ما هي العلاقة بين الضغط وحجم الغاز؟
وكيف يؤثر ذلك على الغواصين الأحرار؟
يتم وصف العلاقة بين الضغط وحجم الغاز من خلال قانون بويل، الذي ينص على أنه عند درجة حرارة ثابتة، فإن ضغط كمية معينة من الغاز يتناسب عكسيا مع حجمه...
من الناحية الرياضية، يمكن التعبير عن قانون بويل على النحو التالي:
P⋅V=ثابت
حيث:
- P هو ضغط الغاز
- V هو حجم الغاز
هذا يعني أنه إذا كان لديك عينة من الغاز عند درجة حرارة ثابتة، فإن مضاعفة الضغط سيؤدي إلى انخفاض الحجم إلى النصف، والعكس صحيح. بمعنى آخر، عندما يقل حجم الغاز، يزداد ضغطه، وعندما يزيد الحجم، ينخفض الضغط، ما دامت درجة الحرارة ثابتة.
من المهم ملاحظة أن قانون بويل ينطبق على افتراض ثبات درجة الحرارة. إذا تغيرت درجة الحرارة، فقد يلزم النظر في قوانين الغاز الأخرى مثل قانون تشارلز أو قانون الغاز المدمج.
قانون بويل له آثار على الغواصين الأحرار الذين يمارسون حبس النفس والغوص تحت الماء دون استخدام أجهزة التنفس. عندما ينزل الغواصون تحت الماء، يزداد الضغط، مما يؤثر على حجم الهواء في رئاتهم.
وفقًا لقانون بويل، كلما زاد الضغط، انخفض حجم الغاز (في هذه الحالة، الهواء الموجود في الرئتين). وعلى العكس من ذلك، عندما يصعد الغواصون الأحرار إلى السطح، ينخفض الضغط، ويتوسع حجم الهواء في رئاتهم.
يجب على الغواصين الحرين أن يكونوا على دراية بهذه التغيرات في الضغط لأنها يمكن أن تؤثر على حجم الرئة، والطفو، وخطر الإصابة بالرضح الضغطي. يشير الرضح الضغطي إلى الضرر الجسدي الذي يمكن أن يحدث عندما يكون هناك اختلاف في الضغط بين داخل الجسم وخارجه. في سياق الغوص الحر، يمكن أن يؤثر الرضح الضغطي على الأذنين والجيوب الأنفية والرئتين.
كيف تعادل أذنيك أثناء الغوص الحر؟
يوجد في أذنيك مساحة هوائية في الأذن الوسطى بين طبلة الأذن
والأذن الداخلية. أثناء نزولك، يضغط الضغط على هذا الفضاء الهوائي،
مما يسبب عدم الراحة مع انتفاخ طبلة الأذن إلى الداخل...
أ. يربط ممر هوائي يسمى قناة استاكيوس أذنك الوسطى
إلى حلقك. معادلة ذلك عن طريق الضغط على أنفك والنفخ بلطف
ضد أنفك. يؤدي هذا إلى إرسال الهواء من حلقك إلى المنتصف
أذن. تشعر بإحساس مفاجئ.
ب. ابدأ بالتعادل فورًا عندما تبدأ في الهبوط. لا تنتظر
لعدم الراحة. قم بالمساواة بشكل متكرر وبلطف، عندما تشعر بأنك صغير
يتغير الضغط، قبل أن تشعر بعدم الراحة.
ج. إذا كنت تواجه صعوبة في معادلة الثقافة، قم بإنهاء عملية الغوص وقم بتقييم مستواك
الأذنين، ثم حاول الغوص مرة أخرى إذا كان ذلك مناسبًا. قد يستغرق الأمر بعض الممارسة
لتحقيق التعادل بشكل موثوق. لا تستمر أبدًا في الهبوط دون التعادل.
القيام بذلك أمر مؤلم، ويمكن أن يسبب ضغطًا و/أو ضغطًا على الأذن الوسطى
تمزق طبلة الأذن الهوائية. ربما يكون ضغط الأذن هو الأكثر شيوعًا
إصابة أثناء الغوص الحر.
د. سدادات الأذن تسبب مجالًا هوائيًا لا يمكنك معادلته، لذا لا تستخدم الأذن
المقابس أثناء الغوص الحر، إلا إذا كانت مصنوعة من واقيات أذن خاصة
دعوة محددة للغوص.
ه. تعادل بلطف. لا تحاول أبدًا استخدام القوة و/أو الموسعة
المعادلة. يمكن أن تؤدي المعادلة القوية والممتدة إلى حدوث
إصابات دائمة في أذنيك وسمعك.
و. هناك اختلافات في موازنة أذنيك، والتي ستتعلمها
المزيد عن دورة PADI Advanced Freediver.
لماذا لا يجب أن تأخذ نفسا أثناء الغوص الحر؟
تعتبر إصابة الرئة المفرطة في المقام الأول مشكلة للغواصين. تصل رئتا الغواصين إلى حجمها الكامل في العمق. الهواء فيهم يتوسع كما يصعدون. هذه ليست مشكلة إذا كانوا يتنفسون عادة. ولكن، إذا حبسوا أنفاسهم و/أو صعدوا كثيرًا بسرعة، يمكن أن يؤدي تمدد الهواء إلى تمزق الرئتين، مما يسبب خطورة بالغة، إصابات تهدد الحياة...، لا تخلط بين الغوص الحر والغوص حتى لو كنت غواصًا، فلا تأخذ نفسًا من الغوص في العمق أثناء الغوص الحر. حتى لو تذكرت الزفير، فسوف تفعل ذلك أن يصعد بشكل أسرع بكثير مما هو مناسب للغواصين. (إجراءات الغوص مثل الصعود الطارئ هي أيضًا بشكل أسرع من المعتاد، ولكنها مخصصة لحالات الطوارئ فقط)، والاستثناء الوحيد هو إذا كان يجب على الغواص مساعدتك في ذلك حالة طوارئ من نوع ما (سيكون هذا نادرًا للغاية). في في هذه الحالة، يجب عليكم الاستمرار في مشاركة الهواء والصعود معًا، القيام بالصعود تحت الماء بشكل صحيح والتنفس بشكل طبيعي، وإصابات فرط توسع الرئة خطيرة للغاية، لكنها خطيرة للغاية من السهل تجنبه. العديد من الغواصين الأحرار هم أيضًا غواصون متعطشون.
ماذا يحدث لجسمك عندما تحبس أنفاسك تحت الماء؟
عندما تحبس أنفاسك، يستجيب جسمك، ويستجيب
بشكل مختلف في بعض النواحي عندما تكون في/تحت الماء عن الوقت الذي تكون فيه
أنت لست...، أثناء انقطاع النفس، يستخدم جسمك الأكسجين الموجود في الدم والعضلات والرئتين.
كما أنها تستخدم عمليات كيميائية قصيرة المدى لا تتطلب الأكسجين
(اللاهوائية). يرتفع ثاني أكسيد الكربون داخل أنسجتك ومجرى الدم و
الرئتين.
في نهاية المطاف، ستشعر بالرغبة في التنفس، والتي تحفزها في المقام الأول
ثاني أكسيد الكربون. عادةً ما يؤدي هذا إلى:
• انقباضات العضلات المشاركة في عملية التنفس.
• إحساس بالحرقان أو "الانفجار" في الرئتين والحلق.
• الشعور بالحاجة إلى البلع
إذا استمريت إلى الحد الأقصى، فإنك تبدأ في الشعور بالدوار أو الملاحظة
- اضطرابات بصرية (مثل "الشيب")، خاصة أثناء الصعود
.إذا استمر انقطاع التنفس يفقد الغواص وعيه. تحت الماء,
قد يحدث الغرق ما لم يتم إنقاذه.
رد فعل الغوص عند الثدييات
منعكس الغوص عند الثدييات هو مجموعة من الاستجابات الفسيولوجية التي تحدث في الثدييات، بما في ذلك البشر، عندما تكون مغمورة في الماء. ويكون هذا المنعكس أكثر وضوحًا في الثدييات البحرية، مثل الفقمة والحيتان، ولكنه يُلاحظ أيضًا عند البشر، وخاصة عند الرضع. الغرض الأساسي من منعكس الغوص هو الحفاظ على الأكسجين وإعطاء الأولوية لإمداد الأكسجين إلى الأعضاء الحيوية عند الغطس...
كيف يمكنني تحفيز منعكس (استجابة) الغوص لدى الثدييات؟
الماء على وجهك والغمر المقترن بانقطاع التنفس (حبس أنفاسك) يؤدي إلى منعكس الغوص لدى الثدييات. (يطلق عليها العديد من علماء وظائف الأعضاء اسم "استجابة الغوص عند الثدييات"، وهو على الأرجح المصطلح الأكثر دقة، لكن الناس يقولون "المنعكس" بشكل أكثر شيوعًا).
هذه الاستجابة شائعة في جميع الثدييات بدرجة أكبر أو أقل. وهو قوي جدًا في الثدييات المائية، وأقل بكثير في البشر. يبدو أن درجات الحرارة الباردة تجعل الاستجابة أسرع وأقوى. يحاول بعض الغواصين الحرين المساعدة في تحفيز هذه الاستجابة من خلال التنفس المريح بدون قناع، وأعينهم مغلقة، لعدة دقائق بعد دخول الماء. بمجرد تفعيله، يتباطأ معدل ضربات القلب، مما يساعد على الحفاظ على الأكسجين. مع التدريب، قد يتباطأ معدل ضربات القلب بنسبة تصل إلى 50 بالمائة. تنقبض الأوعية الدموية في أطرافك. وهذا يقلل من تدفق الدم إليهم ويؤدي إلى تجمع الدم في القلب.
• هذا يحافظ على الأكسجين لأعضائك الحيوية.
• تتضخم الأوعية الدموية حول الرئتين، مما يساعد على تعويض الرئتين
فقدان حجم الغاز، خاصة في الغوص الحر العميق.
• إلى حد ما، يحدث هذا التحول في الدم حتى مع الغمر
عندما لا تحبس أنفاسك.
* أثبتت الدراسات الطبية أن الطحال يقوم بإفراز خلايا الدم الحمراء،
زيادة قدرة التنفس