|
Διαλυτότητα των αερίων (νόμος του Henry)
 William Henry Άγγλος χημικός, γεννήθηκε στο Manchester την 12.12.1775 και απεβίωσε την 02.09.1836 στο Pendlebury. Ο νόμος του Henry έχει άμεση σχέση με την κατάδυση, μας βοηθάει να κατανοήσουμε καλύτερα τις αλλαγές τις οποίες υφίσταται το σώμα μας σε μια κατάδυση. Στο νόμο του Henry βασίζεται σε μαγάλο βαθμό και η θεωρία της αποσυμπίεσης, το θέμα είναι πολύ μεγάλο, θα προσπαθήσω να σας μεταφέρω με όσο πιο απλά λόγια γίνεται, βασικά στοιχεία τα οποία σαν δύτες καλό είναι να τα γνωρίζουμε όλοι. Ο νόμος του Henry Σε σταθερή θερμοκρασία, η ποσότητα ενός αερίου που διαχέεται σε ένα υγρό είναι σχεδόν ανάλογη ως προς τη μερική πίεση του αερίου. Γενικά περί διαλυτότητας των αερίων στα υγρά 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. Άλλος ένας παράγοντας ο οποίος εμποδίζει την διαλυτότητα των αερίων στα υγρά είναι τα διάφορα στερεά σωματίδια τα οποία βρίσκονται διαλυμένα μέσα στο υγρό, π.χ. το αλάτι στη θάλασσα, αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο το θαλασσινό νερό περιέχει μικρότερη ποσότητα οξυγόνου από ότι το γλυκό νερό ενός ποταμού ή μιας λίμνης. Στο σημείο επαφής ανάμεσα σε ένα αέριο και ένα υγρό δημιουργείται διάχυση (Diffusion), δηλαδή μετακίνηση μορίων ανάμεσα στο αέριο και το υγρό, επομένως η επιφάνεια είναι καθοριστικός παράγοντας για την ταχύτητα απορρόφησης του αερίου εφόσον δεν αλλάξει η περιβαλλοντική πίεση και η θερμοκρασία του υγρού. Όπως παρατηρούμε στο παρακάτω σχήμα, το ανοιχτό δοχείο έχει μεγάλη επιφάνεια επαφής, αντίστοιχα θα κορεστεί πολύ πιο γρήγορα από ότι το υγρό της φιάλης η οποία έχει πολύ μικρή επιφάνεια επαφής.  Δυναμική ισορροπία(Κορεσμός) Η εισχώρηση των μορίων ενός αερίου σε ένα υγρό είναι αναλογική ως προς τη μερική πίεση του αερίου, η έξοδος του είναι αναλογική ως προς τη συσσώρευση-συγκέντρωση (Konzentration) του αερίου στο υγρό. Υπάρχει μια συνεχόμενη κίνηση μορίων αερίου τα οποία διαχέονται (εισχωρούν) μέσα στο υγρό. Ταυτόχρονα όμως συμβαίνει και το αντίστροφο, μόρια αερίου απελευθερώνονται από το υγρό προς το περιβάλλον έως ότου μετά από κάποιο χρονικό διάστημα επανέλθει η δυναμική ισορροπία, δηλαδή, η ποσότητα των μορίων τα οποία απορροφούνται από το υγρό να είναι ίδια με την ποσότητα των μορίων τα οποία απελευθερώνονται. Η ποσότητα των μορίων η οποία είναι διαλυμένη μέσα στο υγρό παραμένει σταθερή παρ’ ότι συνεχίζει να υπάρχει απορρόφηση και ταυτόχρονα απελευθέρωση μορίων. Το υγρό παραμένει σε κατάσταση κορεσμού για όσο διάστημα δεν αλλάξει η πίεση περιβάλλοντος και η θερμοκρασία του υγρού.  Η σταθερή σχέση αυτής της αναλογίας ονομάζεται διαλυτότητα ή δείκτης διαλυτότητας των αερίων. Διαλυτότητα αερίου i = Κορεσμός i / Μερική πίεση i Ο νόμος του Henry σε σχέση με την κατάδυση. Στο φυσικό μας περιβάλλον (ατμ. πίεση) οι ιστοί του σώματος έχουν απορροφήσει άζωτο Ν2 και βρίσκονται σε κατάσταση δυναμικής ισορροπίας (κατάσταση κορεσμού) έως ότου αλλάξει θετικά ή αρνητικά η πίεση περιβάλλοντος στην οποία βρισκόμαστε. Αυξάνοντας σταδιακά την πίεση, όπως γίνεται σε μια κατάδυση, αρχίζει άμεσα η απορρόφιση επιπλέον αζώτου Ν2 από τους ιστούς, ανάλογα πάντα με την πίεση και το χρόνο έκθεσης, αντίστροφα με την σταδιακή μείωση της πίεσης το άζωτο αποβάλλεται. Είναι μια συνεχόμενη διαδικασία έως ότου βρεθούμε σε περιβάλλον με σταθερή πίεση, μετά από κάποιο χρονικό διάστημα ανάλογα με την πίεση και το χρόνο έκθεσης επανέρχεται ξανά η δυναμική ισορροπία. Το άζωτο παραμένει “εγκλοβισμένο“ στους ιστούς για όσο διάστημα δεν υπάρχουν “μεγάλες” ή “γρύγορες” μεταβολές πιέσεων. Όταν ο δύτης ξεκινήση την άνοδο, αρχίζουν να απελευθερώνονται όλο και περισσότερα μόρια αζώτου από τους ιστούς. Με ελεγχόμενη ταχύτητα ανόδου, το οποίο σημαίνει σταδιακή ελεγχόμενη μείωση της πίεσης (μέγιστη ταχύτητα ανόδου 10m/min) όπως υποδεικνύετε π.χ από τους πίνακες αποσυμπίεσης ή τα DC, τα “απελευθερομένα” μόρια αζώτου παραμένουν σε διαλυμένη μορφή στους ιστούς και στο αίμα τα οποία μεταφέρονται μέσω του κυκλοφορικού συστήματος στις κυψελίδες των πνευμόνων όπου μετά από την ανταλλαγή των αερίων εκπνέονται φυσιολογικά. Αν παραβιαστεί η ταχύτητα ανόδου ή οι στάσεις αποσυμπίεσης, τότε απελευθερώνονται βίαια μεγάλες ποσότητες μορίων αζώτου τα οποία εξελίσσονται σε φυσαλίδες οι οποίες ως γνωστό φράζουν τριχοειδή κύτταρα στο κυκλοφορικό σύστημα με συνέπεια την εμφάνιση συμπτωμάτων νόσου ελαφριάς ή βαριάς μορφής ανάλογα με το προφίλ κατάδυσης. Είναι επίσης γνωστό ότι σε κάθε κατάδυση δημιουργούνται μικροφυσαλίδες οι οποίες κάτω από ομαλές συνθήκες δεν προκαλούν κανένα πρόβλημα διότι μεταφέρονται μέσω του κυκλοφορικού συστήματος (από το αίμα) στις κυψελίδες των πνευμώνων όπου εκεί λόγω της υφιστάμενης διαφοράς εσωτερικής και εξωτερικής πίεσης συρρικνώνονται σε βαθμό αυτοκαταστροφής και στη συνέχεια αποβάλλονται φυσιολογικά με την εκπνοή. Στην παρακάτω εικόνα παρατηρούμε τα εξής: p1, επιφάνεια Το σχήμα στην εικόνα επάνω αριστερά, συμβολίζει την μετακίνηση μορίων αερίου στους ιστούς λίγο πριν την κατάδυση. Βρίσκονται σε δυναμική ισορροπία. P2, φάση συμπίεσης Το σχήμα p2, φάση συμπίεσης (μέγιστο βάθος) κάτω αριστερά, η κίνηση των μορίων είναι από την μεγαλύτερη προς την μικρότερη πίεση των ιστών Cx και χρειάζεται μεγάλο χρονικό διάστημα μέχρι να βρεθούν σε πλήρη δυναμική ισορροπία. Στις συνηθισμένες καταδύσεις αναψυχής μεσαίοι και αργοί ιστοί δεν φτάνουν ποτέ σε δυναμική ισορροπία. Αυτή η διαδικασία θα συνεχίζεται όσο βρισκόμαστε στη φάση ισοπίεσης (ισοβαρική πίεση = σταθερή πίεση). P2, φάση συμπίεσης (στο τέλος χρόνου βυθού) Στο τέλος χρόνου βυθού (σχήμα κάτω δεξιά) οι ιστοί βρίσκονται ακόμα σε φάση συμπίεσης και έχουν απορροφήσει μεγάλη ποσότητα μορίων αερίου, συνεχίζεται όμως η απορρόφηση από την μεγαλύτερη προς την μικρότερη πίεση των ιστών C2. Σε αυτό το σημείο αρχίζει η άνοδος, η πίεση μειώνεται σταδιακά μέχρι την έξοδο μας στην επιφάνεια. Με το έναρξη της ανόδου και την σταδιακή μείωση της περιβαλλοντικής πίεσης αρχίζει η απελευθέρωση των μορίων αντίστροφα από την μεγαλύτερη προς την μικρότερη πίεση, τα μόρια αερίου τα οποία απελευθερώνονται είναι περισσότερα από αυτά που απορροφούνται/ δεσμεύονται (συνεχίζουν να εισχωρούν στους ιστούς). P2, φάση αποσυμπίεσης (στην επιφάνεια) Αφού τηρηθεί η ταχύτητα ανόδου (μέγιστη 10 m/min) και δεν παραβιαστούν οι όποιες στάσεις αποσυμπίεσης, ολοκληρώνεται η κατάδυση ομαλά και η αποσυμπίεση των ιστών συνεχίζεται για μεγάλο χρονικό διάστημα στην επιφάνεια, ανάλογα με το προφίλ κατάδυσης έως ότου όλοι οι ιστοί επανέλθουν ξανά σε δυναμική ισορροπία, δηλαδή η ποσότητα απορρόφησης των μορίων αερίου να είναι ίδια με την ποσότητα μορίων αερίου η οποία απελευθερώνεται.  Χρήστος Ευθυμίου |
Απάντηση: Διαλυτότητα των αερίων (νόμος του Henry)
Ευχαριστούμε Χρήστο !!
Πολύ ενημερωτικό και χρήσιμο. :thumbup: ... μας έκανες να δούμε την κατάδυση απο τεχνική σκοπιά .... .. |
Απάντηση: Διαλυτότητα των αερίων (νόμος του Henry)
Να είσαι καλά Χρήστο!!!:thumbup:
|
Απάντηση: Διαλυτότητα των αερίων (νόμος του Henry)
Χρήστο, πολύ καλή παρουσίαση. Αξίζει να εξελιχτεί περισσότερο πέρα από τα κλασσικά συγχαρητήρια σε μια συζήτηση ουσίας. Με αφορμή τη διατύπωση σχετικά με το ρόλο που έχει η θερμοκρασία στη διαλυτότητα των αερίων, αντιπαραθέτω ένα κείμενο από παλαιότερο post :
"Ένα από τα πράγματα που συζητείται συχνά, ιδίως τους χειμερινούς μήνες είναι ο ρόλος που έχει το ψύχος στο θέμα της αποσυμπίεσης ή στο γενικότερο ρίσκο εμφάνισης νόσου. Η απάντηση (όπως και στα περισσότερα πράγματα στο χώρο της κατάδυσης) δεν είναι απόλυτη. Η γενική θέση όμως, είναι ότι το ψύχος αυξάνει τις πιθανότητες εμφάνισης προβλημάτων. Υπάρχουν μάλιστα, αρκετές μελέτες που την στηρίζουν. Μία σχετικά πρόσφατη, έρχεται από το Αμερικανικό Π.Ν. Ο μηχανισμός, είναι σχετικά απλός και δεν έχει να κάνει τόσο με την κινητικότητα και διαλυτότητα των αερίων σε υγρά όσο με την ανθρώπινη φυσιολογία. Αν η δέσμευση αδρανών αερίων συμβεί όταν ο δύτης είναι ζεστός και η αιμάτωση είναι καλή ενώ η αποβολή γίνει σε φάση που ο δύτης κρυώνει (άρα η αιμάτωση είναι πιο περιορισμένη), τότε το ρίσκο εμφάνισης νόσου αυξάνεται. Αυτός είναι και ένας από τους βασικούς λόγους για τους οποίους είναι σημαντική η χρήση στεγανής στολής στα κρύα νερά και ιδίως σε καταδύσεις αποσυμπίεσης. Στόχος είναι να αποφύγουμε τις μεγάλες διακυμάνσεις θερμοκρασίας σε μία κατάδυση. Το ιδανικό σενάριο είναι να είμαστε σε ελαφρά πιο ψυχρή θερμοκρασία στη φάση της κατάδυσης και πιο ζεστά στην αποσυμπίεση. Αυτό είναι και το σύνηθες σενάριο που αντιμετωπίζουμε τους καλοκαιρινούς μήνες σε βαθύτερες καταδύσεις. Η μοναδική αντίθετη περίπτωση που έχω συναντήσει είναι στη λίμνη της Βουλιαγμένης χειμωνιάτικα. Ιδανικό μέρος για εμφάνιση νόσου. Τα νερά είναι βαθιά και πολύ ζεστά (25C+) μέσα στο σπήλαιο και ψυχρότερα (19-21C) έξω, στα πιο κρίσιμα στάδια της αποσυμπίεσης. Σε αυτές τις περιπτώσεις, λίγο extra deco δε βλάπτει." Μια που οι θερμοκρασίες πέφτουν αυτή την εποχή, καλό είναι να έχει στο νού του ο κόσμος τη σημασία που να παραμένει ζεστός στη διάρκεια της αποσυμπίεσης. /GKAM |
Απάντηση: Διαλυτότητα των αερίων (νόμος του Henry)
Γεια σας dmanetakis, Dimitris Galon και GKAM
Πολύ σωστή η παρατήρησή σου Γιώργο, σε ευχαριστώ. Η προσπάθεια μου ήταν να δώσω λίγη παραπάνω γνώση στους συνδύτες μας από ότι το "ξερό" κείμενο δύο σειρών το οποίο διδάσκεται γενικά στα σχολεία. Όσο για τον ρόλο της θερμοκρασίας το αναφέρω αρκετές φορές ότι πρέπει να είναι σταθερή. Όπως και να έχει το θέμα είναι τεράστιο και δεν έχω ανεβάσει ακόμα όλο το κείμενο το οποίο έχω ετοιμάσει, διότι περιλαμβάνει πράγματα, τα οποία φοβάμαι, ότι δεν θα είναι κατανοητά για μεγάλη ομάδα φίλων συνδυτών μας. Τα κεφάλαια τα οποία δεν έχω ανεβάσει ακόμα είναι: Όρια ισχύος του νόμου Υπερκορεσμός Μείγματα αερίων Συσσώρευση αερίου (Υπολογισμός ποσότητας αζώτου σε ένα μέσο δύτη) Η τάση των αερίων (Συμπεριφορά ιστών σε μια κατάδυση στα 62m) Ισοβαρική αντιδιάχυση….. Θα προσπαθήσω να το απλοποιήσω λίγο ακόμα και θα το ανεβάσω τις επόμενες μέρες. |
Απάντηση: Διαλυτότητα των αερίων (νόμος του Henry)
Παράθεση:
ανυπομονώ για τα επόμενα :thumbup: Μια μικρή διορθωση... Στη P2, φάση συμπίεσης έχουμε κίνηση των μορίων από την μεγαλύτερη (πίεση περιβάλλοντος) προς την μικρότερη πίεση των ιστών Cx. :thumbup::geia: |
Απάντηση: Διαλυτότητα των αερίων (νόμος του Henry)
Παράθεση:
Το διόρθωσα. Ο "διάβολος του τυπογραφείου" παραμονεύει παντού. :rofl: :geia: |
Απάντηση: Διαλυτότητα των αερίων (νόμος του Henry)
Νομίζω πως μπορούμε να θέσουμε τη θερμοκρασία σαν σταθερή ή έστω με μικρές διακυμάνσεις, στην περίπτωση μας μειώσεις, για τον υπολογισμό της διαλυτότητας των αερίων στους ιστούς.
Και αυτό γιατί μιλάμε για ένα κλειστό κύκλωμα με μηχανισμούς άμυνας στις μεταβολές της θερμοκρασίας του περιβάλλοντος, το ανθρώπινο σώμα. H μέση θερμοκρασία του ανθρώπινου σώματος κυμαίνεται στους 36,8 +_ 0,4 βαθμούς Κελσίου με χαμηλότερα επίπεδα νωρίς το πρωί και υψηλότερα το απόγευμα. Εδώ πρέπει να λάβουμε υπόψη, ότι καταστάσεις κάτω των 35,5 και πάνω απο 37,2 βαθμών θεωρούνται γενικώς παθολογικές . Η θερμορυθμιστική λειτουργία του 'θερμοστάτη' του σώματος διαφέρει από άτομο σε άτομο και τροποποιείται με την πάροδο της ηλικίας, ιδιοσυγρασίας , ορμονικών διαταραχών, διαταραχές κυκλοφορίας , βραδύς μεταβολισμός, φάρμακα κλπ. Νομίζω πως αυτό που έχει περισσότερο σημασία στην κατάδυση και στην διαλυτότητα των αερίων, είναι οι τρομερές μεταβολές στο κυκλοφορικό και την αιμάτωση των διαφόρων ιστών (μηχανισμούς άμυνας) που προέρχονται από τις μικρές διακυμάνσεις της θερμοκρασίας του σώματος του δύτη. :confused: |
Απάντηση: Διαλυτότητα των αερίων (νόμος του Henry)
Παράθεση:
|
Απάντηση: Διαλυτότητα των αερίων (νόμος του Henry)
Παράθεση:
:confused: |
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. 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 |
Απάντηση: Διαλυτότητα των αερίων (νόμος του Henry)
Thanx!
To site το ξέρω, αλλά νομίζω ότι υπάρχουν διαφορές με όσα αναφέρει ο Χρήστος. Η συνέχεια της κουβέντας next year Kαλή χρονιά σε όλους:geia: |
Απάντηση: Διαλυτότητα των αερίων (νόμος του Henry)
Καλημέρα σας και Καλή Χρονία σε όλους !
Πιθανότατα η ταύτιση επιφανειακής τάσης και ανοχής υπερκορεσμού προέρχεται, εάν λάβουμε υπόψη ότι μικροφυσαλίδες υπάρχουν στους ιστούς του σώματος ακόμα και σε πίεση 1atm (επιφάνεια της θάλασσας) , και δεν είναι μόνο αποτέλεσμα έκθεσης σε υπερβαρικό περιβάλλον (κατάδυση). Αυτές οι μικροφυσαλίδες και οι μεταβολές στην επιφανειακή τους τάση (...και κατ ΄επέκταση στο μέγεθος τους ) κατά τη διάχυση των διαφόρων αερίων, νομίζω πως μας ενδιαφέρουν στη θεωρία της αποσυμπίεσης . :confused: @tecrec Προτείνω το link που παρέθεσες να το γράψεις και εδώ http://www.scubadive.gr/forum/forumdisplay.php?f=49 . Θα ήταν αρκετά χρήσιμο. |
Απάντηση: Διαλυτότητα των αερίων (νόμος του Henry)
Παράθεση:
|
Απάντηση: Διαλυτότητα των αερίων (νόμος του Henry)
Παράθεση:
στην πρώτη ερώτηση απάντησε ο φίλος μας tecrec, θα προσθέσω πιο κάτω μια εικόνα για καλύτερη κατανόηση και ένα απόσπασμα από το Γερμανικό βιβλίο “TAUCHEN NOCH SICHERER”το οποίο αφορά την τάση των αερίων. Παράθεση:
 Επιφανειακή τάση μερικών υγρών σε mN/m = 10−3N/m Methanol 22,60 Aceton 23,30 Benzol 28,90 Ethylenglycol 48,4 Glycerin 63,4 Νερό 80 °C 62,6 Νερό 50 °C 67,9 Νερό 20 °C 72,75 Και ένα απόσμα από το βιβλίο “TAUCHEN NOCH SICHERER” σελίδα 112 Παράθεση:
Η Τάση του αερίου Για να αποφεφθχεί στις καταδύσεις η εμφάνιση επικίνδυνων φυσαλίδων, τότε πρέπει τη λεγόμενη “Τάση του αερίου”, ή η “πίεση στο διάλυμα” όπως αλλιώς ονομάζεται, η πίεση στους ιστούς δεν πρέπει να υπερβεί την “επιτρεπόνη- ανοχή της υπέρτασης” ή την “ανοχή του υπερκορεσμού” σε σχέση με την απόλυτη πίεση. Lösungsdruck = η πίεση στο διαλύμα = η μερική πίεση του αερίου στο υγρό. Επομένως, ο όρος επιφανειακή τάση χρησιμοποιείται στις φυσικές επιστήμες, στην κατάδυση μιλάμε συνήθως για μερική πίεση (Partrial pressure) των αερίων στους ιστούς. H μερική πίεση ταυτίζεται (είναι ίδια) με την επιφανειακή τάση. Παράθεση:
Όταν πρόκειται όμως για δυο υγρά τα οποία δεν αναμειγνύονται μεταξύ τους π.χ. νερό και λάδι, ναι μεν έχει το καθένα την δική του επιφανειακή τάση, αλλά λόγω του ότι δεν αναμειγνύονται, μιλάμε πλέον για επιφανειακό όριο, ή επιφανειακή φάση (Grenzfläche oder Phasengrenze). Παράθεση:
|
Απάντηση: Διαλυτότητα των αερίων (νόμος του Henry)
Παράθεση:
|
Απάντηση: Διαλυτότητα των αερίων (νόμος του Henry)
Παράθεση:
Ταυτίζεται μόνο σε ένα σημείο, στην μέγιστη ανοχή της μερικής πίεσης. Αυτό ακριβώς το έχω περιγράψει σε προηγούμενο post, έχω γράψει ότι ταυτίζεται με την μέγιστη ανοχή της μερικης πίεσης-τάσης και όχι με την μερική πίεση - τάση, (Gasspannung). Παράθεση:
 Και ένα βιντεάκι το οποίο δείχνει πολύ παραστατικά την επιφανειακή τάση ενός διαλύματος. https://www.univie.ac.at/physikwiki/...A4chenspannung Χρήστος Ευθυμίου |
| Όλες οι ώρες είναι GMT +2. Η ώρα τώρα είναι 04:30. |
Powered by vBulletin® Version 3.6.8
Copyright ©2000 - 2024, Jelsoft Enterprises Ltd.
