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水的物理性質 水的分子是由兩個氫原子和一個氧原子組成的。其分子式為 HO. 純凈的水是一種無色、無味、透明的液體。在4°C時密度 ，為1g/cm’，比空氣的密度大 770倍。 水的沸點是 100°C，冰點是0C。 水與空氣比較是不可壓縮的。但是一定量的水，當加壓至 20MPa時，它的體積會減少 1%。由于水的 壓縮性很小，故可忽略不計。因此，我們通常稱水是不可壓縮的。 一般情況下，非純凈水的密度較純凈水的大。海水的密度約為 1.025 g/cm3。海水含鹽量為 30~35g/L. 水與其它液體一樣，具有易流動性。 這是因為水在壓力作用下，可達到平衡狀態；而在拉力或切力的 作用下，會產生變形。由于水具有流動性，因此它是一種流體。 二、水的壓強 (一）壓強的概念 單位面積上受到的壓力叫做壓強。壓力既可以由物體的重量產生，例如大氣的重量和水的重量可分別 產生大氣的壓力和水的壓力：又可以由物體間的作用力產生，例如空氣壓縮機的活塞對氣紅內空氣的作用 所產生的壓縮力。壓強的基本單位為帕(Pa)，因帕的單位很小，故在計算水和氣體的壓強時，常用兆帕(MPa)。 1Pa= N/m? IMPa= 10°Pa 需要注意的是，在 法定計量單位頒布前，潛水界經常使用大氣壓、公斤力/厘米？等作為壓強單位， 現己不允許使用。大氣壓作為壓強的一個概念仍在使用，不過己不再是壓強的法定單位。 在醫學和潛水等 領域，經常把壓強稱作壓力，這個壓力不是物理學概念的壓力，而是特指壓強。 潛水員在水中所承受的壓強包括由水的重量所產生的靜水壓強，以及由水面大氣的重量所產生的大氣 壓強， 水面大氣壓強隨海拔高度 和天氣的變化而變化，但一般情況下，我們認為地球表面的氣壓近似等于 0.1MPa〔一個大氣壓）。對于氣體的壓強， 一般使用壓力表即可測出，當我們把壓力表置于海平面大氣中 時，壓力表的指針指到刻度盤上“0”的位置。這并非說大氣的壓強為零，實際上大氣的壓強是 0.IMPa， 也就是說壓力表所顯示的壓強值不包含大氣壓強。 為了研究方便，我們經常使用 壓強和相對壓強的概 念。 所渭相對壓強 (也叫表壓或附加壓），表示氣體實際承受的壓強與大氣壓之間的壓差。壓力表所顯示 的壓強是相對壓強。 所謂 壓強，表示物體實際承受的壓強，也就是施加的總壓強。 壓強等于相對壓強加上 0.MPa（一個大氣壓）。 在氣體定律的計算，以及研究高壓環境對人體的生理效應時，應使用 壓強。 （二）靜水壓強 由于水的重量而產生的壓力叫做靜水壓力。單位面積上承受的靜水壓力就是靜水壓強。 在中學的物理課程中，我們學習過：液體內部同一點各個方向的壓強都相等，而且深度增加，壓強也 增加。 在同一深度，各點的壓強都相等。若p為某種液體的密度，則深度為h 處的靜水壓強p為： p= gph 式中：p一靜水壓強，Pa 8一重力加速度，Nkg p一液體的密度，kg/cm3 h一水的深度，m 在潛水中，我們經常近似認為江河湖海的水密度都是 1g/cm’。重力加速度取 1ONKkg，靜水壓強以 MPa 為單位，則2-1式可簡化為： p=0.01h 當h=10m 時， p=0.MMPa(相當于一個大氣壓)：同理當 h=20m 時，p=0.2MPa（二個大氣壓）? (2-2) 也 就是說當水深每增加 10m 時，靜水壓強即增加 0.1MPa（一個大氣壓）。 例2.1 某潛水員潛入 36m 水深處，問其承受多大的壓強。 解：潛水員在水下受的壓強由靜水壓強和水面上的大氣壓強歪加而成。 p=0.01h=0.01x36=0.36(MPa) Pe=p+O.IMPa=0.36+0.1=0.46(MPa) （三）帕斯卡定律 潛水員工作環境是具有自由液面的水下，在這種具有自由液面的水中，不同深度壓強是不同的。 如果把水或其它液體放入一個沒有自由液面的密閉容器內，并向容器內某點施加一個壓力，情況會怎 樣呢？ 實驗證明：在密閉容器內的液體，能把它在一處受到的壓強，大小不變地向液體各部分，各方向傳遞， 這就帕斯卡定律。 水壓機及其它一切液壓機械均是根據帕斯卡定律而工作的。 （四）水流動時壓強與流速的關系 水的壓強除了因自重產生的靜水壓強外，若水是流動的，因水的流動亦會產生壓強的變化。 在穩定流動的水中，截面面積小的地方，流速大，壓強小：截面大的地方，流速小，壓強大。當然 流速和壓強并非成簡單的反比關系。
混合氣 ?混合氣的概念 混合個是指兩種或兩種以上單一一氣體找一定此例混合所組成的均勻混合的氣體。 潛水中呼吸的混合氣一般買用人工配前而成，器用的配制方法有。分壓配氣法、容積配氣法、流電 氣法及稱量配氣法等。 金個是被路見的天然泥合氣。它含有額、每、三氧化碳、水不汽等成份。空氣是當用的譜水呼吸個 源。因空氣中含有大的魚。 在深落水時，會使港永民發生無麻醉。故在深港水中第用氧氣和其它一些情 性氣體配成灣水混合氣體。現今常用的是角街，和家氣校一定比例配制成氫氧混合氣，用于氫氧潛水和 混合氣具有一定的壓理，一瓶裝有菜種混合氣的氣瓶，我們用壓力表可測出這瓶混合一的壓強。這個 壓強是由混合氣中各個成份共同作用的結果，我們把它稱做混合氣的總壓。如果我們把混合氣體中某一成 份氣體單獨留在氣瓶內，其它成份全部排出氣瓶，這時所留下的單一氣體將單獨占據整個氣瓶的空間。我 們用壓力表能夠測出這種單一成份氣體的壓強。泥合氣體中，某種單一成份的氣體的壓強叫做混合氣體中這種單一成份氣體的分壓。故在混合氣體中， 每一種成份的單一氣體都具有各自的分壓。 二、道爾頓定律 混合氣的總壓用壓力表可輕易測得，但混合氣中某種成份氣體的分壓幾乎不可能用壓力表測出。 因為 我們無法在容器中僅保留某種氣體，而把其它成份氣體排出。 英國科學家道爾頓通過實驗證明： 混合氣體的,總壓強，等于各組成成份氣體的分壓之和，即： P=Pi+P2+Pst?Pn (2-10) 式中：P一混合氣的總壓強 P P2???P. 各組成成份氣體的分壓。 我們把 2-10式稱做道爾頓定律，也叫分壓定律。 道爾頓指出混合氣中任何一種氣體的分壓與這種氣體在整個容器中的分子百分數（體積百分比）成正 比。 道爾頓定律可用于計算混合氣中菜種成份氣體的分壓，即： Px-P ?C (2-11) 式中：P一某種氣體的分壓 P一混合氣總壓 C一某種氣體在混合氣中所占的體積百分比。 例2.6 己知空氣中 の、N，和CO，的體積分別占空氣總體積的 21%、78%和 0.03%。求在常壓及水下 50m 時，它們各自的分壓。 解：常壓下，空氣的總壓強為 0.IMPa，水下 50m 時，空氣的壓強變為 0.6MPa。在空氣的壓縮過程中， 各種成份的百分比不變。 據 2-11 式，在常壓時，Po?= 0.l×21% =0.021(MPa) PN2=0.1x78% =0.078(MPa) Poo2= 0.1×0.03%=0.000 03(MPa)在水下 50m 時，三、水面等值 從上面例題中，可以看出，潛水員在 50m 水深時，從空氣中吸入的氧分子的數量，比在常壓(0.1MP, 從純氧中吸入的氧分子數量還多得多。 同樣吸入的二氧化碳分子數也為在水面正常空氣中的六倍。為了 較氣體在高壓環境和常壓環境對人體生理作用的影響，我們引入水面等值的概念。 所謂水面等值，指在某一深度的水中， 一定分壓的某種氣體的濃度，與在水面常壓(0.1MPa)時呼吸白 合氣體中含x％的這種氣體相同。即：式中：SE一水面等值 P 一氣體在某深度水中的分壓 例2.7 某種混合氣體中，CO,分壓為 0.003MPa( 壓)。問其水面等值為多少？ 解：己知 Pco2=0.003MPa，根據 2-12式，可得：SE = 6., * = 0,023 x = 3% ?其水面等值為 3%。 上例中，說明潛水員在水下所吸入的二氧化碳的數量，相當于在水面常壓下呼吸的氣體中含有 3%的 二氧化碳，這對潛水員來說是相當危險的，即可能引起二氧化碳中毒癥狀。為了避免這種現象的出現，應 嚴格控制呼吸氣源中二氧化碳的含量，并經常對潛水頭盔進行通風，防止頭盔內二氧化碳大量積聚引起分 壓過高。 四、氣體的彌散 氣體的彌散，是指某種氣體的分子，通過自身的運動而進入另一種物質分子間隙內部的現象。它是氣 體分子在分壓作用下運動的結果。 把兩種氣體放在同一容器內，盡管兩種氣體的密度不同，但到 ，這兩種將完全均勻混合。 氣體的彌散遵循從高分壓向低分壓區擴散的規律。分壓的差值越大，彌散的速度也越快。
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