Depuis les années scolaires, tout le monde sait que l'eau est plus dense que l'air. De ce fait, le changement de pression sous l'eau avec immersion est plus rapide que son changement avec l'augmentation de l' altitude. Ainsi, en descendant de 10 mètres, il y a une augmentation de la pression par atmosphère. Dans les dépressions océaniques profondes, atteignant 10 000 mètres, ce chiffre est de 1 000 atmosphères. Comment savoir comment la pression change sous l'eau et comment elle affecte les êtres vivants sera décrite ci-dessous.
Calculs physiques
La densité de l'eau de mer salée est de 1 à 2 % supérieure à celle du liquide frais. Par conséquent, avec une certaine précision, il est possible de calculer la pression sous l'eau, car lorsqu'elle est immergée tous les 10 mètres, elle augmente d'une atmosphère. Par exemple, un sous-marin à une profondeur de 100 mètres subit une pression de 10 atmosphères, ce qui peut être comparé aux indicateurs à l'intérieur d'une chaudière à vapeur dans une locomotive. Il s'ensuit que chaque couche de la mer a sa propreindice hydrostatique. Tous les sous-marins sont équipés de manomètres qui mesurent la pression de l'eau à la mer, sur la base de laquelle vous pouvez déterminer le degré d'immersion.
À grande profondeur, la compressibilité de l'eau devient perceptible, car sa densité dans les couches profondes est plus élevée qu'en surface. Et la pression augmente plus rapidement que linéairement, ce qui fait que le graphique s'écarte légèrement d'une ligne droite. La pression supplémentaire causée par la compression du fluide augmente avec le carré. En descendant 11 km, c'est environ 3% de la pression totale à cette profondeur.
Comment les mers et les océans sont explorés
L'étude utilise des bathyscaphes et des bathysphères. Une bathysphère est une boule d'acier avec un vide à l'intérieur qui peut résister à la très haute pression de la mer profonde. Un hublot est placé dans le mur de la bathysphère - une ouverture hermétique fermée par un verre solide. La bathysphère avec le chercheur est abaissée du navire sur un câble en acier jusqu'à cette couche d'eau que le projecteur ne peut pas éclairer. Grâce à cet appareil, il était possible de descendre à 1 km. Les bathyscaphes avec une bathysphère (renforcée au fond par un grand réservoir en acier), qui est rempli d'essence, peuvent atteindre une immersion encore plus grande.
Parce que la densité de l'essence est inférieure à celle de l'eau, une telle structure peut se déplacer dans la mer, comme un dirigeable dans les airs. L'essence est utilisée à la place du gaz léger. Dans le même temps, le bathyscaphe est équipé d'une alimentation en ballast et d'un moteur, grâce auxquels, contrairement à la bathysphère, il peut se déplacer de manière autonome, sans nécessiter de communication avec le navire sursurface.
Études de pression sous l'eau en profondeur
Au début, le bathyscaphe flotte sur l'eau comme une cuillère sous-marine flottante. Pour commencer à plonger, de l'eau de mer est versée dans les compartiments de ballast vides, à cause de quoi la structure commence à s'enfoncer de plus en plus profondément sous l'eau jusqu'à ce qu'elle atteigne le fond. Pour remonter à la surface, le lest est largué, et sans surcharge, le bathyscaphe remonte facilement à la surface.
La plongée la plus profonde à l'aide d'un bathyscaphe a été effectuée le 23 janvier 1960, lorsqu'il a passé 20 minutes dans la fosse des Mariannes à une profondeur de 10919 mètres sous l'eau, où la pression était supérieure à 1150 atmosphères (le calcul a été effectué en tenant compte de l'augmentation de densité du liquide due à la compression et à la salinité). À la suite de l'expérience, les chercheurs ont découvert des créatures vivantes qui vivent même dans des endroits aussi difficiles d'accès.
Pression de l'eau
Lors de la plongée, un plongeur autonome ou un nageur rencontre une pression hydrostatique sur toute la surface de son corps, alors qu'elle dépasse les paramètres normaux de son corps. Bien que le corps du plongeur ne soit pas en contact direct avec l'eau en raison de la combinaison en caoutchouc, le corps du plongeur est soumis à la même pression qui affecte le corps du nageur, car l'air dans la combinaison doit être comprimé pour tenir compte des facteurs environnementaux. Pour cette raison, même l'air respirable fourni par le tuyau doit être pompé, en tenant compte de la pression de l'eau à la profondeur prévue. Le même indicateur doit être pour l'air fourni par les bouteilles au masque du plongeur. Ainsi, les plongeurs doivent respirer de l'air à des rythmes inhabituels.
Une cloche de plongée ou un caisson n'aidera pas non plus à lutter contre la pression, car l'air qu'il contient doit être comprimé pour ne pas tomber sous la cloche, c'est-à-dire l'augmenter aux indicateurs environnementaux. Pour cette raison, avec une immersion progressive, il y a un pompage constant d'air avec l'attente de la pression de l'eau à la profondeur atteinte.
Les taux élevés ont un effet néfaste sur le bien-être et la santé d'une personne, c'est pourquoi il existe une certaine limite à laquelle les gens peuvent travailler sans nuire à leur santé. Habituellement, lors d'une plongée en scaphandre, elle atteint 40 mètres, ce qui correspond à 4 atmosphères. Un plongeur ne peut descendre à de grandes profondeurs que dans une combinaison spatiale rigide, qui supportera la pression de l'eau. Il peut plonger en toute sécurité jusqu'à 200 mètres.
Impact sur la santé humaine
Lorsque vous restez longtemps sous l'eau à haute pression, une quantité considérable d'air se dissout dans le sang et les autres fluides corporels. S'il y a une montée rapide du plongeur à la surface, l'air dissous commencera à être libéré du sang sous forme de bulles. La libération soudaine de bulles peut entraîner de fortes douleurs dans tout le corps et entraîner un accident de décompression. Par conséquent, cela peut prendre beaucoup de temps (plusieurs heures) pour que le gaz dissous soit libéré progressivement et sans bulles pour remonter un plongeur qui a travaillé longtemps à de grandes profondeurs.
Pression de la mer et animaux marins
Bien que les énormes valeurs de pression au fond de la mer aient été précédemment indiquées, pour les animaux marins, ce ne sont pas des indicateurs si significatifs. Les résidents locaux peuvent facilement et calmement supporter d'énormes fluctuations de cet indicateur au cours de la journée. Cependant, certains de ces animaux ne tolèrent pas très bien un changement brusque de pression. Par exemple, le bar gonfle lorsqu'il est ramené à terre, surtout s'il est sorti de l'eau très rapidement.
La pression atmosphérique sous l'eau est assez facile à calculer. Il suffit de rappeler que pour 10 mètres il y a 1 atmosphère. Cependant, à des profondeurs plus importantes, d'autres indicateurs entrent en jeu, comme la compression et la densité de l'eau. A cet égard, il faudra effectuer le calcul en tenant compte de ces valeurs.
