, но это совсем другая история.