Como a lei de Boyle se aplica ao mergulho?

2024 Autor: Cyrus Reynolds | [email protected]. Última modificação: 2024-02-09 01:40

Uma das consequências fantásticas de se matricular em um curso de mergulho recreativo é poder aprender alguns conceitos básicos de física e aplicá-los ao ambiente subaquático. A lei de Boyle é um desses conceitos.

Lei de Boyle explica como o volume de um gás varia com a pressão circundante. Muitos aspectos da física do mergulho autônomo e da teoria do mergulho ficam claros quando você entende essa simples lei dos gases.

Lei de Boyle é:

PV=c

Nesta equação, “P” representa pressão, “V” significa volume e “c” representa um número constante (fixo).

Se você não é uma pessoa de matemática, isso pode parecer confuso. Mas, não se desespere. Esta equação afirma que, para um determinado gás - como o ar no dispositivo de compensação de flutuabilidade (BCD) de um mergulhador - se você multiplicar a pressão ao redor do gás pelo volume de gás, sempre terminará com o mesmo número.

Como a resposta da equação não pode mudar (por isso é chamada de constante), sabemos que se aumentarmos a pressão ao redor de um gás (P), o volume do gás (V) deve diminuir. Por outro lado, se diminuirmos a pressão ao redor do gás, o volume do gás se tornará maior. É isso! Essa é toda a lei de Boyle.

Quase. oo único outro aspecto da Lei de Boyle que você precisa saber é que a lei só se aplica a uma temperatura constante. Se você aumentar ou diminuir a temperatura de um gás, a equação não funcionará mais.

Aplicando a Lei de Boyle

A Lei de Boyle descreve o papel da pressão da água no ambiente de mergulho. Ela se aplica e afeta muitos aspectos do mergulho. Considere os seguintes exemplos:

• Descida- À medida que um mergulhador desce, a pressão da água ao seu redor aumenta, fazendo com que o ar em seu equipamento de mergulho e corpo ocupe um volume menor (compressão).
• Ascent- À medida que um mergulhador sobe, a pressão da água diminui, então a Lei de Boyle afirma que o ar em seu equipamento e corpo se expande para ocupar um volume maior.

Muitas das regras e protocolos de segurança no mergulho foram criados para ajudar um mergulhador a compensar a compressão e expansão do ar devido a mudanças na pressão da água. Por exemplo, a compressão e expansão do gás levam à necessidade de equalizar seus ouvidos, ajustar seu colete e fazer paradas de segurança.

Exemplos da Lei de Boyle no Ambiente de Mergulho

Aqueles que praticam mergulho têm experimentado a Lei de Boyle em primeira mão. Por exemplo:

• Ascent- À medida que um mergulhador sobe, a pressão da água ao seu redor diminui e o ar em seu colete se expande. É por isso que ele precisa liberar o excesso de ar de seu colete à medida que sobe - caso contrário, o ar em expansão fará com que ele perca o controle de sua flutuabilidade.
• Descida - À medida que um mergulhador desce, a pressão da água ao seu redor aumenta, comprimindo o arseus ouvidos. Ele deve equalizar a pressão em seus ouvidos para evitar dor e uma possível lesão no ouvido chamada barotrauma de orelha.

Regras de Segurança do Mergulho Derivadas da Lei de Boyle

A lei de Boyle explica algumas das regras de segurança mais importantes no mergulho.

Aqui estão dois exemplos:

1. Não prenda a respiração debaixo d'água - De acordo com as organizações de treinamento de mergulho, um mergulhador nunca deve prender a respiração debaixo d'água porque se ele subir (mesmo alguns metros) para uma área de menor pressão da água, o ar preso em seus pulmões se expandirá de acordo com a Lei de Boyle. O ar em expansão pode esticar os pulmões do mergulhador e levar ao barotrauma pulmonar. Claro, isso só ocorre se você subir enquanto prende a respiração, e muitas organizações de mergulho técnico modificam essa regra para "Não prenda a respiração e suba."
2. Ascenda Lentamente - O corpo de um mergulhador absorve gás nitrogênio comprimido enquanto ele mergulha. À medida que ele sobe a uma profundidade com menos pressão da água, esse gás nitrogênio se expande de acordo com a Lei de Boyle. Se um mergulhador não subir devagar o suficiente para que seu corpo elimine esse gás nitrogênio em expansão, ele pode formar pequenas bolhas no sangue e nos tecidos e causar doença descompressiva.

Por que uma temperatura constante é necessária para usar a de Boyle

Como mencionado acima, a Lei de Boyle só se aplica a gases a temperatura constante. Aquecer um gás faz com que ele se expanda e resfriar um gás faz com que ele se comprima.

Um mergulhador pode testemunhar esse fenômeno quando submerge um tanque de mergulho quente em água mais fria. O medidor de pressãoa leitura de um tanque quente cairá quando o tanque for submerso em água fria, pois o gás dentro do tanque se comprime.

Os gases que estão passando por uma mudança de temperatura, bem como uma mudança de profundidade, terão que ter a mudança no volume do gás devido à mudança de temperatura contabilizada, e a lei simples de Boyle deve ser modificada para levar em conta a temperatura.

A lei de Boyle permite que os mergulhadores prevejam como o ar se comportará durante um mergulho. Esta lei ajuda os mergulhadores a entender as razões por trás de muitas das diretrizes de segurança do mergulho autônomo.