Դպրոցական տարիներից բոլորը գիտեն, որ ջուրն ավելի խիտ է, քան օդը։ Դրա պատճառով ջրի տակ ճնշման փոփոխությունը ընկղմամբ ավելի արագ է, քան դրա փոփոխությունը բարձրության աճով: Այսպիսով, 10 մետր իջնելիս մթնոլորտի վրա ճնշման աճ է տեղի ունենում։ Խորը օվկիանոսային իջվածքներում՝ հասնելով 10 հազար մետրի, այս ցուցանիշը կազմում է 1 հազար մթնոլորտ։ Ինչպես պարզել, թե ինչպես է ճնշումը փոխվում ջրի տակ և ինչպես է այն ազդում կենդանի էակների վրա, կներկայացվի ստորև:
Ֆիզիկական հաշվարկներ
Ծովի աղի ջրի խտությունը 1-2%-ով բարձր է թարմ հեղուկի խտությունից։ Ուստի որոշակի ճշգրտությամբ կարելի է հաշվարկել, թե ինչ ճնշում կա ջրի տակ, քանի որ յուրաքանչյուր 10 մետրի համար ընկղմվելիս այն ավելանում է մեկ մթնոլորտով։ Օրինակ, 100 մետր խորության վրա գտնվող սուզանավը զգում է 10 մթնոլորտի ճնշում, որը կարելի է համեմատել շոգեքարշի գոլորշու կաթսայի ներսում գտնվող ցուցիչների հետ: Այստեղից հետևում է, որ ծովում յուրաքանչյուր շերտ ունի իր սեփականըհիդրոստատիկ ինդեքս. Բոլոր սուզանավերը հագեցած են ճնշաչափերով, որոնք չափում են ջրի ճնշումը ծովում, որոնց հիման վրա կարող եք որոշել ընկղմման աստիճանը։
Մեծ խորության վրա նկատելի է դառնում ջրի սեղմելիությունը, քանի որ խորը շերտերում դրա խտությունը ավելի մեծ է, քան մակերեսին։ Եվ ճնշումը բարձրանում է ավելի արագ, քան գծային, ինչը հանգեցնում է նրան, որ գրաֆիկը փոքր-ինչ շեղվում է ուղիղ գծից: Հեղուկի սեղմման հետևանքով առաջացած լրացուցիչ ճնշումը մեծանում է քառակուսու հետ: 11 կմ իջնելիս դա այս խորության վրա ընդհանուր ճնշման մոտ 3%-ն է։
Ինչպես են ուսումնասիրվում ծովերն ու օվկիանոսները
Ուսումնասիրության մեջ օգտագործվում են լոգանքների և բաթիսֆերաներ: Բաթիսֆերան պողպատե գնդիկ է, որի ներսում դատարկ է, որը կարող է դիմակայել խորը ծովի շատ բարձր ճնշմանը: Բաթիսֆերայի պատի մեջ տեղադրվում է անցք՝ ամուր ապակիով փակված հերմետիկ բացվածք։ Հետազոտողի հետ բաղնիքը նավից պողպատե մալուխի վրա իջեցվում է ջրի այն շերտը, որը լուսարձակը չի կարող լուսավորել: Այս սարքի շնորհիվ հնարավոր է եղել իջնել մինչեւ 1 կմ։ Բաղնագնդով (ներքևում ամրացված պողպատե մեծ բաքով) լոգանքները, որոնք լցված են բենզինով, կարող են հասնել ավելի մեծ ընկղմման:
Քանի որ բենզինի խտությունն ավելի քիչ է, քան ջուրը, նման կառույցը կարող է շարժվել ծովում, ինչպես օդում թռչկոտել: Թեթև գազի փոխարեն օգտագործվում է բենզին։ Միևնույն ժամանակ, բաղնիքը հագեցած է բալաստի պաշարով և շարժիչով, որի շնորհիվ, ի տարբերություն բաթիսֆերայի, այն կարող է ինքնուրույն շարժվել՝ չպահանջելով նավի հետ հաղորդակցություն։մակերես։
Ճնշման ուսումնասիրություն ջրի տակ խորության վրա
Սկզբում բատիսկաֆը լողում է ջրի վրա, ինչպես լողացող ստորջրյա գդալը: Սուզումը սկսելու համար ծովի ջուրը լցվում է դատարկ բալաստի խցիկների մեջ, ինչի պատճառով կառույցը սկսում է ավելի ու ավելի խորանալ ջրի տակ, մինչև այն հասնի հատակին։ Մակերեւույթ բարձրանալու համար բալաստը բաց է թողնվում, և առանց ավելորդ բեռի, բատիսկաֆը հեշտությամբ բարձրանում է մակերես:
Բատիսկաֆի միջոցով ամենախորը սուզումն իրականացվել է 1960 թվականի հունվարի 23-ին, երբ նա 20 րոպե անցկացրել է Մարիանայի խրամատում՝ ջրի տակ 10919 մետր խորության վրա, որտեղ ճնշումը եղել է ավելի քան 1150 մթնոլորտ (հաշվարկը կատարվել է. հաշվի առնելով սեղմման և աղիության պատճառով հեղուկի խտության բարձրացումը): Գիտափորձի արդյունքում գիտնականները հայտնաբերել են կենդանի արարածներ, որոնք ապրում են նույնիսկ նման դժվարամատչելի վայրերում։
Ջրի ճնշում
Սուզվելիս սուզվողը կամ լողորդը բախվում է հիդրոստատիկ ճնշման մարմնի ողջ մակերեսի վրա, մինչդեռ այն գերազանցում է նրա մարմնի նորմալ պարամետրերը: Չնայած ռետինե կոստյումի պատճառով ջրասուզակի մարմինը կարող է ուղղակիորեն չշփվել ջրի հետ, ջրասուզակի մարմինը ենթարկվում է նույն ճնշմանը, որն ազդում է լողորդի մարմնի վրա, քանի որ կոստյումի օդը պետք է սեղմվի՝ հաշվի առնելով շրջակա միջավայրի գործոնները: Այդ պատճառով, նույնիսկ գուլպանով մատակարարվող շնչառական օդը պետք է մղվի ներս՝ հաշվի առնելով ջրի ճնշումը նախատեսված խորության վրա: Նույն ցուցանիշը պետք է լինի բալոններից դեպի ջրասուզակի դիմակ հասցված օդի համար:Այսպիսով, սուզորդները ստիպված են օդ շնչել արտասովոր արագությամբ։
Ճնշման դեմ չեն օգնի նաև սուզվող զանգը կամ կայսոնը, քանի որ դրա մեջ օդը պետք է սեղմել, որպեսզի այն չընկնի զանգի տակ, այսինքն՝ հասցնենք այն բնապահպանական ցուցանիշների։ Այդ իսկ պատճառով, աստիճանաբար ընկղմվելով, տեղի է ունենում օդի անընդհատ պոմպում՝ հասնելու խորության վրա ջրի ճնշման ակնկալիքով:
Բարձր ցուցանիշները վատ են ազդում մարդու ինքնազգացողության և առողջության վրա, այդ իսկ պատճառով կա որոշակի սահման, որով մարդիկ կարող են աշխատել առանց առողջությանը վնաս պատճառելու: Սովորաբար սուզվելիս սուզվելիս այն հասնում է 40 մետրի, որը համապատասխանում է 4 մթնոլորտի։ Ջրասուզակը կարող է մեծ խորություններ իջնել միայն կոշտ տիեզերական հագուստով, որը կվերցնի ջրի ճնշումը։ Այն կարող է ապահով սուզվել մինչև 200 մետր:
Ազդեցությունը մարդու առողջության վրա
Երբ բարձր ճնշմամբ երկար ժամանակ մնաք ջրի տակ, զգալի քանակությամբ օդ կլուծվի արյան և մարմնի այլ հեղուկների մեջ: Եթե ջրասուզակի արագ բարձրացում լինի դեպի մակերես, ապա լուծված օդը կսկսի արյունից դուրս գալ պղպջակների տեսքով։ Փուչիկների հանկարծակի արձակումը կարող է հանգեցնել ուժեղ ցավի ամբողջ մարմնում և հանգեցնել դեկոպրեսիայի հիվանդության: Հետևաբար, կարող է երկար ժամանակ (մի քանի ժամ) պահանջվել, որպեսզի լուծված գազն աստիճանաբար և առանց փուչիկների դուրս գա ջրասուզակին, ով երկար ժամանակ աշխատել է մեծ խորություններում։
Ծովի ճնշում և ծովային կենդանիներ
Չնայած ծովի հատակին ճնշման հսկայական արժեքները նախկինում նշվում էին, ծովային կենդանիների համար դրանք այնքան էլ նշանակալի ցուցանիշներ չեն: Տեղի բնակիչները կարող են հեշտությամբ և հանգիստ դիմանալ օրվա ընթացքում այս ցուցանիշի հսկայական տատանումներին։ Այնուամենայնիվ, որոշ նման կենդանիներ այնքան էլ լավ չեն հանդուրժում ճնշման կտրուկ փոփոխությունը: Օրինակ՝ ծովաբասը ցամաք տանելիս ուռչում է, հատկապես եթե շատ արագ ջրից հանվում է։
Մթնոլորտային ճնշումը ջրի տակ բավականին հեշտ է հաշվարկել: Բավական է հիշել, որ յուրաքանչյուր 10 մետրին կա 1 մթնոլորտ։ Այնուամենայնիվ, ավելի մեծ խորություններում այլ ցուցանիշներ են հայտնվում, ինչպիսիք են սեղմումը և ջրի խտությունը: Այդ կապակցությամբ անհրաժեշտ կլինի հաշվարկն իրականացնել՝ հաշվի առնելով այս արժեքները։
