波义耳定律如何应用于水肺潜水?

参加休闲水肺潜水课程的一个奇妙的结果是，你可以学到一些基本的物理概念，并将它们应用到水下环境中。波义耳定律就是这些概念之一。

波义耳定律解释了气体体积是如何随周围环境变化的压力．的许多方面水肺潜水一旦你理解了这个简单的气体定律，物理学和潜水理论就变得清晰了。

波义耳氏定律是:

PV c =

在这个方程中，“P”表示压力，“V”表示体积，“c”表示一个常数(固定)。

如果你不擅长数学，这听起来可能会令人困惑。但是,不要绝望。这个方程表明，对于给定的气体，例如水肺潜水员浮力补偿装置中的空气(BCD)——如果你把周围气体的压强乘以气体的体积，结果总是一样的。

因为方程的答案是不变的(这就是为什么它被称为a常数)，我们知道如果我们增加气体周围的压力(P)，气体的体积(V)一定会变小。相反，如果我们降低气体周围的压力，气体的体积就会变大。就是这样!这就是波义耳定律。

几乎。波义耳定律的另一个方面你需要知道的是这个定律只适用于恒定的温度。如果你增加或降低气体的温度，这个方程就不再成立了。

应用波义耳定律

波义耳定律描述了水压力在潜水环境中的作用。它适用和影响着潜水的许多方面。考虑以下例子:

• 血统-当潜水员下沉时，他周围的水压增加，使他的潜水设备和身体中的空气占的体积变小(压缩)。
• 提升-当潜水员上升时，水的压力会下降，因此波义耳定律表明，潜水员装备和身体中的空气会膨胀，从而占据更大的体积。

在水肺潜水中，许多安全规则和协议都是为了帮助潜水员补偿由于水压变化而产生的空气压缩和膨胀。例如，气体的压缩和膨胀导致需要平衡你的耳朵，调整你的BCD，并使安全停止。

潜水环境中波义耳定律的例子

那些有过水肺潜水经验的人都亲身体验过波义耳定律。例如:

• 提升-当潜水员上升时，他周围的水压降低，BCD中的空气膨胀。这就是为什么当他上升时，他必须从BCD中释放多余的空气——否则，膨胀的空气会使他失去对浮力的控制。
• 血统-潜水员下沉时，周围的水压会增加，耳朵里的空气就会压缩。他必须平衡他耳朵里的压力为了避免疼痛和可能的耳朵损伤耳气压伤．

由波义耳定律导出的水肺潜水安全规则

波义耳定律解释了水肺潜水中一些最重要的安全规则。

这里有两个例子:

1. 不要在水下憋气根据潜水训练组织的说法，潜水员在水下不应该憋气，因为如果他上升到一个水压较小的区域(即使只有几英尺)，根据波义耳定律，他肺里的空气会膨胀。膨胀的空气可以拉伸潜水员的肺，并导致肺气压伤．当然，这只有在你屏住呼吸上升时才会发生，许多潜水技术组织将这条规则修改为“不要屏住呼吸上升”。
2. 提升缓慢,潜水员潜水时，身体会吸收压缩的氮气。当他上升到水压较小的深度时，氮气会根据波义耳定律膨胀。如果潜水员上升的速度不够慢，身体无法消除这种不断膨胀的氮气，就会在他的血液和组织中形成微小的气泡，导致减压病。

为什么使用波义耳需要恒定的温度

如上所述，波义耳定律只适用于恒定温度下的气体。加热气体会使它膨胀，冷却气体会使它压缩。

当潜水员将温暖的氧气瓶浸入较冷的水中时，就能看到这种现象。当容器浸入冷水中，当容器内部的气体压缩时，热容器的压力表读数将下降。

正在经历温度变化和深度变化的气体，必须考虑由于温度变化而引起的气体体积的变化，波义耳简单定律必须修改以考虑温度。

波义耳定律使潜水员能够预测空气在潜水时的行为。这项法律有助于潜水员理解许多水肺潜水安全指南背后的原因。