|
Απάντηση: Διαλυτότητα των αερίων (νόμος του Henry)
Παράθεση:
Άλλωστε, η διαφορές στη θερμοκρασία πυρήνα και περιφέρειας σχετίζονται με τη θερμομόνωση από τη μία (το λίπος είναι το πιο καλό θερμομονωτικό και είναι περισσότερο στον κορμό) και με την αιμάτωση. Όσον αφορά την καταδυτική φυσιολογία οπώς είναι γνωστό τα οστά, ως αργοί ιστοί παίζουν μικρό ρόλο στις καταδύσεις αναψυχής καθώς και στις βαθειές σύντομες καταδύσεις. Το πράγμα αλλάζει σε μεγάλους χρόνους βυθού και σε επαναλληπτικές βουτιές. Αλλά ας μην μπλέξουμε πολλά θέματα στην ίδια συζήτηση. |
Απάντηση: Διαλυτότητα των αερίων (νόμος του Henry)
Παράθεση:
Ο νόμος του Henry περιγράφει με απόλυτη σαφήνεια και ισχύει μόνο σε σταθερή θερμοκρασία του εκάστοτε υγρού. Εκτός αυτού ο νόμος του Henry έχει όρια ισχύος. (θα τα δούμε μια άλλη φορά). Η κατάδυση βασίζεται πάνω στον νόμο του Henry, αλλά έχει πάρα πολλές παραμέτρους και διάφορες παραδοχές με τις οποίες, ναι μεν υπολογίζουμε και χρησιμοποιούμε στη πράξη (έχουν επιβεβαιωθεί εμπειρικά), δεν παύει όμως να αποτελούν κάποιο, έστω πολύ μικρό ρίσκο. :geia: |
Απάντηση: Διαλυτότητα των αερίων (νόμος του Henry)
Καλημέρα ! ,
…από ότι φαίνεται δεν έγινα κατανοητός . Το ερώτημα μου είναι κατά πόσο μπορούμε να έχουμε διαφορές στην θερμοκρασία των άκρων σε σχέση με τον πυρήνα (core), έτσι ώστε να μας επηρεάσουν στον υπολογισμό της διαλυτότητας των αερίων στους ιστούς? Πρέπει να τις λαμβάνουμε υπόψη? Και αυτό γιατί εάν οι διαφορές αυτές είναι μεγάλες, τότε στους υπολογισμούς μας δεν θα πρέπει να συμπεριλάβουμε μια μέση θερμοκρασία ( άκρων-πυρήνα ) ? Κάτι τέτοιο όμως δεν το έχω συναντήσει στους υπολογιστές και software κατάδυσης . Δεν ζητάει πουθενά "μέση θερμοκρασία δύτη" , πράγμα που σημαίνει ότι οι υπερβαρικοί ιατροί / ερευνητές φυσιολογίας της κατάδυσης, έχουν ορίσει μια σταθερά. Και απλά σου λένε ένα γενικό «.. αν κάνει και λίγο κρύο παραπάνω να είσαι πιο συντηρητικός.» Δεν θέλω να περιπλέξω τα πράγματα, αλλά επειδή πολύ καλά έγινε αναφορά σε αποσυμπίεση και επειδή η συζήτηση αξίζει να εξελιχθεί σε μια συζήτηση ουσίας, μου δημιουργήθηκαν οι απορίες που σχετίζονται με την αιμάτωση και την θερμοκρασία. Οπότε μάλλον ορίζουμε τη θερμοκρασία σαν σταθερά ? :geia: |
Απάντηση: Διαλυτότητα των αερίων (νόμος του Henry)
Nομίζω ότι έτσι είναι όπως τα λες΄, δηλαδή στα μοντέλα τα οποία προέρχονται από πειραματικά δεδομένα υπάρχει μία σταθερά θερμοκρασία για την οποία έχουν γίνει οι υπολογισμοί.
Στοn RGBM Suunto στα πιο συντηρητικά προγράματα δεν υπολογίζεται η διαφορά θερμοκρασίας άκρων - πυρήνα , αλλά γίνεται όλος ο αλγόριθμος πιο συντήρητικός. Ο ZHL 8 -ADT των Uwatec υπολογίζει τις μεταβολές θερμοκρασίας΄αυτόματα, αλλά δεν ξέρω πώς και δεν ξέρω αν υπολογίζει διαφορές πυρήνα-άκρων. Υποψιάζομαί όμως ότι δεν το κάνει με τέτοια λεπτομέρεια. Η χαμηλή θερμοκρασία επηρεάζει πολλαπλά την κατάδυση, όχι μόνο στο θέμα διάχυσης αζώτου. |
Απάντηση: Διαλυτότητα των αερίων (νόμος του Henry)
Εδώ μπορούμε να πούμε “όλοι έχουν δίκαιο”
Από τη μια μεριά, ο νόμος του Henry είναι σαφείς και παραδέχεται σταθερή θερμοκρασία. Σε σταθερή θερμοκρασία, η ποσότητα ενός αερίου που διαχέεται σε ένα υγρό είναι σχεδόν ανάλογη ως προς τη μερική πίεση του αερίου. Η διαλυτότητα ενός αερίου είναι αντιστρόφως ανάλογη ως προς την θερμοκρασία, ή αλλιώς, όσο αυξάνει η θερμοκρασία τόσο μειώνεται η διαλυτότητα ενός αερίου μέσα σε ένα υγρό και αντίστροφα. Επομένως, η χαμηλή θερμοκρασία αυξάνει αναλογικά την διαλυτότητα των αερίων στους ιστούς, κατά συνέπεια ευνοεί μια πιθανή εξέλιξη νόσου, σε πιο βαθμό όμως δεν μπορεί να απαντηθεί εύκολα ούτε μπορεί να το υπολογίσει κάποιο DC με ακρίβεια. Από την άλλη, ο A. Bühlmann στο βιβλίο του “Dekompression- Dekompressionskrankheit” περιγράφει τον δείκτη διαλυτότητας ως εξής: O όγκος ενός αερίου (ml/l) στο αίμα* με φυσιολογική διάλυση σε 1 bar πίεση και 37 °C είναι: Για το He = 8,686 ml/l * Για το N2 = 12,831 ml/l * *Με αιματοκρίτη 45%. Και εδώ με αστερίσκο, διότι είναι μεταβλητό μέγεθος από άνθρωπο σε άνθρωπο. Ο A. Bühlmann βάζει ακόμα μια παράμετρο και περιγράφει ότι υπάρχει διαφορά πίεσης 0,01-0,02 bar στις κυψελίδες των πνευμόνων λόγω διαφορετικής αιμάτωσης. Άλλη παράμετρος, υπάρχει διαφορά αν ο δύτης καταδύεται με καλές συνθήκες, ή παράγει έργο παλεύοντας έναντια σε δυνατό ρεύμα…. Παρατηρούμε λοιπόν ότι υπάρχουν αστερίσκοι με πάρα πολλές παράμετρους ακόμα. Θα μπορούσα να συνεχίσω με παραδείγματα, πιστεύω πως δεν χρειάζονται άλλα. Όλα τα παραπάνω και πολλά ακόμα μεταβλητά μεγέθη από άνθρωπο σε άνθρωπο, συνυπολογίζονται (κατά προσσέγγιση) στο σύνολο τους από τον εκάστοτε αλγόριθμο. Έτσι δικαιολογείται και η επινόηση των κατασκευαστών DC, την επιλογή από τον ίδιο τον δύτη σκάλας συντηρητισμού, ανάλογα με τις συνθήκες της εκάστοτε κατάδυσης (P0 κανονικό, P1 συντηρητικό P2 πιο συντηρητικό), ή Α0, Α1, Α2, διαφέρει από κατασκευαστή σε κατασκευαστή DC. Αυτός είναι και o λόγος, όπου από καιρό εις καιρό αλλάζουν κάποια δεδομένα όπως π.χ.
Εμείς οι αυτοδύτες, πρέπει να γνωρίζουμε κάποια βασικά πράγματα, ώστε να είμαστε σε θέση να αξιολογούμε τα δεδομένα και να προσαρμόζουμε την καταδυτική μας συμπεριφορά ανάλογα. :geia: Χρήστος Ευθυμίου |
Απάντηση: Διαλυτότητα των αερίων (νόμος του Henry)
ευχαριστούμε χρήστο πολύ καλό το κειμενό σου...! :)
|
Απάντηση: Διαλυτότητα των αερίων (νόμος του Henry)
Συνέχεια του αρχικού μου post!
Όρια ισχύος του νόμου Εξετάζοντας αναλυτικά τον νόμο του Henry διαπιστώνουμε ότι η αναλογικότητα ισχύει μόνο για μικρές και μεσαίες πιέσεις μέχρι περίπου 5 bar και μόνο για αραιωμένες ενώσεις, δηλαδή αέρια με μειωμένη μερική πίεση. Επίσης παραμένει ο όρος να μην υπάρχει χημική αντίδραση μεταξύ αερίου και υγρού όπως π.χ. το διοξείδιο του άνθρακα CO2 με το νερό όπου υπάρχει χημική αντίδραση και διαταράσσεται η ισορροπία της διαλυτότητας μεταξύ τους. Υπερκορεσμός (κρίσιμο σημείο ανοχής) Όταν μειωθεί η πίεση περιβάλλοντος η οποία δρα στην επιφάνεια ενός υγρού το οποίο βρίσκεται σε κατάσταση κορεσμού, τότε διαταράσσεται η δυναμική ισορροπία μεταξύ αερίου και υγρού, δηλαδή υπάρχει περισσότερο διαλυμένο αέριο μέσα στο υγρό από ότι ανέχεται (από ότι μπορεί να δεσμεύσει) βάσει το νόμο του Henry. Σε αυτή την κατάσταση όπως περιγράφεται πιο πάνω, δημιουργείτε υπερκορεσμός, είναι κρίσιμο σημείο ανοχής του αερίου στο υγρό, αυτό σημαίνει, ότι από την επιφάνεια του υγρού απελευθερώνεται μεγαλύτερη ποσότητα μορίων αερίου από ότι μπορεί να απορροφήσει, χρειάζεται πάλι κάποιο χρονικό διάστημα μέχρι να επανέλθει ξανά δυναμική ισορροπία ανάμεσα τους. Αν ο υπερκορεσμός υπερβεί το κρίσιμο σημείο ανοχής (όριο ανοχής αζώτου στους ιστούς), τότε οι υπάρχουσες μικροφυσαλίδες πριν προλάβουν να απελευθερωθούν φυσιολογικά από τα τριχοειδή των πνευμόνων διαστέλλονται μέσα στους ιστούς ή στο αίμα, εξελίσσονται σε σταθερές φυσαλίδες και στην συνέχεια σε φυσαλίδες νόσου. Η σχέση ανοχής, ή πίεση ανοχής, των 16+1b ιστών (Comprtimenten) ως προς την ατμ. πίεση (απόλυτη πίεση) είναι 2:1, ή αλλιώς, θα μπορούσαμε να πούμε η τάση του αζώτου (μερική πίεση Ν2) σε σχέση με την ατμ. πίεση είναι: pN2 ανοχή = 2 / 1 * ppΝ2 pN2 ανοχή = 2*0,78 bar = 1,56 bar (ο A. Bühlmann υπολογίζει με 1,53 bar). Κάθε κατάδυση λοιπόν, ανεξάρτητα από το βάθος, διάρκεια χρόνου, με ή χωρίς αποσυμπίεση, τελειώνει ομαλά όταν κανένας από τους 16+1b ιστούς δεν υπερβεί την πίεση ανοχής (μερική πίεση Ν2) τα 1,56 bar πάντα σε σχέση με την ατμ. πίεση. Ο ιστός, Comprtiment 1b με χρόνο ημιζωής t1/2 5min, είναι ένας ενδιάμεσος ιστός μεταξύ Comprtiment 1 t1/2 4min και Comprtiment 2 t1/2 8min. προστέθηκε το 1993 για μεγαλύτερη ασφάλεια κυρίως για DC με λογισμικό “ZHL-16 C” Αζωτο (N2) τ ½ HWZ, a- & b Koeffizienten (1993)   Ήλιο (He) HWZ, a- & b Koeffizienten (1993)   Μείγματα αερίων Για τα μείγματα αερίων ισχύει το ίδιο για κάθε ένα αέριο χωριστά το οποίο συμμετέχει στο μείγμα. Συσσώρευση αερίου Θα μπορούσαμε να πούμε η συσσώρευση ενός αερίου μέσα σε ένα υγρό (CΧ), σε σταθερή θερμοκρασία είναι το αποτέλεσμα του δείκτη διαλυτότητας (αΧ) * την μερική πίεση του αερίου (PX). CΧ = αΧ * PX Η διαλυτότητα του Ο2 στο αίμα και στο νερό είναι μεγαλύτερη από την διαλυτότητα του Ν2, αντίθετα η διαλυτότητα του Ν2 είναι μεγαλύτερη σε λιπαρούς ιστούς από ότι σε ιστούς οι οποίοι περιέχουν υγρά (νερό, αίμα….....). Η διασπορά των μορίων αερίου μέσα στα υγρά λόγω της μοριακής κίνησης είναι παθητικά ομοιόμορφη, έτσι προκύπτει, ότι κάθε αέριο το οποίο έχει απορροφηθεί από το υγρό έχει παντού την ίδια μερική πίεση. Η Ταχύτητα απορρόφησης μέχρι να επέλθει η δυναμική ισορροπία εξαρτάται από το μοριακό βάρος του αερίου.   Με όλα αυτά τα δεδομένα μπορούμε να υπολογίσουμε την ποσότητα του διαλυμένου αζώτου στο σώμα ενός μέσου ανθρώπου βάρους 75 kg στο φυσικό του περιβάλλον. Η απόκλιση είναι -+ πολύ μικρή αν για μια μάζα ανθρωπίνου σώματος υπολογίσουμε 55 λίτρα νερού και 15 λίτρα υγρού λίπους. CΧ = Ποσότητα αερίου (στο παράδειγμα μας Ν2) αΧ = Όγκος αερίου ml/l PΧ = Πίεση περιβάλλοντος CΝ2 = αΝ2 * PΝ2 C1,N2 = 0,012831*1*55 = 0,7057 bar l (N2) C2,N2 = 0,066129*1*15 = 0,9901 bar l (N2) --------------------------------------------- Σύνολο: 1,6958 bar l (N2) Αποτέλεσμα: Ένας μέσος άνθρωπος βάρους 75 kg στο φυσικό του περιβάλλον, το σώμα του έχει απορροφήσει περίπου 1,7 λίτρα αζώτου και βρίσκεται σε δυναμική ισορροπία κάτω από ατμ. πίεση 1 bar μέχρι να αλλάξει η πίεση περιβάλλοντος. Χρήστος Ευθυμίου ΥΓ Συνέχεια με την πρώτη ευκαιρία. |
Απάντηση: Διαλυτότητα των αερίων (νόμος του Henry)
Συνέχεια του ποηγούμενου post!
Η τάση των αερίων Η επιφανειακή τάση είναι μια ιδιότητα η οποία παρατηρείται στο σημείο επαφής μεταξύ ενός υγρού και ενός αερίου π.χ. μεταξύ νερού και αέρα. Η επιφάνεια του υγρού συμπεριφέρεται σαν μια ελαστική μεμβράνη. Η ερμηνεία της επιφανειακής τάσης ενός υγρού είναι ότι ενώ τα μόρια αερίου στο εσωτερικό της φυσαλίδας έλκονται ομοιόμορφα προς όλες τις κατευθύνσεις από τα γύρω μόρια, τα επιφανειακά μόρια έλκονται μονόπλευρα προς το κέντρο της φυσαλίδας (αυτός είναι και ο λόγος για την οποία η επιφάνεια ενός υγρού τείνει να ελαχιστοποιηθεί παίρνοντας σφαιρική μορφή ή μορφή σταγόνας όταν πρόκειται για υγρό).    Όλοι μας έχουμε παρατηρήσει κάποια έντομα τα οποία κάθονται στην επιφάνεια του νερού χωρίς να βουλιάζουν. Στα πόδια του εντόμου φαίνεται καθαρά η επιφανειακή τάση του νερού, παρ' ότι έχει παραμορφωθεί η επιφάνεια του νερού το έντομο δεν βουλιάζει.   Ακόμα ένα καλό παράδειγμα είναι το ξυραφάκι το οποίο επιπλέει στην επιφάνεια του νερού, το ειδικό βάρος (πυκνότητα) του μετάλλου (ρ= 7,85 kg/dm3) είναι 7,85 φορές μεγαλύτερη από το ειδικό βάρος (πυκνότητα) του νερού (ρ = 1,0 Kg/dm3) βλέπουμε ότι το ξυραφάκι δεν βουλιάζει.   Foto: Christos Efthymiou Παρατηρώντας μια βρύση που στάζει διαπιστώνουμε ότι οι σταγόνες του νερού τείνουν πάντα να πάρουν σφαιρική μορφή. http://upload.wikimedia.org/wikipedi...nced_small.gif Δημιουργός της παραπάνω παράστασης είναι: "Chris 73" Βλέπουμε λοιπόν σε όλες τις εφαρμογές μεταξύ υγρών και αερίων τον κύριο λόγο έχει η επιφανειακή τάση των υγρών και αντίστοιχα η τάση των αερίων όταν ένα αέριο είναι εγκλοβισμένο μέσα σε ένα υγρό π.χ. όπως οι φυσαλίδες ή οι σαπουνόφουσκες. Ακόμα ένα παράδειγμα για να γίνει πιο κατανοητό και στην συνέχεια να συνδέσουμε το θέμα με την κατάδυση. Σαν παιδιά έχουμε παίξει πολλές φορές με σαπουνόφουσκες. Μια σαπουνόφουσκα αιωρείται για κάποιο χρονικό διάστημα στον αέρα αυξάνοντας συνεχώς τον όγκο της έως ότου σπάσει. Ακριβώς σ’ αυτό το σημείο η τάση του αερίου έχει υπερβεί την επιφανειακή τάση του υγρού που το περιβάλλει. Η εσωτερική πίεση μιας φυσαλίδας είναι πάντα μεγαλύτερη από την εξωτερική πίεση. Σε σχέση με την κατάδυση ακριβώς σ’ αυτό το σημείο δεν πρέπει να φτάσουμε ποτέ, δηλαδή το διαλυμένο άζωτο στους ιστούς δεν πρέπει να υπερβεί την επιφανειακή τάση του εκάστοτε ιστού. Ο όρος επιφανειακή τάση χρησιμοποιείται στις φυσικές επιστήμες, στην κατάδυση μιλάμε συνήθως για ανοχή της μερικής πίεσης (Partrial pressure) των αερίων στους ιστούς. Μπορούμε λοιπόν να πούμε ότι η επιφανειακή τάση ταυτίζεται με την μέγιστη ανοχή της μερικής πίεσης των αερίων στους ιστούς. Αν ξεπεραστεί το σημείο ανοχής, τότε οι ιστοί του σώματος μας δεν μπορούν πλέον να κρατήσουν δεσμευμένα τα διαλυμένα αέρια (Ν2, He κ.λ.π.) με αποτέλεσμα να τα απελευθερώνουν, συνήθως πρώτα σε μορφή μικροφυσαλίδων οι οποίες στην συνέχεια αν εξελιχθούν σε φυσαλίδες θα προκαλέσουν κατά πάσα πιθανότητα καταδυτικό ατύχημα. Για να ολοκληρωθεί ομαλά μια κατάδυση με ή χωρίς αποσυμπίεση η τάση του αζώτου Ν2 (Ν2, He στην τεχνική κατάδυση) στο τέλος της κατάδυσης δεν πρέπει να υπερβεί την μέγιστη ανοχή της μερικής πίεσης του/των αερίων στους ιστούς, κυρίως όμως του πιο ευάλωτου ιστού. Οι πιο ευάλωτοι ιστοί στις βαθιές καταδύσεις με μικρό χρόνο βυθού, είναι κυρίως οι μεσαίοι ιστοί με χρόνο ημιζωής Ηe 1/2t 10 – 55 min, για το N2 1/2t 27 – 146 min (Kompartimenten 5 -10), είναι ιστοί με κακή αιμάτωση όπως π.χ. το δέρμα, το λίπος, κ.λ.π., παρ’ ότι έχουν μεγάλο δείκτη διαλυτότητας χρειάζονται πολλές ώρες έως ότου απορροφήσουν την ποσότητα αερίου βάσει του νόμου του Henry. Σε σχετικά μικρούς χρόνους κατάδυσης οι μεσαίοι και οι αργοί ιστοί δεν φθάνουν ποτέ σε κατάσταση πλήρους φόρτισης. Χρήστος Ευθυμίου |
Απάντηση: Διαλυτότητα των αερίων (νόμος του Henry)
Χρήστο, δεν καταλαβαίνω τον τρόπο που συσχετίζεις (σχεδόν ταυτίζεις) την επιφανειακή τάση με την ανοχή υπερκορεσμού.
Επίσης να προσθέσω ότι επιφανειακή τάση υπάρχει και μεταξύ 2 υγρών που δε διαλύονται το ένα στο άλλο, πχ λάδι και νερό. Στην κατάδυση (προς το παρρόν) αυτό δεν έχει σημασία, μια που δεν αναπνέουμε υγρά. |
Απάντηση: Διαλυτότητα των αερίων (νόμος του Henry)
Παράθεση:
Η ερμηνεία της επιφανειακής τάσης είναι ότι ενώ ένα μόριο στο κέντρο ενός υγρού έλκεται ομοιόμορφα προς όλες τις κατευθύνσεις από τα γύρω του μόρια, τα επιφανειακά μόρια έλκονται μονόπλευρα προς το εσωτερικό του υγρού (και για αυτή η επιφάνεια ενός υγρού τείνει να ελαχιστοποιηθεί πχ σταγόνα). Από εκεί και πέρα, η επιφανειακή τάση ενός υγρού δεν επηρεάζεται από ένα άλλο υλικό (ή αέριο ή υγρό ή στερεό) το οποίο ασκεί εξωτερικές δυνάμεις (ΜΕΧΡΙ ένα σημείο βέβαια και όσο οι δυνάμεις που ασκούνται από το άλλο υλικό δεν ξεπερνούν τις δυνάμεις συνοχής που υπάρχουν στην επιφάνεια του υγρού). Όταν η ενέργεια ανά μονάδα επιφάνειας ξεπεράσει τις δυνάμεις συνοχής τότε αλλάζει η επιφάνεια του υγρού (μεγαλώνει) και το υγρό πλέον δεν μπορεί να αντισταθεί στις εξωτερικές δυνάμεις. Η επιφανειακή τάση σχετίζεται με τον υπερκορεσμό στους ιστούς, αλλά μπαίνουμε σε θέματα Μηχανικής της Φυσαλίδας. Μπορείς να ρίξεις μια ματιά στο http://www.deepocean.net/deepocean/i...?science04.php που έχει μία σχετική ανάλυση που περιλαμβάνει συσχέτιση επιφανειακής τάσης και υπερκορεσμού |
| Όλες οι ώρες είναι GMT +2. Η ώρα τώρα είναι 22:14. |
Powered by vBulletin® Version 3.6.8
Copyright ©2000 - 2025, Jelsoft Enterprises Ltd.