Химия и физика дайвинга

Мало что может сравниться с трепетом, который вызывают исследования подводного мира. Почему? Отчасти потому что все мы (и вы не исключение) приспособлены к жизни на суше. Вы уже привыкли к тем явлениям природы, которые окружают вас на земле. Как любой сухопутный организм, вы обладаете приличными размерами, что означает, что вы не можете летать без помощи летательных аппаратов и, честно говоря, испытываете боль при падении. Температура воздуха + 24°С для вас достаточно комфортна, чтобы целый день проходить в футболке и шортах. Вы с легкостью можете определить направление, откуда исходит звук, и спелое красное яблоко выглядит красным независимо от того, находится ли оно на расстоянии 3 или 30 метров от вас.

Но, погружаясь под воду, вы неизбежно попадаете в среду с другими «правилами игры». Независимо от ваших размеров вы парите в невесомости в трехмерном пространстве и не боитесь упасть. Без мокрого гидрокостюма в воде с температурой +24°С вы можете достаточно быстро замерзнуть. Многие звуки в воде воспринимаются так, как будто они возникают прямо над вашей головой, независимо от того, откуда они идут на самом деле. Цвета, которые вы видите под водой, меняются с глубиной и расстоянием. Более того, в воде существуют другие физические особенности, которые неочевидны для ваших органов чувств, но учитывать которые жизненно важно для обеспечения вашей же безопасности.

Несмотря на то, что физические свойства подводного мира могут показаться загадочными, они следуют тем же законам, которые управляют жизнью всех тел во Вселенной (по крайней мере, в тех пределах, в которых она нам известна). Поэтому понимание свойств воды и ее воздействия на нас требует только знания некоторых простых законов химии и физики.

К сожалению, даже упоминание таких терминов как «физика» и «химия» может вызвать необоснованные опасения у тех, кто недостаточно силен в математике и естественных науках. И если вы уже представили себе ученых, беседующих на непонятном языке, с использованием множества сложнейших формул, забудьте об этом! Поверьте, вам не нужна степень кандидата наук для того, чтобы понять физические свойства подводного мира.

Химия - это наука о составе, структуре и свойствах веществ. Следовательно, химия дайвинга изучает состав, структуру и свойства веществ, которые воздействуют на нас под водой - преимущественно воды и дыхательных газов. Физика - это учение о том, как взаимодействуют вещество и энергия. Химия и физика дайвинга изучают то, как это взаимодействие влияет на нас под водой. Каждый человек, обладающий здравым смыслом и умеющий нажимать клавиши калькулятора, может понять физические законы и химические процессы, которые управляют миром в целом и подводным миром в частности. Если вы предположите, что в данных процессах химия и физика существенно пересекаются, то будете абсолютно правы. Для лучшего понимания физики дайвинга этот раздел начинается с краткого обзора понятий «вещества» и «энергии» - двух форм существования материи. Мы исследуем их с самого базового материального элемента - атома - до различных состояний материи и способов комбинации атомов при построении разных веществ. Вы увидите, как энергия движет всеми физическими процессами, и поймете, почему когда-нибудь Вселенная истратит всю имеющуюся в ней свободную энергию.

После этого вы перейдете к тому, что в физике представляет интерес непосредственно для вас как для дайвера. Вы убедитесь, что вода - совершенно особое вещество, благодаря ее уникальной молекулярной структуре. Она отличается от большинства других жидкостей многими важными свойствами. Без воды жизнь на Земле была бы невозможна. Вы увидите, как ведут себя в воде тепло, свет и звук, и как это отражается на вас, как на госте подводного мира. Вы узнаете, почему под водой вы можете слышать звуки, источник которых находится от вас гораздо дальше, чем на поверхности, но видите лишь на ограниченном расстоянии, даже в кристально чистой и прозрачной воде.

Затем мы познакомимся с плавучестью: посмотрим, что это такое, как она работает, и почему в соленой воде ваша плавучесть больше, чем в пресной. Вы увидите, что плавучесть может «противостоять» силе притяжения, хотя при этом в воде вы не обладаете абсолютной невесомостью.

После мы перейдем к изучению давления. Вы узнаете, как и почему вода оказывает на вас давление, когда вы находитесь в ее толще, и почему это давление не раздавит вас, а также поймете, почему возникают многие другие интересные явления. Вы узнаете о предсказуемом влиянии давления на газы, познакомившись с газовыми законами, например, с постоянным соотношением давления, объема и температуры газа. В заключение мы познакомимся с физическими свойствами разных газов, которые могут воздействовать на вас под водой. Эти свойства имеют прямое отношение к тому, как ваш организм реагирует на присутствие различных газов. Их изучение и осознание тесно связано с пониманием физиологии дайвинга.

Надеемся, что эта глава Энциклопедии любительского дайвинга представит химию и физику в самом интересном ракурсе - информативными, доступными и непосредственно относящимися к вашему увлечению — подводному плаванию. После того, как вы прочитаете данный раздел, законы этих двух наук покажутся вам на удивление простыми и, возможно, откроют новый пласт понимания окружающего мира.