قوانين فيزيك در غواصي

 قانون بویل(BOYLES):
    اگر درجه حرارت ثابت باشد، حجم گاز با فشار نسبت معکوس دارد. در ریه یک شخص بالغ  حدوداً 6 لیتر هوا وجود دارد و با درنظر گرفتن اینکه اگر به عمق برویم در هر 10 متر یک اتمسفر فشار وارد می شود، حجم هوای ریه ی یک شخص بالغ در عمق 10متری زیر سطح آب، 3 لیتر هوا و در عمق 20 متری، 5/1 لیتر هوا خواهد بود؛ البته در شرایطی که از مخزن استفاده نکند و تنها با ماسک و اشنوکر به زیر آب برود. قانون بویل بیان مي‌دارد که با افزایش فشار، حجم گاز کاهش و دانسیته آن به نسبت افزایش فشار افزایش مي‌یابد. به عبارت دیگر در درجه حرارت ثابت، تغییرات فشار با تغییرات حجم گاز نسبت معکوس و با دانسیته آن گاز نسبت مستقیم دارد. توجه داشته باشید که آب بعنوان یک مایع تحت تأثیر افزایش فشار تغییر دانسیته نمی دهد. لذا با تغییر عمق آب دانسیته آب تغییر نمی کند اما دانسیته گاز درون کپسول غواصی و مجاری هوای فشرده مي‌شود.

 قانون دالتون(DALTON):
به استناد این قانون در یک مخلوط گازی فشار حاصل از اجزا آن مخلوط تعیین کننده فشار نهایی مخلوط گازاست. این قانون خصوصا در خصوص منواکسید کربن مهم است . اگر فقط در ترکیب هوای کمپرس شده 02/0 درصد منواکسید کربن وجود داشته باشد در 5 اتمسفر میزان آن برابر با 1/0 درصد خواهد شد که خطرناک است. ( Table 2-3 و Table 2-4 ).

قانون ارشمیدس(ARCHIMEDES):
    هرگاه جسمی درون مایعی فرو رود، به اندازه وزن مایع جابجا شده از وزنش کاسته می شود.بر اساس این قانون، بدن در یک محیط مایع، متناسب با نیروی تعادل وزن مایع جابجا شده غوطه ور مي‌ ماند. به عبارت دیگر غوطه وری یک جسم در آب بر اساس تفریق میزان حجم جابجا شده از وزن جسم مشخص مي‌شود. میزان اعمال وزن آب خالص 4/62 پوند بر فوت مکعب است. برای آب دریا 64 پوند بر فوت مکعب است. لذا در آب دریا بدن با نیروی بیشتری به طرف سطح بالا مي‌آید. از طرف دیگر آب سرد دانسیته بیشتری نسبت به آب گرم دارد، بنابراین در آب سرد نیز غوطه وری به سطح بیش از آب گرم خواهد بود.
  اطلاع و آگاهی از خصوصیات و عملکرد گازها در غواصی و در عملیات نجات و انتقال حائز اهمیت است. هوا دارای وزن است، وزن فشار است و فشار بر اساس پوند بر اینچ مربع psi بیان مي‌شود.  در سطح دریا وزن هوا حدود 7/14 psi است که معادل یک اتمسفر ATM است. وزن آب دریا 64 پوند به ازاء فوت مکعب است. برای تبدیل آن به پوند بر اینچ مربع باید بر 144 (یعنی تعداد اینچ در فوت مکعب) تقسیم شود. در عمق 33 فوت یک اتمسفر فشار زیر آب ایجاد مي‌شود. بنابراین با استفاده از فشار اتمسفر زیر آب مي‌توان عمق غواصی را تخمین زد.
  اصطلاح لیفت (LIFT)     عبارت است از مقدار نیرویی که لازم است تا یک شیء را از قعر آب به سطح انتقال داد . اگر یک شیء در زیر سطح آب دریا 2 فوت مکعب آب راجابجا نماید آنگاه نیروی مورد نیاز برای انتقال آن  به سطح برابر با 128 پوند خواهد بود.( 2 x 64=128). بر این اساس با برخی وسایل لیفتینگ نظیر لیفتینگ بگ مي‌توان اشیا و اجسام را از قعر به سطح انتقال داد.
    آگاهی از خصوصیات گازها برای تیم امداد و انتقال مصدومین غواصی حائز اهمیت است. به خاطر داشته باشید که شایعترین گاز مورد استفاده غواص ها، هوای فشرده است و اکسیژن خالص هرگز در اعماق مورد استفاده قرار نمی گیرد و فقط با استفاده از سیستم های غواصی بسته مخصوص نیروهای نظامی در عمق تا 33 فوت از اکسیژن خالص استفاده مي‌شود. اکسیژن بعنوان حیاتی ترین گاز استنشاقی 21 درصد هوای جو را تشکیل مي‌دهد و در آب 89 درصد وزن آن را آب تشکیل مي‌دهد. هرچند که حدود 79 درصد هوای جو را نیتروژن تشکیل مي‌دهد اما این گاز ارزش حیاتی برای انسان نداشته و در فشار بالا موجب خواب آلودگی فرد مي‌شود. گاز منواکسید کربن حاصل از دستگاههای پرکننده کپسول غواصی ممکن است ایجاد شود و استنشاق آن موجب عوارضی نظیر گیجی و تنگی نفس شود که بلافاصله می‌بایست از استنشاق کپسول مربوطه خودداری نمود.
    انسان تحت فشار حاصل از هوای جو قرار داشته و تا زمانی که در ارتفاع صعود نکرده (مثلا با هواپیما) و یا به زیر آب غوص نرفته باشد ( غواصی) اثر فشار را بر بدن تجربه نخواهد کرد. اطلاع از اثرات تغییر فشار جو و در نتیجه تغییر در دانسیته و ترکیب گازها در غواصی و امداد حائز اهمیت است. قوانین فیزیک در اینجا کاربرد دارد.

قانون هنری(HENRY):
    این قانون بیا ن مي‌دارد: در درجه حرارت ثابت، میزان حلالیت گاز در یک مایع وابسته به فشار نسبی گاز و ضریب حلالیت گاز در مایع است. به عبارت دیگر هنگامی که غواص به عمق فرو مي‌رود گاز بیشتری در بافت بدن وی محلول مي‌شود و به هنگام بالا آمدن این گاز آزاد مي‌شود. (نظیر آنچه که برای نیتروژن رخ مي‌دهد و موجب بروز بیماری Decompression sickness مي‌شود)

 قانون چارلز(CHARLZ):
    این قانون بیان مي‌دارد: در فشار ثابت، حجم گاز نسبت مستقیم با درجه حرارت دارد. مشکل پر کردن کپسول غواصی و در مجاورت قرار گرفتن با نور مستقیم خورشید و احتمال انفجار آن از این قانون تبعیت مي‌کند. سرد شدن کپسول به هنگام ورود موجب کاهش حجم مي‌شود. سایر قوانین فیزیک نظیر فیزیک نور، مکانیک، انفجار و انتقال گرما نیز حائز اهمیت مي‌باشند. قوانین فیزیک نور در محیط آب و اختلالات ناشی از آن مطرح است. شکست نور ناشی از تغییرات دانسیته هوا نسبت به آب موجب تغییرات زیر می شود :

• فاصله (نزدیکتر از حد معمول خواهد بود. اغتشاش آب هر چه بیشتر باشد جسم دورتر دیده مي‌شود)
• اندازه اشیاء (بزرگتر از حد معمول به نظر مي‌رسد)
• شکل و رنگ اشیاء (تغییر ابعاد فیزیکی و رنگ مشاهده مي‌شود)
• سرعت نور (در هوا نسبت به آب بیشتر است)
• اختلال تمرکز و تطبیق (ناشی از عدم استفاده از ماسک صورت و عینک غواصی)

    از طرف دیگر انرژی مکانیکی که غالبا غواص را تحت تاثیر قرار مي‌دهد انرژِی صوت است. صوت حرکات تناوبی تغییر فشار است که در یک گاز، مایع یا جامد انتقال مي‌یابد. هر چه دانسیته بیشتر باشد سرعت صوت بیشتر است. هرچه درجه حرارت کمتر باشد سرعت صوت بیشتر است . اختلال در سرعت رسیدن صوت به دو گوش غواص مي‌تواند موجب اختلال در شناساییی جهت صوت گردد. (نظیر موتور یک قایق یا صدای ناشی از وسایل غواصی گروهی).
      انفجار در زیر آب موجب ایجاد شوک اولیه ناشی از موج تخلیه انرژی مي‌شود. شدت شوک اولیه به سه عامل بستگی دارد. این عوامل شامل سطح مقطع بدن غواص، فاصله از منشاء انفجار و میزان مواد انفجاری مي‌باشد. هر چه میزان سطح مقطع بدن غواص در مقابل موج حاصل از انفجار بیشتر باشد، آسیب وارده بیشتر خواهد بود. به همین دلیل توصیه مي‌شود به هنگام انفجار، غواص با حالت دراز کشیده بر روی سطح آب و قراردادن سر بالاتر از سطح آب و یا غوطه وری در آب به نحوی که از طرف اندام های تحتانی بطرف ناحیه انفجار قرار گیرد با اثرات مخرب موج انفجار مقابله نماید.

• فرمول محاسبه فشار موج انفجار بر غواص
• وزن TNT بر اساس پوند = W
• فشار بر روی غواص پوند بر اینچ مربع = p
• فاصله غواص از محل انفجار بر اساس فوت = r
     انتقال گرما از یک محیط به یک محیط دیگر بصورت انتقال مستقیم (نظیر آب) و هدایت گرمایی (حرکت مایعات) و یا تشعشع انجام مي‌شود. اگر به هنگام شروع غواصی درجه حرارت آب کمتر از 21 درجه سانتیگراد باشد، غواص به دلیل انتقال حرارت از بدن خود به محیط آب، احساس لرز خواهد کرد.
پوشش غواص در تبادل گرما ی بدن با آب حائز اهمیت است.

 منابع:

· US Navy Diving Manual, " Diving Principles and Policy", (Volum1)

· National Association Of Rescue Divers, "Diving Physics" Houston, Texas   

· (2005), Internet Site: (http://www.rescuediver.org/index.htm)  

 
*نام و نام خانوادگي :

پست الکترونيکي :

*مطلب :
۱) نظراتی را که حاوی توهین، هتاکی و افترا باشد را منتشر نخواهد کرد .
۲) از انتشار نظراتی که فاقد محتوا بوده و صرفا انعکاس واکنشهای احساسی باشد جلوگیری خواهد شد .
۳) لطفا جهت بوجود نیامدن مسائل حقوقی از نوشتن نام مسئولین و شخصیت ها تحت هر شرایطی خودداری نمائید .
۴) لطفا از نوشتن نظرات خود به صورت حروف لاتین (فینگلیش) خودداری نمایید .