Bagaimanakah Undang-undang Boyle Terpakai untuk Selam Skuba?

2024 Pengarang: Cyrus Reynolds | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-02-08 22:31

Salah satu akibat hebat apabila mendaftar dalam kursus selam skuba rekreasi ialah dapat mempelajari beberapa konsep asas fizik dan menerapkannya pada persekitaran bawah air. Undang-undang Boyle ialah salah satu daripada konsep ini.

Hukum Boyle menerangkan bagaimana isipadu gas berubah mengikut tekanan sekeliling. Banyak aspek fizik selam skuba dan teori selam menjadi jelas apabila anda memahami undang-undang gas mudah ini.

Hukum Boyle ialah:

PV=c

Dalam persamaan ini, “P” mewakili tekanan, “V” menandakan isipadu dan “c” mewakili nombor malar (tetap).

Jika anda bukan ahli matematik, ini mungkin terdengar mengelirukan. Tapi, jangan putus asa. Persamaan ini menyatakan bahawa untuk gas tertentu-seperti udara dalam peranti pemampas keapungan penyelam skuba (BCD)-jika anda mendarabkan tekanan di sekeliling gas dengan isipadu gas, anda akan sentiasa mendapat nombor yang sama.

Oleh kerana jawapan kepada persamaan tidak boleh berubah (itulah sebabnya ia dipanggil pemalar), kita tahu bahawa jika kita meningkatkan tekanan yang mengelilingi gas (P), isipadu gas (V) mesti menjadi lebih kecil.. Sebaliknya, jika kita mengurangkan tekanan di sekeliling gas, isipadu gas akan menjadi lebih besar. Itu sahaja! Itulah keseluruhan undang-undang Boyle.

Hampir. Thehanya aspek lain Undang-undang Boyle yang perlu anda ketahui ialah undang-undang itu hanya terpakai pada suhu malar. Jika anda menaikkan atau menurunkan suhu gas, persamaan tidak akan berfungsi lagi.

Menggunakan Undang-undang Boyle

Boyle's Law menerangkan peranan tekanan air dalam persekitaran selam. Ia terpakai dan mempengaruhi banyak aspek selam skuba. Pertimbangkan contoh berikut:

• Descent- Apabila penyelam turun, tekanan air di sekelilingnya meningkat, menyebabkan udara dalam peralatan skuba dan badannya menempati isipadu yang lebih kecil (mampat).
• Ascent- Apabila penyelam naik, tekanan air berkurangan, maka Hukum Boyle menyatakan bahawa udara dalam gear dan badannya mengembang untuk menempati isipadu yang lebih besar.

Banyak peraturan dan protokol keselamatan dalam selam skuba dicipta untuk membantu penyelam mengimbangi pemampatan dan pengembangan udara akibat perubahan tekanan air. Contohnya, pemampatan dan pengembangan gas membawa kepada keperluan untuk menyamakan telinga anda, melaraskan BCD anda dan berhentikan keselamatan.

Contoh Undang-undang Boyle dalam Persekitaran Menyelam

Mereka yang pernah menyelam skuba telah mengalami sendiri Hukum Boyle. Contohnya:

• Ascent- Apabila penyelam naik, tekanan air di sekelilingnya berkurangan, dan udara dalam BCDnya mengembang. Itulah sebabnya dia perlu mengeluarkan lebihan udara daripada BCDnya semasa dia naik-jika tidak, udara yang mengembang akan menyebabkan dia hilang kawalan ke atas daya apungannya.
• Descent - Apabila penyelam turun, tekanan air di sekelilingnya meningkat, memampatkan udara dalamtelinganya. Dia mesti menyamakan tekanan di telinganya untuk mengelakkan kesakitan dan kemungkinan kecederaan telinga yang dipanggil barotrauma telinga.

Peraturan Keselamatan Selam Skuba Diperoleh Daripada Undang-undang Boyle

Undang-undang Boyle menerangkan beberapa peraturan keselamatan yang paling penting dalam selam skuba.

Berikut ialah dua contoh:

1. Jangan Tahan Nafas Anda Di Bawah Air - Menurut organisasi latihan menyelam, seorang penyelam tidak boleh menahan nafasnya di dalam air kerana jika dia naik (walaupun beberapa kaki) ke sesuatu kawasan daripada tekanan air yang lebih rendah, udara yang terperangkap dalam paru-parunya akan mengembang mengikut Hukum Boyle. Udara yang mengembang boleh meregangkan paru-paru penyelam dan membawa kepada barotrauma pulmonari. Sudah tentu, ini hanya berlaku jika anda naik sambil menahan nafas dan banyak organisasi menyelam teknikal mengubah suai peraturan ini kepada "Jangan tahan nafas dan naik."
2. Naik Perlahan - Badan penyelam menyerap gas nitrogen termampat semasa dia menyelam. Apabila dia naik ke kedalaman dengan tekanan air yang kurang, gas nitrogen ini mengembang mengikut Undang-undang Boyle. Jika penyelam tidak naik perlahan-lahan untuk badannya menghilangkan gas nitrogen yang mengembang ini, ia boleh membentuk gelembung kecil dalam darah dan tisunya dan menyebabkan penyakit penyahmampatan.

Mengapa Suhu Malar Diperlukan untuk Menggunakan Boyle

Seperti yang dinyatakan di atas, Hukum Boyle hanya terpakai kepada gas pada suhu malar. Memanaskan gas menyebabkan ia mengembang, dan menyejukkan gas menyebabkan ia mampat.

Seorang penyelam boleh menyaksikan fenomena ini apabila mereka menenggelamkan tangki skuba yang hangat ke dalam air yang lebih sejuk. Tolok tekananbacaan tangki suam akan berkurangan apabila tangki itu ditenggelami air sejuk apabila gas di dalam tangki itu mampat.

Gas yang mengalami perubahan suhu, serta perubahan kedalaman, perlu mempunyai perubahan dalam isipadu gas kerana perubahan suhu diambil kira, dan hukum mudah Boyle mesti diubah suai untuk mengambil kira suhu.

Undang-undang Boyle membolehkan penyelam menjangka bagaimana udara akan berkelakuan semasa menyelam. Undang-undang ini membantu penyelam memahami sebab di sebalik banyak garis panduan keselamatan selam skuba.