หนึ่งในผลสืบเนื่องที่ยอดเยี่ยมของการลงทะเบียนเรียนในหลักสูตรการดำน้ำแบบสกูบ้าคือการสามารถเรียนรู้แนวคิดทางฟิสิกส์พื้นฐานบางอย่าง กฎของ Boyle เป็นหนึ่งในแนวคิดเหล่านี้

กฎของ Boyle อธิบายว่าปริมาตรของก๊าซแปรผันตามแรงกดดันรอบข้างอย่างไร หลาย ๆ ด้านของฟิสิกส์การดำน้ำและทฤษฎีการดำน้ำนั้นชัดเจนเมื่อคุณเข้าใจกฎแก๊สง่าย ๆ นี้

กฎของ Boyle คือ:

PV = c

ในสมการนี้“ P” หมายถึงความดัน“ V” หมายถึงปริมาตรและ“ c” หมายถึงจำนวนคงที่ (คงที่)

หากคุณไม่ใช่คนคณิตศาสตร์นี่อาจฟังดูสับสน แต่อย่าสิ้นหวัง สมการนี้ระบุว่าสำหรับก๊าซที่กำหนด - เช่นอากาศในอุปกรณ์ชดเชยการลอยตัวของนักดำน้ำ (BCD) - ถ้าคุณคูณความดันของก๊าซรอบข้างด้วยปริมาตรของก๊าซคุณจะลงท้ายด้วยเลขเดียวกันเสมอ

เนื่องจากคำตอบของสมการไม่สามารถเปลี่ยนแปลงได้ (นั่นคือสาเหตุที่เรียกว่า ค่าคงที่) เรารู้ว่าถ้าเราเพิ่มความดันรอบ ๆ ก๊าซ (P) ปริมาตรของก๊าซ (V) จะต้องเล็กลง ในทางกลับกันถ้าเราลดความดันของก๊าซรอบข้างปริมาณของก๊าซก็จะยิ่งมากขึ้น แค่นั้นแหละ! นั่นคือกฎหมายทั้งหมดของ Boyle

เกือบจะ อีกแง่มุมหนึ่งของกฎหมาย Boyle ที่คุณจำเป็นต้องรู้คือกฎหมายจะใช้ที่อุณหภูมิคงที่เท่านั้น หากคุณเพิ่มหรือลดอุณหภูมิของก๊าซสมการจะไม่ทำงานอีกต่อไป

การใช้กฎหมายของ Boyle

กฎของ Boyle อธิบายถึงบทบาทของแรงดันน้ำในสภาพแวดล้อมการดำน้ำ มันใช้และส่งผลกระทบต่อหลายแง่มุมของการดำน้ำ ลองพิจารณาตัวอย่างต่อไปนี้:

• Descent - เมื่อนักดำน้ำลงมาแรงดันน้ำรอบตัวเขาเพิ่มขึ้นทำให้อากาศในอุปกรณ์ดำน้ำและร่างกายของเขาครอบครองปริมาตรน้อยลง (บีบอัด)
• เพิ่มขึ้น - เมื่อนักประดาน้ำขึ้นแรงดันน้ำก็ลดลงดังนั้นกฎของ Boyle ระบุว่าอากาศในอุปกรณ์และร่างกายของเขาขยายตัวเพื่อครอบครองปริมาตรที่มากขึ้น

กฎความปลอดภัยและโปรโตคอลในการดำน้ำหลายครั้งถูกสร้างขึ้นเพื่อช่วยให้นักดำน้ำชดเชยการบีบอัดและการขยายตัวของอากาศเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของแรงดันน้ำ ตัวอย่างเช่นการบีบอัดและการขยายตัวของก๊าซนำไปสู่ความจำเป็นในการทำให้เท่ากันหูของคุณปรับ BCD ของคุณและทำให้หยุดความปลอดภัย

ตัวอย่างของกฎหมาย Boyle ในสภาพแวดล้อมการดำน้ำ

ผู้ที่เคยดำน้ำแบบ Scuba ได้สัมผัสกับกฎของ Boyle ตัวอย่างเช่น:

• Ascent - เมื่อนักดำน้ำขึ้น, แรงดันน้ำรอบตัวเขาลดลงและอากาศใน BCD ของเขาจะขยายตัว นี่คือสาเหตุที่เขาต้องปล่อยอากาศส่วนเกินออกจาก BCD ของเขาเมื่อเขาขึ้น - ไม่เช่นนั้นอากาศที่ขยายออกจะทำให้เขาสูญเสียการควบคุมการลอยตัวของเขา
• Descent - เมื่อนักดำน้ำลงมาแรงดันน้ำรอบตัวเขาเพิ่มขึ้นบีบอัดอากาศในหูของเขา เขาจะต้องทำให้แรงดันในหูเท่ากันเพื่อหลีกเลี่ยงความเจ็บปวดและการบาดเจ็บที่หูที่เรียกว่า barotrauma ในหู

กฎความปลอดภัยในการดำน้ำที่มาจากกฎหมายของ Boyle

กฎของ Boyle อธิบายกฎความปลอดภัยที่สำคัญที่สุดบางประการในการดำน้ำ

นี่คือสองตัวอย่าง:

1. อย่ากลั้นลมหายใจใต้น้ำ - ตามองค์กรฝึกดำน้ำนักดำน้ำไม่ควรกลั้นหายใจใต้น้ำเพราะถ้าเขาปีนขึ้นไป (แม้สักสองสามฟุต) จนถึงบริเวณที่มีแรงดันน้ำน้อยกว่าอากาศที่ติดอยู่ในปอดจะขยายตัวตาม กฎของ Boyle อากาศที่กำลังขยายสามารถยืดปอดของนักดำน้ำและนำไปสู่ ​​barotrauma ในปอด แน่นอนว่าสิ่งนี้จะเกิดขึ้นได้ก็ต่อเมื่อคุณหายใจขณะที่กำลังกลั้นลมหายใจและองค์กรดำน้ำด้านเทคนิคหลายแห่งปรับเปลี่ยนกฎนี้เป็น
2. Ascend Slowly - ร่างกายของนักดำน้ำดูดซับก๊าซไนโตรเจนที่ถูกบีบอัดในขณะที่เขาดำน้ำ เมื่อเขาขึ้นไปสู่ระดับความลึกที่มีแรงดันน้ำน้อยลงก๊าซไนโตรเจนนี้จะขยายตัวตามกฎของ Boyle หากนักดำน้ำไม่ได้ขึ้นช้าพอที่ร่างกายของเขาจะกำจัดก๊าซไนโตรเจนที่กำลังขยายตัวได้มันสามารถก่อตัวเป็นฟองเล็ก ๆ ในเลือดและเนื้อเยื่อของเขาและทำให้เกิดการบีบอัดความเจ็บป่วย

ทำไมอุณหภูมิคงที่จึงจำเป็นต้องใช้ Boyle's

ดังที่ได้กล่าวมาแล้วกฎของบอยล์ใช้กับก๊าซที่อุณหภูมิคงที่เท่านั้น การทำความร้อนก๊าซทำให้ก๊าซขยายตัวและการทำให้ก๊าซเย็นลงทำให้เกิดการบีบอัด

นักดำน้ำสามารถเห็นปรากฎการณ์นี้เมื่อพวกเขาจมลงใต้น้ำอุ่น ๆ ในถังน้ำเย็น มาตรวัดความดันที่อ่านจากถังอุ่นจะลดลงเมื่อถังแช่อยู่ในน้ำเย็นเมื่อก๊าซภายในถังบีบอัด

ก๊าซที่อยู่ระหว่างการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิรวมถึงการเปลี่ยนแปลงเชิงลึกจะต้องมีการเปลี่ยนแปลงปริมาณก๊าซเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิที่เกิดขึ้นและกฎหมายที่เรียบง่ายของ Boyle จะต้องได้รับการปรับเปลี่ยนให้เหมาะสมกับอุณหภูมิ

กฎของ Boyle ช่วยให้นักดำน้ำสามารถคาดการณ์ได้ว่าอากาศจะประพฤติตัวอย่างไรในระหว่างการดำน้ำ กฎหมายฉบับนี้จะช่วยให้นักดำน้ำเข้าใจถึงเหตุผลเบื้องหลังแนวทางความปลอดภัยของการดำน้ำหลายครั้ง