Кристалл Дальтона

Закон Дальтона гласит:
"В смеси газов каждый газ имеет свое давление. Давление газовой смеси равно сумме давлений газов, составляющих эту газовую смесь".
Или проще:
"Давление газовой смеси равно сумме давлений ее составляющих".

Формула закона Дальтона выглядит следующим образом:

Р = Pg1 + Pg2+ Pg3 и т.д.

Р – абсолютное давление газовой смеси,
Pg – давление отдельно взятого газа, обозначенного цифрами 1, 2, 3 и т. д., называется парциальным давлением газа.

Мы знаем, что воздух и NITROX состоят из азота и кислорода. По этому формула Дальтона в применении к ним будет выглядеть так:

Р = PN₂ + PO₂

Р – абсолютное давление воздуха,
PN₂ – парциальное давление азота,
РO₂ – парциальное давление кислорода.

В атмосферном воздухе азот занимает 79% объема, а кислород 21%. Естественно, парциальные давления этих газов будут пропорциональны занимаемому ими объему.

Следовательно, абсолютное давление воздуха на уровне моря можно выразить как:

1 АТА = 0.79 АТА + 0.21 АТА

Если нам известны парциальное давление газа и абсолютное давление газовой смеси, мы можем вычислить процентное содержание этого газа в смеси. Для этого нужно разделить парциальное давление газа на общее давление смеси.

Процентное содержание газа в смеси, выраженное десятичной дробью, называется фракцией газа и обозначается Fg.

Fg = Pg: P

Теперь мы можем подставить значения O₂ или N₂ вместо "g" в эту формулу и определить фракцию того или другого газа в воздухе. Фракция кислорода (FO₂) равна отношению парциального давления кислорода (РO₂) к абсолютному давлению воздуха (Р).

FO₂ = РO₂: Р

FO₂ = 0.21 АТА: 1 АТА

FO₂ = 0.21

Подставив значения N₂ в формулу, мы получим фракцию азота (FN₂):

FN₂ = РN₂: Р

FN₂ = 0.79 АТА: 1 АТА

FN₂ = 0.79

Используя эту же формулу, давайте определим фракцию кислорода (FO₂) и фракцию азота (FN₂) в смеси EANx32. Так как кислород в смеси занимает 32% объема, фракция кислорода (FO₂) равна 0.32. Азот занимает в ней соответственно 68% объема, следовательно, фракция азота (FN₂) равна 0.68. Попробуйте определить то же самое для смеси EANx36 самостоятельно. Уверен, что у вас это получится.

Многие подводные пловцы в разговоре употребляют значение фракции кислорода FO₂ со словом смесь ⁹. Часто можно услышать от погружающихся на NITROX дайверов: "Возьми 36-ую смесь" или "Какая смесь у тебя?" Ну что же, слэнговые выражения глубоко проникли в терминологию дайвинга. Это говорит о его популярности.

Процентное содержание того или иного газа, так же как и фракции газов, не изменяются во время погружений с аппаратами открытого цикла. Однако парциальное давление газов меняется. Если мы погружаемся, используя воздух, то FO₂ будет равна 0.21 как на поверхности, так и на дне, а парциальные давления кислорода (РO₂) и азота будут возрастать прямо пропорционально увеличению абсолютного давления (давления окружающей среды). Соответственно, во время всплытия парциальные давления будут уменьшаться также пропорционально уменьшению давления окружающей среды.

Ниже приведены три формулы, которые используются для расчетов при использовании смесей NITROX.

1. PO₂ = FO₂ × Р => ДОЗА

2. Р = РO₂: FO₂ => ГЛУБИНА

3. FO₂ = PO₂: Р => СМЕСЬ

4. Зная парциальное давление кислорода (РO₂), мы можем определить максимально допустимое кислородом время погружения (кислородный лимит времени).

5. Вычислив давление (Р), мы определяем максимальную глубину погружения для данной смеси NITROX (кислородный лимит глубины).

6. Рассчитав фракцию кислорода (FO₂), мы находим оптимальный процент содержания кислорода в смеси NITROX для погружения на определенную глубину.

Самый простой способ для запоминания этих трех формул – приведенная ниже схема. Три компонента помещены в форму кристалла: РO₂ в верхнем треугольнике, FO₂ в нижнем левом треугольнике, Р в правом нижнем треугольнике. Горизонтальная линия, отделяющая РO₂ от FO₂ и Р, обозначает деление. Вертикальная линия, отделяющая FO₂ и Р, обозначает умножение.

Это схематичное изображение получило название Кристалл Дальтона.