Sejak sekolah, semua orang tahu bahwa air lebih padat daripada udara. Karena itu, perubahan tekanan di bawah air dengan perendaman lebih cepat daripada perubahannya dengan meningkatnya ketinggian. Jadi, saat turun 10 meter, terjadi peningkatan tekanan per atmosfer. Dalam depresi samudera dalam, mencapai 10 ribu meter, angka ini adalah 1.000 atmosfer. Cara mengetahui bagaimana tekanan berubah di bawah air dan bagaimana pengaruhnya terhadap makhluk hidup akan dijelaskan di bawah ini.
Perhitungan fisik
Kerapatan air laut asin 1-2% lebih tinggi daripada air tawar. Oleh karena itu, dengan akurasi tertentu, dimungkinkan untuk menghitung tekanan di bawah air, karena ketika direndam setiap 10 meter, itu meningkat satu atmosfer. Misalnya, kapal selam pada kedalaman 100 meter mengalami tekanan 10 atmosfer, yang dapat dibandingkan dengan indikator di dalam ketel uap di lokomotif. Dari sini dapat disimpulkan bahwa setiap lapisan di laut memilikinya sendiriindeks hidrostatik. Semua kapal selam dilengkapi dengan pengukur tekanan yang mengukur tekanan air ke laut, berdasarkan mana Anda dapat menentukan tingkat perendaman.
Pada kedalaman yang sangat dalam, kompresibilitas air menjadi nyata, karena densitasnya di lapisan dalam lebih tinggi daripada di permukaan. Dan tekanan naik lebih cepat dari linier, menyebabkan grafik menyimpang sedikit dari garis lurus. Tekanan tambahan yang disebabkan oleh kompresi fluida meningkat dengan kuadrat. Saat menuruni 11 km, tekanannya sekitar 3% dari total tekanan di kedalaman ini.
Bagaimana laut dan samudra dijelajahi
Penelitian ini menggunakan bathyscaphes dan bathyspheres. Bathysphere adalah bola baja dengan rongga di dalamnya yang dapat menahan tekanan yang sangat tinggi dari laut dalam. Sebuah jendela kapal ditempatkan di dinding bathysphere - lubang kedap udara ditutup dengan kaca yang kuat. Bathysphere dengan peneliti diturunkan dari kapal dengan kabel baja ke lapisan air yang tidak dapat diterangi oleh lampu sorot. Berkat perangkat ini, dimungkinkan untuk turun hingga 1 km. Bathyscaphes dengan bathysphere (diperkuat di bagian bawah dengan tangki baja besar), yang diisi dengan bensin, dapat mencapai pencelupan yang lebih besar.
Karena massa jenis bensin lebih kecil daripada air, struktur seperti itu dapat bergerak di laut, seperti balon udara di udara. Bensin digunakan sebagai pengganti gas ringan. Pada saat yang sama, bathyscaphe dilengkapi dengan pasokan ballast dan mesin, berkat itu, tidak seperti bathysphere, ia dapat bergerak secara independen, tanpa memerlukan komunikasi dengan kapal dipermukaan.
Studi tekanan di bawah air pada kedalaman
Pada awalnya, bathyscaphe mengapung di atas air seperti sendok bawah air yang mengambang. Untuk mulai menyelam, air laut dituangkan ke dalam kompartemen pemberat yang kosong, karena itu strukturnya mulai tenggelam lebih dalam dan lebih dalam di bawah air hingga mencapai dasar. Untuk naik ke permukaan, pemberat dilepaskan, dan tanpa kelebihan muatan, bathyscaphe dengan mudah naik ke permukaan.
Penyelaman terdalam menggunakan bathyscaphe dilakukan pada 23 Januari 1960, ketika ia menghabiskan 20 menit di Palung Mariana pada kedalaman 10919 meter di bawah air, di mana tekanannya lebih dari 1150 atmosfer (perhitungan dilakukan memperhitungkan peningkatan densitas cairan karena kompresi dan salinitas). Sebagai hasil dari percobaan, para peneliti menemukan makhluk hidup yang hidup bahkan di tempat yang sulit dijangkau.
Tekanan air
Saat menyelam, seorang penyelam atau perenang mengalami tekanan hidrostatik di seluruh permukaan tubuhnya, sementara tekanan itu melebihi parameter normal tubuhnya. Meskipun tubuh penyelam mungkin tidak bersentuhan langsung dengan air karena setelan karet, tubuh penyelam tunduk pada tekanan yang sama yang mempengaruhi tubuh perenang, karena udara dalam setelan harus dikompresi untuk memperhitungkan faktor lingkungan. Karena itu, bahkan udara pernapasan yang disuplai melalui selang harus dipompa, dengan mempertimbangkan tekanan air pada kedalaman yang diinginkan. Indikator yang sama harus untuk udara yang dikirim dari silinder ke masker scuba diver. Jadi, penyelam harus menghirup udara dengan kecepatan yang tidak biasa.
Lonceng selam atau caisson juga tidak akan membantu melawan tekanan, karena udara di dalamnya harus dikompresi sehingga tidak jatuh di bawah lonceng, yaitu, tingkatkan ke indikator lingkungan. Oleh karena itu, dengan perendaman bertahap, ada pemompaan udara yang konstan dengan harapan tekanan air pada kedalaman tercapai.
Tingkat tinggi memiliki efek buruk pada kesejahteraan dan kesehatan seseorang, itulah sebabnya ada batasan tertentu di mana orang dapat bekerja tanpa membahayakan kesehatan. Biasanya, saat menyelam dengan pakaian selam, mencapai 40 meter, yang sesuai dengan 4 atmosfer. Seorang penyelam dapat turun ke kedalaman yang sangat dalam hanya dengan pakaian luar angkasa yang kaku, yang akan menahan tekanan air. Ia dapat menyelam dengan aman hingga 200 meter.
Dampak pada kesehatan manusia
Saat Anda berada di dalam air dalam waktu lama pada tekanan tinggi, sejumlah besar udara akan larut dalam darah dan cairan tubuh lainnya. Jika penyelam naik ke permukaan dengan cepat, maka udara terlarut akan mulai dikeluarkan dari darah dalam bentuk gelembung. Pelepasan gelembung yang tiba-tiba dapat menyebabkan rasa sakit yang parah di seluruh tubuh dan menyebabkan penyakit dekompresi. Oleh karena itu, mungkin diperlukan waktu yang lama (beberapa jam) untuk melepaskan gas terlarut secara bertahap dan tanpa gelembung untuk mengangkat seorang penyelam yang telah bekerja di kedalaman yang sangat lama.
Tekanan laut dan hewan laut
Meskipun nilai tekanan yang sangat besar di dasar laut telah ditunjukkan sebelumnya, untuk hewan laut ini bukan indikator yang begitu signifikan. Penduduk setempat dapat dengan mudah dan tenang menanggung fluktuasi besar dalam indikator ini di siang hari. Namun, beberapa hewan seperti itu tidak mentolerir perubahan tekanan yang tajam dengan sangat baik. Misalnya ikan bass akan membengkak saat dibawa ke darat, apalagi jika dikeluarkan dari air dengan sangat cepat.
Tekanan atmosfer di bawah air cukup mudah untuk dihitung. Cukup diingat bahwa untuk setiap 10 meter ada 1 atmosfer. Namun, pada kedalaman yang lebih dalam, indikator lain ikut berperan, seperti kompresi dan kepadatan air. Sehubungan dengan itu perlu dilakukan perhitungan dengan mempertimbangkan nilai-nilai tersebut.
