قانون بویل و ارتباط آن غواصی

تاریخچه

رابرت بویل کیست؟

رابرت بویل (Robert Boyle)، 25 ژانویه سال 1627 در ایرلند متولد شد. او یک شیمیدان، فیلسوف طبیعی، فیزیکدان و مخترع بود. فلسفه شخصی و تحقیقات بویل، ریشه در سنت کیمیاگری دارد اما در عصر امروز، او تحت عنوان نخستین شیمیدان مدرن و پایه‌گذار شیمی جدید شناخته می‌شود. قانون رابطه میان گازها، یکی از کشفیات بویل در فیزیک بود که در غواصی بسیار استفاده می‌شود. بویل 31 دسامبر سال 1691 درگذشت.

قانون بویل (Boyle's law)

قانون بویل یا همان بویل-ماریوت، به رابطه گازها می‌پردازد. طبق قانون بویل، وقتی در یک گاز دما ثابت باشد، فشار (P) و حجم (V) رابطه‌ی عکس دارند؛ فشار و چگالی رابطه‌ی مستقیم دارند.

مولکول‌های گاز از یکدیگر فاصله دارند؛ وقتی گاز را تحت فشار قرار دهیم این مولکول‌ها به یکدیگر نزدیک می‌شوند و فضای کمتری اشغال می‌کنند. برای همین است که با افزایش فشار، حجم کاهش می‌یابد. اگر عکس این موضوع هم در نظر بگیریم، وقتی فشار کم شود، مولکول‌ها می‌توانند آزادانه‌تر حرکت کنند و از یکدیگر فاصله بگیرند که باعث افزایش حجم می‌شود. 

قانون بویل و بادکنک!

مثال: یک بادکنک باد شده را در نظر بگیرید. می‌خواهیم این بادکنک را داخل آب ببریم. همانطور که می‌دانید با افزایش عمق، فشار افزایش می‌یابد؛ در نتیجه طبق قانون بویل، وقتی بادکنک را پایین‌تر می‌بریم فشار افزایش یافته و به‌دنبال آن حجم بادکنک کاهش می‌یابد. همچنین وقتی بادکنک را از عمق به سطح آب بالا می‌بریم، فشار کم شده و حجم افزایش می‌یابد.

ارتباط قانون بویل با غواصی

در غواصی، کیسه‌های هوایی (آلوئول‌ها) در ریه ما مانند بادکنک عمل می‌کنند. وقتی به عمق می‌رویم حجم گازهای داخل بدن غواص، کاهش می‌یابد و هنگام صعود نیز حجم آن‌ها افزایش می‌یابد. 

هنگام غواصی اصلا حبس نفس نکنید!

هنگام صعود، حجم گازهای بدن افزایش می‌یابد و اگر حبس نفس کنید، می‌تواند موجب آسیب دیدگی آلوئول‌ها شود و دچار بیماری‌های ریه بشوید.

میزان هوای مصرفی تغییر می‌کند!

هر چه به عمق بیشتری برویم، میزان هوای تنفسی ما افزایش می‌یابد. چون با افزایش عمق، فشار و چگالی بیشتر می‌شود؛ در نتیجه با هر دمی که انجام می‌دهیم، هوای بیشتری را تنفس می‌کنیم.

مثال: در عمق 20 متری، فشار 3 بار است. در نتیجه میزان هوای مصرفی ما 3 برابر سطح آب می‌باشد.

مثال: در عمق 30 متری، فشار 4 بار است. در نتیجه میزان هوای مصرفی ما 4 برابر سطح می‌باشد.

فیلم آموزشی قانون بویل

بیشتر بخوانید: قانون توریچلی و غواصی