Сжатый воздух используется для подводных погружений на глубину не более 25 м, так как рост давления воздуха в лёгких приводит к увеличению растворимости азота в крови, что…
Сжатый воздух используется для подводных погружений на глубину не более 25 м, так как рост давления воздуха в лёгких приводит к увеличению растворимости азота в крови, что вызывает азотный наркоз. Это явление сопровождается частичной потерей памяти и галлюцинациями, поэтому для глубоководных погружений используются специальные газовые смеси с пониженным содержанием азота, такие как гелиокс (смесь кислорода и гелия) и тримикс (смесь кислорода, азота и гелия). Можно считать, что концентрация азота в крови человека пропорциональна его парциальному давлению, на уровне моря при нормальном атмосферном давлении она составляет 0.019 мл/мл. Определите концентрацию азота в крови дайвера при погружении со сжатым воздухом на глубину 60 м. Учтите, что акваланг подаёт газ в лёгкие под давлением, равным внешнему. Ответ выразите в мл/мл, округлите до сотых.
Решение задачи (пошагово)
Данные:
- На глубине h = 60 м атмосферное давление общее P_ambient = 1 атм (на поверхности) + h/10 м = 1 + 60/10 = 7 атм.
- Концентрация азота в крови пропорциональна его парциальному давлению. При поверхности в нормальных условиях P_N2(surface) ≈ 0.78 атм (часть азота в воздухе ≈ 78%).
- При поверхности C_N2(surface) = 0.019 мл/мл. Значит константа пропорциональности k = C_N2(surface) / P_N2(surface) = 0.019 / 0.78.
Задача: найти C_N2(depth) при дыхании сжатым воздухом на глубине 60 м.
Парциальное давление азота на глубине: P_N2(depth) = f_N2 × P_ambient = 0.78 × 7 = 5.46 атм.
Концентрация азота в крови на глубине: C_N2(depth) = k × P_N2(depth) = (0.019 / 0.78) × 5.46 = 0.019 × (5.46 / 0.78) = 0.019 × 7 = 0.133 мл/мл.
Округление: 0.133 → 0.13 мл/мл (до сотых).
Ответ: 0.13 мл/мл.
