гелио кислород

Сообщение

Сэнсэй · Добавлено: 26-10-2007 14:37

2 АнтонУ: вот видите - вы заметили и это единственный позитив по ставлению с большинством постов!!! Тоесть позитив - то, что вы заметили: дело в объемах. А это как раз и говориться в коментариях к этому пункту из учебника: в одинаковых объемаз РАЗНЫХ газов может быть акумулировано РАЗНОЕ количество энергии - сиреч: тепла. тоесть Гелий труднее таки нагреть нежели Аргон - вот и причина. Так, что не бред там написан а разъяснение: почему Гелий меньше "жрет" тепловой энергии....в чем "ляп" - то? Кстати: цифры не причем: там действительно разница в 40 раз... ну в 39,89... там принято по умолчанию: 1 калория - нагревает 1 гр воды на 1 градус... и цифры - калории необходимые для нагрева МАССЫ... понятно зачем так сказано?

2 ВКС: ну зачем так: "...бред.." не согласен: тем более там действительно пропущено многое в цитате (сильна многа букфф) : при эквивалентных состояниях (объемах) - Гелий уносит тепла меньше вследствие мешей его теплоемкости. А эквивалентность по теплоемкости ( в смысле затрат тепла на нагрев одной массы) - приведен имено для того, чтоб сконцентрировать внимание на том, что при равенстве объемов условия меняются на кардинально противоположные...

Не знаю: после прочтения этой информации расчитаной на понимание большинством кандидатов, лично у меня вопрос о том ПОЧЕМУ увеличение количества Гелия в ДГС только уменьшает теплопотери при дыхании - не осталось. Надесь понятно, что мы не говорим о поддуве сухаря донным газом? Говорим о дыхании. Это инфа для всех, поэтому несколько упрощенно подано... но в чем таки ошибка?

AnthonU · Добавлено: 26-10-2007 14:42

В целом - достойное обобщение озвученных идей. Во всяком случае основные факторы влияния учтены.
Но мне кажется, что продолжение все таки будет.

Владимир Псуненко · Добавлено: 26-10-2007 14:44

Сэнсэй писал(а):но в чем таки ошибка?

Я так подозреваю, что в цитировании.
Вы уж извините, но слишком отрывочное оно было.

Сэнсэй · Добавлено: 27-10-2007 14:23

Владимир Псуненко писал(а):
Сэнсэй писал(а):но в чем таки ошибка?
Я так подозреваю, что в цитировании.
Вы уж извините, но слишком отрывочное оно было.

Мой косяк: сорру! Поленился переводить всю страницу... так - надергал из текса сути. В общем там все понятно написано... это я "косой".

Владимир Псуненко · Добавлено: 27-10-2007 16:30

Сэнсэй писал(а):так - надергал из текса сути. В общем там все понятно написано...

А можно оригинал без купюр и перевода?

v_Alexey · Добавлено: 27-10-2007 19:51

BKC писал(а):Ладно, не обижайтесь - это Вам:

Это здорово, что Вы осилили физику за 7-8 класс! Продолжайте! В этой науке еще много интерессного!

Для начала -явления переноса (передача тепла) - существенно нелинейные процессы, описывающиеся в общем случае диффуром второго порядка. Пытаться изображать этот процесс как линейный-грубая ошибка. Ладно, это выходит за рамки школьного курса.
Далее. Уже из школы(кажется). Концентрация насыщенных паров, а => и скорость испарения, обратнопропорцианальна внешнему давлению. Это азбука. (иначе на кой черт мы так тчательно осушаем воздух при забивке?)
Т.е. чем мы глубже, тем меньше теряем воды.
Еще далее.

Выдыхаемый воздух далек от 100% влажности. Если бы это было не так, у нас при выдохе в комнате с 95% влажностью и t=35С изо рта шел бы пар. Но это не так. Судя по тому, что пар идет на улице при t=4-10C,(зависит от влажности), выдыхаемый воздух далек от 100% влажности.
Это к тому, насколько сильно влияет увлажнение вдыхаемого воздуха на теплопотери. ИМХО, совсем немного в сравнении с затратами на нагрев самого газа.

С учетом того, что мы дышим смесью, реальная разница в теплоемкостях тримикса и воздуха не принципиальная - обычно 10-20%.
Скорее всего, всякими "переходными" и "динамическими" процессами в нашем случае можно пренебречь. Тепловая мощность нашего организма с запасом обеспечивает прогрев вдыхаемого газа, по крайней мере, до запредельных для воздуха глубин. Возможно, несколько более низкая теплоемкость тримикса скомпенсируется меньшей вязкостью и бОльшей теплопроводностью гелия(=> несколько большим прогреванием смеси.)

Насколько это близко к реальности? А из тех, кто спорит, кто РЕАЛЬНО чувствовал разницу в теплопотерях для тримикса/воздуха?
Упростим задачу. А кто-нибудь ощущал разницу в теплопотерях при дыхании на 10 и 15 метрах? Это 25%!
Это я к тому, что нефиг ловить блох. Имхо, эта разница столь же принципиальна, как и фастекс на подвеске вместе с забандаженным крылом.

BKC · Добавлено: 27-10-2007 20:41

v_Alexey писал(а):Для начала -явления переноса (передача тепла) - существенно нелинейные процессы, описывающиеся в общем случае диффуром второго порядка. Пытаться изображать этот процесс как линейный-грубая ошибка. Ладно, это выходит за рамки школьного курса.
Далее. Уже из школы(кажется). Концентрация насыщенных паров, а => и скорость испарения, обратнопропорцианальна внешнему давлению. Это азбука. (иначе на кой черт мы так тчательно осушаем воздух при забивке?)
Т.е. чем мы глубже, тем меньше теряем воды.

...

Sorry... Hе обижайтесь, но это и Вам тоже:

(В этой науке много интересного!

)

Максим Васильев · Добавлено: 27-10-2007 21:43

Какое количество влажности может находится в воздухе, напрямую зависит от температуры данного медиума. Чем больше температура, тем больше влаги может содержать газ. Например куб.м воздуха при темп в -20°Ц может содержать около 1г воды, при 0°Ц 5гр. а при +30°Ц уже до 31г! В обыкновенной квартире, влажность воздуха может достигать уже 80%!
Температура росы, также напрямую зависит от температуры и влажности газа.
Например темп.росы при температуре воздуха в 22°Ц и 70% влажности при темп 16°Ц . Разница в 6 градусов вызывает росу!
Какое количество жидкости человек теряет, зависит напрямую от нагрузки. Если во сне мы теряем до 60гр. воды в час, то при лёгкой нагрузки до 100гр. а при серьёзной нагрузки до 300гр.
Через лёгкие мы теряем около 12% температуры, остальное через кожу (испарение, кондукция, конвенкция, излучение).
Выдыхаемый газ содержит почти 100% влажности, точнее около 95-97%, а так как темп.росы напрямую зависит от темп. окружающей среды, влага либо конденсируется либо нет!
Поскольку темп. альвеол стабильна держится около 37°, то насыщение влагой воздуха и его давление , будет равно парциальному давлению пара в альвеолярном газе. А точнее на поверхности около 63мбар.
Поскольку пар можно рассматривать как любой другой газ, то PPH2O будет повышаться с глубиной!
Ну и расход тепла через лёгкие пропорционально зависит от давления газа в них, это значит что на глубине в 90м расход тепла через лёгкие больше в 10 раз!
Многие правда забывают, расход энергии на цикл вдох/выдох, а он в сравнении гелиокс-воздух в 3 раза больше. Плюс вероятная турбулентность воздуха на больших глубинах ( в нагрузку к и так более затруднённому дыханию из-за плотности оного)

Владимир Псуненко · Добавлено: 27-10-2007 22:37

А ни кто не путает относительную влажность с абсолютной?

v_Alexey · Добавлено: 27-10-2007 22:46

Макс, не очень понятно, к чему это?

Температура росы, также напрямую зависит от температуры и влажности газа.
Например темп.росы при температуре воздуха в 22°Ц и 70% влажности при темп 16°Ц . Разница в 6 градусов вызывает росу!

Выдыхаемый газ содержит почти 100% влажности, точнее около 95-97%, а так как темп.росы напрямую зависит от темп. окружающей среды, влага либо конденсируется либо нет!

Немного сумбурно, но в общем так. Более стандартная формулировка- точка росы.
Не поленился, порылся в справочниках. При температуре 36С и влажности 95% точка росы будет около 32С! (у меня таблица только до 30С)

Какое количество жидкости человек теряет, зависит напрямую от нагрузки. Если во сне мы теряем до 60гр. воды в час, то при лёгкой нагрузки до 100гр. а при серьёзной нагрузки до 300гр.

Возможно. Даже очевидно.Только это относится к темпу дыхания, а не к температуре/влажности.

Через лёгкие мы теряем около 12% температуры, остальное через кожу (испарение, кондукция, конвенкция, излучение).
Ну и расход тепла через лёгкие пропорционально зависит от давления газа в них, это значит что на глубине в 90м расход тепла через лёгкие больше в 10 раз!

Так никто и не спорит. В 10 раз прошло больше газа-в 10 раз больше и потеряли.

v_Alexey · Добавлено: 27-10-2007 22:51

BKC писал(а): Sorry... Hе обижайтесь, но это и Вам тоже:

Напрочь перемкнуло?

Максим Васильев · Добавлено: 27-10-2007 22:57

Владимир Псуненко писал(а):А ни кто не путает относительную влажность с абсолютной?

Никто не путает, они друг другу не мешают вроде, или?
Скажи Вова своё веское слово!

Максим Васильев · Добавлено: 27-10-2007 23:01

Тут ты не совсем прав был... или совсем не прав

v_Alexey писал(а): Т.е. чем мы глубже, тем меньше теряем воды.

А про росу ты прав, "точка росы", а не "темп. росы" не знал как это точно на русском блин.

v_Alexey · Добавлено: 28-10-2007 09:49

Максим Васильев писал(а):Тут ты не совсем прав был... или совсем не прав

Согласен на формулировку " не совсем прав"

Есть примерно такая зависимость u=cS(Pn-P)/Pext
где u - скорость испарения
S- площадь поверхности
Pn- давление насыщенного пара
P - текущее давление пара
Pext - внешнее давление среды
с - коэфф. связанный с природой жидкости, как-то связанный с поверхностным натяжением - не помню точно
Если мы вдыхаем абсолютно сухой газ т.е P=0, то с глубиной Pn и Pext меняются пропорционально, и скорость испарения не меняется. Если во вдыхаемом газе есть нек. кол-во влаги, то u будет падать.

Существенно, это описан статический процесс. Здесь не учитывалось движение газа над испаряемой пов-тью. Но с глубиной меняется лишь плотность газа, его скорость постоянна. Другое дело, если мы увеличим темп дыхания - но это уже другая песня.
Если ничего не пропустил- примерно так.

BKC · Добавлено: 29-10-2007 02:38

Сэнсэй писал(а):2 ВКС: ну зачем так: "...бред.." не согласен: тем более там действительно пропущено многое в цитате (сильна многа букфф) : при эквивалентных состояниях (объемах) - Гелий уносит тепла меньше вследствие мешей его теплоемкости. А эквивалентность по теплоемкости ( в смысле затрат тепла на нагрев одной массы) - приведен имено для того, чтоб сконцентрировать внимание на том, что при равенстве объемов условия меняются на кардинально противоположные...

Не знаю: после прочтения этой информации расчитаной на понимание большинством кандидатов, лично у меня вопрос о том ПОЧЕМУ увеличение количества Гелия в ДГС только уменьшает теплопотери при дыхании - не осталось. Надесь понятно, что мы не говорим о поддуве сухаря донным газом? Говорим о дыхании. Это инфа для всех, поэтому несколько упрощенно подано... но в чем таки ошибка?

Сэнсэй!
Прошу прощения за "бред".

Но, во-первых, я же предупредил, что занавес уже опущен и дикуссия переместилась в буфет, к пиву.

Во-вторых,

ВКС писал(а):(особенно если это полная цитата, без пропусков).

Из вашего цитирования действительно трудно было понять, что п.2 это не утверждение из руководства, а пример неправильного подхода. sorry...
Правда и в этом случае я не понимаю зачем такой пример нужен. ПМСМ он ничего не объясняет! (Во-всяком случае так, как он приведён.) Собственно это же то самое, с чего мы начали 9 страниц назад - у людей существует заблуждение о механизме теплоотдачи через дыхание и о соотношении теплоёмкостей газов. Но это уже чисто методический вопрос - как преподавать.

Если угодно, я бы "перевёл его на русский язык" следующим образом. (В смысле сделал бы доступным для понимания неподготовленным слушателем. Или - более того - слушателем с уже имеющейся ошибкой в представления.) Sorry, только схема подачи... буков у меня мало...

1. Водолаз потребляет для дыхания некоторый объём газа, вне зависимости от природы газа.

2. В лёгких водолаза газ нагревается до температуры тела, охлаждая водолаза. Количество уносимого при выдохе тепла пропорционально объёму газа и его (объёмной) теплоёмкости.

3. Сравним газы. При нормальных условиях (25 С и 1 ата) теплоёмкость одного литра газа равна:
Аргон - 0,85...Кислород 1,2....Азот 1,2....Гелий 0,85....Водород 1,2 (джоуль/(литр*градус)).
(Теплоёмкость газа зависит от количества молекул в данном объёме, которое не зависит от рода газа. Отсюда и мало различающиеся величины в этом ряду.)
Таким образом, на нагрев гелия в лёгких требуется несколько меньше энергии, чем на нагрев воздуха.

Естественно, теплоёмкость одного литра газа увеличивается при росте давления (глубины) пропорционально давлению. Чем больше давление, тем больше газа в данном объёме, тем больше тепла он унесёт.

4. (только здесь я бы вернулся к этому, если вообще...)
Существует распространённое заблуждение о высокой теплоёмкости гелия. Связано это с тем, что гелий - очень лёгкий газ. Поэтому при расчёте теплоёмкости на единицу веса газа, теплоёмкость гелия оказывается парадоксально большой. Кстати, аналогично с водородом и по той же причине. Поэтому приведённый выше ряд будет выглядеть следующим парадоксальным образом:
Аргон - 0,52....Кислород 0,92....Азот 1,0....Гелий 5,2....Водород 14,3 (джоуль/(грамм*градус)).
Эти величины удельной (весовой) теплоёмкости не имеют никакого отношения к дайвингу, хотя и вызывают иногда путаницу. Легко заметить, что такая (отнесённая к весу) теплоёмкость просто тем больше, чем легче газ в этом ряду. Больше ни какого смысла в этом нет!
Вот такая примерно схема должна быть, ПМСМ. (Естественно, сюда можно добавить и размышления об охлаждении когда гелий в гидрокостюме и о том, что это и вызывает ошибку... просто по аналогии.)

P.S. Да, прошу прощения за:

BKC писал(а):"Гелиокс не станет причиной высокой потери" не только потому, что температура одинакова (это-то вроде всем понятно)...

Даже и не знаю, чем это навеяло...

видать холодным пивом и вашим "он не более холодный"...

BKC · Добавлено: 29-10-2007 03:51

v_Alexey писал(а):Это здорово, что Вы осилили физику за 7-8 класс! Продолжайте! В этой науке еще много интерессного!

Вы знаете, я с Вами согласен! (Увы, это, пожалуй единственное ваше утверждение, с которым я согласен. Ну как-то так получилось...

)
Мне эта наука настолько понравилась, что я даже решил продолжить её изучение в одном небольшом областном ВУЗе. О чём до сих пор совершенно не жалею.

BKC писал(а):
v_Alexey писал(а):Для начала -явления переноса (передача тепла) - существенно нелинейные процессы, описывающиеся в общем случае диффуром второго порядка. Пытаться изображать этот процесс как линейный-грубая ошибка. Ладно, это выходит за рамки школьного курса.
Далее. Уже из школы(кажется). Концентрация насыщенных паров, а => и скорость испарения, обратнопропорцианальна внешнему давлению. Это азбука. (иначе на кой черт мы так тчательно осушаем воздух при забивке?)
Т.е. чем мы глубже, тем меньше теряем воды.
...

Sorry... Hе обижайтесь, но это и Вам тоже:

(В этой науке много интересного! )

Ну а если Пёрышкин Вам не нравится, не берите. Хотя я ведь от всей души - полезная книжка.

Коротенько...

Для начала... (Написал параграф о линейнах процессах, да... стёр его на фиг.) Действительно выходит за рамки школьного курса. А мы тут с ним, со школьным курсом никак до конца не разберёмся...

Я действительно глубоко тронут упоминанием диффуров второго порядка. Respect! Настолько же, насколько не понимаю какое они имеют отношение к сказанному ранее...

Sorry...

Мы оценили энергию, затраченную на нагрев газа (и испарения вода в него) в условиях очень быстрого перемешивания в газе. Для этого не нужно ничего, кроме арифметики, ПМСМ. О том, что может происходить при неполном перемешивании (термализации) лишь вскользь качественно упомянули - "горло-носовые" процессы.

Дальше. Уже из школы (несомненно!) Мы не оценивали "скорость испарения", мы оценивали тепло необходимое на насыщение газа в альвеолах парами воды.

Об азбуке.
Концентрация насыщенных паров воды не зависит от давления. (Концентрация - не хорошее слово, конфузы словесные возможны.) Правильнее/однозначнее говорить парциальное давление насыщенных паров воды не зависит от давления. (Об этом мы и говорили при оценке роли испарения на разных глубинах.)
Остаток этого параграфа об азбуке тоже загадочен...
О скорости испарения никто не говорит. Формулировка не верна.
Как уже сказано, парциальное давление воды в лёгких не зависит от глубины/давления.
Соответственно, потери воды при дыхании не зависят от глубины (при том же темпе дыхания, естественно).
На кой чёрт Вы так тщательно сушите воздух я не знаю. Вообще же мы это уже обсуждали в глубинах темы "Битва на регуляторах", кажется. Так вот, грубо говоря, только для того, чтобы жидкая вода в баллонах не скапливалась. (Да и не очень-то тщательно мы его осушаем на самом деле - не намного лучше, чем он сам осушился бы при медленном сжатии...)

v_Alexey писал(а):
Максим Васильев писал(а):Тут ты не совсем прав
был... или совсем не прав
Согласен на формулировку " не совсем прав"

Есть примерно такая зависимость u=cS(Pn-P)/Pext

Если мы вдыхаем абсолютно сухой газ т.е P=0, то с глубиной Pn и Pext меняются пропорционально, и скорость испарения не меняется.

Существенно, это описан статический процесс. Здесь не учитывалось движение газа над испаряемой пов-тью. Но с глубиной меняется лишь плотность газа, его скорость постоянна. Другое дело, если мы увеличим темп дыхания - но это уже другая песня.
Если ничего не пропустил- примерно так.

Не скромничайте - соглашаетесь на "совсем не прав"!

Парциальное давление насыщенных паров воды, Pn, не изменяется с глубиной (давлением инертного газа, Pext)! Оно зависит только от температуры. Нет, зря Вы всё-таки от Пёрышкина отказываетесь...

Приведённая вами формула не имеет отношения к делу.
(Ну дались вам эти формулы! Будьте проще - просто пытайтесь понять, что говорите Вы и что говорят вам.) Эта формула "пытается учесть" диффузию испарившейся воды от поверхности в большой объём (и ветра нет - полный штиль над тёплым морем). В нашем же случае размер альвеолы очень мал и за время нахождения в ней воздуха происходит полное перемешивание.

В заключение ещё раз отмечу, что я с Вами абсолютно согласен:
в этой науке очень много интересного!

BKC · Добавлено: 29-10-2007 04:20

Максим!
Не заморачивайтесь с "точкой росы". Точка то температурная, т.е. температура она и есть! Так что "температура (выпадения) росы" - ни чем не хуже. "Точка росы" просто исторически прижилась. Это всё детали...

А вот по сути:

Максим Васильев писал(а):Поскольку темп. альвеол стабильна держится около 37°, то насыщение влагой воздуха и его давление , будет равно парциальному давлению пара в альвеолярном газе. А точнее на поверхности около 63мбар.
Поскольку пар можно рассматривать как любой другой газ, то PPH2O будет повышаться с глубиной!
Ну и расход тепла через лёгкие пропорционально зависит от давления газа в них, это значит что на глубине в 90м расход тепла через лёгкие больше в 10 раз!

Вы тут немного сами с собой запутались, ПМСМ.
Начали - за здравие: давление насыщенных паров воды зависит от температуры. ТОЧКА! Везде и на поверхности и на глубине 100 м и, не побоюсь этого слова, на глубине 300 м.

А кончили... Не будет PPH2O повышаться с глубиной! Не будет! Ибо - см. предыдущую фразу...

Отсюда и потери тепла на испарение воды не зависят от глубины. С глубиной будет расти только энергия идущая на нагрев самого газа. Поэтому теплопотери через дыхание не будут расти пропорционально давлению - они будут расти очень медленно ибо на поверхности испарение воды требует много больше энергии, чем нагрев газа. Последний становится сравнимым только на существенной глубине.

Мне казалось, что это понятно из оценок, которые я привёл раньше - там где оценивал энергозатраты на увлажнение воздуха в лёгких. Да, это элементарные оценки! Но всё говорит за то, что они должны достаточно хорошо отражать происходящее.

Кстати:

v_Alexey писал(а):А кто-нибудь ощущал разницу в теплопотерях при дыхании на 10 и 15 метрах? Это 25%!

Нет, не должно там быть 25%!
Основные энергопотери в лёгких на этой глубине - на увлажнение газа. Нагрев собственно газа меньшая чать потерь энергии в лёгких. А энергия на увлажнение газа от глубины не зависит! (См. выше... раз уж десять наверное...

)

Боюсь, что читать и считать не будете... Если следовать логике моих оценок не предыдущей странице, то разница о которой Вы говорите должна быть примерно 6%. Кто ж её почуствует? Особенно когда и так руки-ноги-попа мёрзнут...

BKC · Добавлено: 29-10-2007 04:22

З А Н А В Е С !

И пива в буфете больше нет!!!

Сэнсэй · Добавлено: 29-10-2007 05:03

2 ВКС: Вот здорово! Хоть один человек указал на выход! Конечно невозможно расматривать газ и жидкомть (в данных условиях) - как одинаково ведущие себя среды... Если бы концентрация паров воды (тут было сказано РРн2о... !!???) росла с давлением то ни один механический влагоотделитель просто бы не работал... физика не позволила бы.

А вот тут: ВСК пишет , что : "...На кой чёрт Вы так тщательно сушите воздух я не знаю. Вообще же мы это уже обсуждали в глубинах темы "Битва на регуляторах", кажется. Так вот, грубо говоря, только для того, чтобы жидкая вода в баллонах не скапливалась. (Да и не очень-то тщательно мы его осушаем на самом деле - не намного лучше, чем он сам осушился бы при медленном сжатии...) ..." я абсолютно не согласен: основная причина требования иметь сухую ДГС кроется не во влаге в баках. Дело в том. что вляжная смесь просто выводит фильтры их строя (перестает рабтать принцип адсорбции на поверхности гранул фильтрующего состава) и фильтр превращаетс по сути в отстойник набитый всяким хламом.... так, что -50 точка росы - условия получения чистого газа.

Максим Васильев · Добавлено: 29-10-2007 10:15

BKC писал(а): Вы тут немного сами с собой запутались, ПМСМ.
Начали - за здравие: давление насыщенных паров воды зависит от температуры. ТОЧКА! Везде и на поверхности и на глубине 100 м и, не побоюсь этого слова, на глубине 300 м.

А кончили... Не будет PPH2O повышаться с глубиной! Не будет! Ибо - см. предыдущую фразу...

Вполне может быть, что я ошибся!