Поведение баллона с дыхательной смесью на дне Марианской впадины
Баллон, заполненный дыхательной смесью, оказывается под действием огромного давления, когда его погружают на дно Марианской впадины. Гидростатическое давление возрастает с глубиной и на дне превышает 1100 атмосфер (1 атмосферу примерно эквивалентно давлению 1 кг на см²). Это происходит из-за увеличивающейся массы воды над баллоном:
[ P = P_0 + \rho g h ]
где:
- ( P ) — давление на глубине,
- ( P_0 ) — атмосферное давление на поверхности (около 1 атмосферы),
- ( \rho ) — плотность воды (( \approx 1025 \text{ кг/м}3 )),
- ( g ) — ускорение свободного падения (( 9.81 \text{ м/с}2 )),
- ( h ) — глубина погружения (около 11,000 м для Марианской впадины).
Судьба баллона
Если баллон полон, внутреннее давление стабилизирует конструкцию. Однако стеклянная или пластиковая оболочка может не выдержать и лопнуть, если толщина и материал не рассчитаны на такие экстремальные нагрузки.
Если баллон полупустой, внутренняя пустота, наполненная газом при более низком давлении, становится уязвимой перед сжатием. Это увеличивает вероятность схлопывания или разрыва баллона даже раньше, чем полный баллон.
Итог
Оба сценария показывают, что стандартные баллоны для дайвинга или лабораторного использования вероятно будут повреждены из-за критично высокого давления на таких глубинах.
Ключевые слова: гидростатическое давление, погружение, структурная целостность.
Категория: Физика
Теги: гидростатика, подводные исследования, давление