Невесомость и высокое давление

Что такое невесомость и как испытать чувство невесомости | Вокруг нас

Невесомость и высокое давление

Наверное, каждый из нас за свою жизнь испытывал чувство невесомости. Давайте разберем, что такое невесомость, за счет чего оно достигается и где его можно прочувствовать.

При ответе на вопрос, что такое невесомость, многие с вспомнят про силу притяжения и возможность свободного полета, хождения по потолку, летающим предметам и космонавтам, которые чаще всех испытывают это чувство.

Для обсуждения понятия невесомости предлагаю обсудить научную часть вопроса и физического явления. На планете Земля у предметов и живых существ действует сила притяжения (сила тяжести). Таким образом, если предмет перемещается или находится в состоянии покоя, возникает давление силы тяжести предмета на поверхность.

Невесомость – это состояние тела, при котором сила взаимодействия с поверхностью существенна мала и не происходит давление друг на друга. Часто при определении невесомости используют понятие гравитации или микрогравитации.

Интересные факты о невесомости и гравитации

Что мы с Вами знаем о невесомости, как можем охарактеризовать это явление?

Неудобства.

В настоящее время явление невесомости полностью изучено и не вызывает большого количества вопросов. У космонавтов до полета длительный период проходит подготовка организма к невесомости, и несмотря на это, отсутствие силы тяжести приводит организм в достаточно большой стресс.

Основное нарушение при явлении невесомости наблюдается в изменении давления жидкости в организме, особенно крови. Помимо этого, отсутствует привычная нагрузка на опорно-двигательный аппарат, что вызывает дискомфорт. После доставки космонавта на космическую станцию, его организм некоторое время проходит период адаптации, несмотря на долгие месяцы подготовки перед полетом.

Влияние невесомости на организм

Обычно период адаптации организма проходит в течение 7-10 дней. В результате космонавты из-за отсутствия силы тяжести теряют в весе, снижается работоспособность, а также повышается общая утомляемость организма.

Также может измениться соотношение элементов в тканях. После длительного пребывания в космосе человек может стать на несколько сантиметров вследствие невесомости.

В результате может произойти защемления нервов, появиться различные боли мышечного и суставного характера.

Питание.

На сегодняшний день питание у космонавтов очень разнообразное. Рацион питания составляют сублимированные продукты, упакованные в тубы из алюминия. Практически все питание находится в виде пюре. Рацион и тару продумывают таким образом, чтобы избежать крошек и их попадания в глаза. Печенья делают небольшими, чтобы не кусать, и сверху покрывают оболочкой.

Способы испытать чувство невесомости в теории и на практике

Чувство невесомости полноценно можно испытать в космосе, но для этого нужно выбрать эту профессию и долгие годы готовится. Однако ощущение невесомости можно испытать и на Земле, хоть и незначительное.

На Земле невесомость можно смоделировать следующим способом. В экспериментальных целях и для тренировки космонавтом создавали состояние невесомости до 40 секунд с помощью специального самолета, который имел воздействие только силы земного притяжения.

Траектория движения самолета проходит по параболе. Такие ощущения сейчас можно испытать и на специальных тренажерах, в парках аттракционов.

Суть заключается в том, что резко набирается высота и также резко потом сбрасывается, вызывая ощущение свободного падения, невесомости.

Подобные ощущения мы испытываем на рейсах гражданской авиации в период посадки самолета, а также в автомобиле, при резком перепаде движения сверху вниз.

Помимо этого, схожие ощущения можно получить, прыгая на батуте, находясь в воздухе от прыжка непосредственно перед падением вниз, в современных скоростных лифтах при резкой остановке на высоком этаже.

Сейчас существуют специальные симуляторы невесомости, в которых Вы можете испытать это ощущение на борту специально оснащенного для этих нужд самолета ИЛ – 76. Это специальная лаборатория, предназначенная для испытания перегрузок, в том числе космонавтами перед полетами в космос.

Во время полета, резко набирается высота и на высоте 8-9 км пилот выключает мощность двигателей, тем самым, позволяя самолету двигаться по инерции. Как раз, когда сила тяжести становится равна силе инерции, достигается невесомость. Во время полета группа испытывает на борту самолета несколько таких ощущений невесомости.

Стоимость такого полета индивидуальна и может быть совмещена с экскурсией, космическим питанием и многим другим.

Заключение

Явление невесомости, в основном, можно испытать находясь в космосе, но также мы периодически испытываем его в самолете, на аттракционе, в лифте и даже на батуте, хоть и длится оно буквально секунды.

Источник: https://vokrug-nas.ru/chto-takoe-nevesomost-interesnye-fakty-i-kak-ispytat-chuvstvo-nevesomosti/

Глава 9

Невесомость и высокое давление

намного больше, чем их разница по Рсоа (это обусловлено тем, что сатурационная кривая СОг круче, чем сатурационная кривая Oz; см. рис. 6.7, А). Поскольку же общее давление газов в альвеолярном воздухе составляет примерно 760 мм рт. ст., их абсорбция неизбежна.

Изменения парциальных дав­лении газов в альвеолах при этом довольно сложны, однако можно показать, что скорость спадения альвеол ограничена быстротой перехода в кровь азота. Поскольку этот газ плохо растворим, он играет роль своеобразной “распорки”, поддер­живающей структуру альвеол и замедляющей их спадение.

Этот эффект наблюдается даже при относительно малых кон­центрациях Ng в альвеолярном воздухе. Тем не менее после­операционный ателектаз часто встречается у больных, дыша­щих газовыми смесями с высоким содержанием 02. Особенно высокая вероятность спадения в нижних отделах легких, где паренхима расправлена в наименьшей степени (рис. 7.

8), а дыхательные пути фактически закрыты (рис. 7.9). Сходные механизмы абсорбции обусловливают и постепенное “расса­сывание” пневмоторакса или воздуха, введенного под кожу.

Невесомость

Отсутствие тяготения сопровождается целым рядом фи­зиологических сдвигов, которые пока еще плохо изучены. Вен­тиляция и перфузия легких при этом становятся более равно­мерными, что несколько улучшает газообмен (см. рис. 5.8 и 5.11).

Поскольку кровь не застаивается в нижних конечностях, ее циркулирующий объем вначале возрастает, и в результате увеличивается мочеотделение. При возвращении на Землю наблюдается дисфункция сердечно-сосудистой системы, прояв­ляющаяся ортостатической гипотензией.

При невесомости мо­жет наблюдаться декальцификация костей и атрофия мышц, по-видимому, связанные с их бездействием. Масса эритроци­тов слегка уменьшается; причины этого пока неясны.

“Кос­мическая болезнь” (синдром адаптации к космическому по­лету) остается серьезной проблемой прикладной физиологии.

Высокое давление

При водолазном погружении давление увеличивается на 1 атм с каждыми 10 м глубины. Внешнее давление, уравнове­шенное с давлениями внутри организма, само по себе отно­сительно безвредно 1). Однако если какая-либо воздухоносная полость (например, легкие, среднее ухо или носовые пазухи)

1) При давлении у несколько сот атмосфер изменяются химические. реакции, например, происходит сдвиг сатурациониой кривой О”.

ОСОБЕННОСТИДЫХАНИЯ В НЕОБЫЧНОЙ СРЕДЕ

не сообщается с внешней средой, то из-за разницы давлений при погружении она сдавливается, а при подъеме, напротив, стремится расшириться.

Так, ныряльщики перед всплытием обязательно должны сделать выдох, так как в противном случае может наступить чрезмерное расширение и разрыв легких.

При погружении на глубину увеличивается плотность газов, что сопровождается повышением работы, затрачивае­мой на дыхание (см. с. 114). В результате может происхо­дить задержка COz (особенно при физической нагрузке),

Декомпрессионная болезнь

Во время водолазного погружения парциальное давление nz возрастает, и в результате этот плохо растворимый газ накапливается в тканях. Особенно активно азот захватыва­ется жировой тканью, в которой он растворяется лучше, чем в других.

Однако, во-первых, кровоснабжение этой ткани не­велико, во-вторых, кровь может переносить лишь малое коли­чество азота, и в-третьих, он диффундирует медленно, так как малорастворим.

В результате для уравновешивания концен­траций Na в тканях и окружающей среде необходимо не­сколько часов.

Во время подъема азот медленно удаляется из тканей. Если декомпрессия происходит слишком быстро, образуются его пузырьки подобно тому, как углекислый газ выбрасы­вается из открытой бутылки шампанского в виде пены.

Когда таких пузырьков мало, они не вызывают осложнений, однако большое их количество сопровождается болями, особенно в области суставов (“кессонная болезнь”). В тяжелых случаях могут возникать такие неврологические осложнения, как глу­хота, нарушение зрения и даже параличи.

Это связано с заку­поркой пузырьками кровеносных сосудов центральной нерв­ной системы (ЦНС).

Для лечения декомпрессионной болезни пострадавшего необходимо снова поместить в среду с высоким давлением. При этом объем пузырьков азота уменьшается за счет рас­творения этого газа, что иногда приводит к резкому улучше­нию состояния человека.

Профилактика кессонной болезни сводится к постепенному проведению декомпрессии в не­сколько этапов. Существуют специальные полутеоретические и полуэмпирические рекомендации по скорости декомпрессии для водолазов.

Даже при очень коротком погружении на большую глубину постепенная декомпрессия порой требует нескольких часов.

Вероятность развития декомпрессионной болезни при глу­боком погружении может быть снижена, если во время него

Источник: https://StudFiles.net/preview/4643547/page:4/

10 распространенных заблуждений о космосе

Невесомость и высокое давление

Многие люди заблуждаются по поводу того, что происходит в космосе.

Справедливости ради, весьма не многие из нас были в космосе (мягко говоря), а космос для многих из нас сложился с девятью планетами в Солнечной системе и волосами Сандры Буллок («Гравитация»), которые не развеваются в условиях невесомости. Найдется хотя бы один вопрос о космосе, на который любой человек ответит неверно. Давайте разберем десять распространенных мифов о космосе.

Люди взрываются

Возможно, один из самых старых и распространенных мифов о космосе звучит так: в безвоздушном пространстве космоса любой человек взорвется без специального скафандра.

Логика в том, что поскольку там нет никакого давления, мы бы раздулись и лопнули, как воздушный шарик, который надули слишком сильно. Возможно, вас удивит, но люди куда более прочные, чем воздушные шарики. Мы не лопаемся, когда нам делают укол, не лопнем и в космосе — наши тела не по зубам вакууму.

Раздуемся немного, это факт. Но наши кости, кожа и другие органы достаточно устойчивы, чтобы пережить это, если кто-то не будет активно их разрывать. На самом деле, некоторые люди уже переживали условия чрезвычайно низкого давления, работая в ходе космических миссий.

В 1966 году один человек тестировал скафандр и внезапно подвергся декомпрессии на 36 500 метров. Он потерял сознание, но не взорвался. Даже выжил и полностью восстановился.

Люди замерзают

Это заблуждение часто используется в фильмах. Кто из вас не видел, как кто-то оказывается за бортом космического корабля без костюма? Он быстро замерзает, и если его не вернуть обратно, превращается в сосульку и уплывает прочь. В реальности происходит прямо противоположное.

Вы не замерзнете, если попадете в космос, вы, наоборот, перегреетесь. Вода над источником тепла будет нагреваться, подниматься, остывать и опять по новой. Но в космосе нет ничего, что могло бы принять тепло воды, а значит остывание до температуры замерзания невозможно. Ваше тело будет работать, производя тепло.

Правда, к тому времени, когда вам станет нестерпимо жарко, вы уже будете мертвы.

Кровь кипит

Этот миф не имеет ничего общего с тем, что ваше тело перегреется, если вы окажетесь в безвоздушном пространстве. Вместо этого он напрямую связан с тем, что любая жидкость имеет прямую связь с давлением окружающей среды. Чем выше давление, тем выше точка кипения, и наоборот. Потому что жидкости легче перейти в форму газа.

Люди с логикой могут догадаться, что в космосе, где нет давления вообще, жидкость будет кипеть, а кровь — тоже жидкость. Линия Армстронга проходит там, где атмосферное давление настолько низкое, что жидкость будет кипеть при комнатной температуре. Проблема в том, что если жидкость будет кипеть в космосе, кровь — нет. Кипеть будут другие жидкости вроде слюны во рту.

Тот человек, которого декомпрессировало на 36 500 метрах, говорил, что слюна «сварила» его язык. Кипение такое будет больше похоже на высушивание феном. Однако кровь, в отличие от слюны, находится в закрытой системе, и ваши вены будут удерживать ее под давлением в жидком состоянии.

Даже если вы будете в полном вакууме, тот факт, что кровь замкнута в системе, означает, что она не превратится в газ и не улетучится восвояси.

Солнце

Солнце — это то, с чего начинается изучение космоса. Это большой огненный шар, вокруг которого обращаются все планеты, который находится достаточно далеко, но греет нас и при этом не сжигает. Учитывая то, что мы не могли бы существовать без солнечного света и тепла, можно считать удивительным большое заблуждение о Солнце: что оно горит.

Если вы когда-нибудь обжигали себя пламенем, поздравляем, на вас попало больше огня, чем могло дать вам Солнце. В реальности Солнце — это большой шар газа, который испускает свет и тепловую энергию в процессе ядерного синтеза, когда два атома водорода образуют атом гелия. Солнце дает свет и тепло, но обычного огня не дает вообще.

Это просто большой и теплый свет.

Черные дыры — это воронки

Есть еще одно распространенное заблуждение, которое можно списать на изображение черных дыр в кино и мультфильмах. Разумеется, черные дыры «невидимы» по своей сути, но для аудитории вроде нас с вами их рисуют похожими на зловещие водовороты судьбы.

Их изображают двухмерными воронками с выходом только на одной стороне. В реальности черная дыра — это сфера. У нее нет одной стороны, которая засосет вас, скорее она похожа на планету с гигантской гравитацией.

Если вы подойдете к ней слишком близко с любой стороны, вот тогда вас поглотит.

Все мы видели, как космические корабли совершают повторный вход в атмосферу Земли (так называемый re-entering). Это серьезное испытание для судна; как правило, его поверхность сильно разогревается.

Многие из нас думают, что это из-за трения между кораблем и атмосферой, и в этом объяснении есть смысл: как бы корабль был окружен ничем, и вдруг начинает тереться об атмосферу с гигантской скоростью. Разумеется, все будет раскаляться. Что ж, правда в том, что трению отводится менее процента тепла во время повторного входа.

Основная причина нагрева — компрессия, или сжатие. Когда корабль несется обратно к Земле, воздух, через который он проходит, сжимается и окружает корабль. Это называется головной ударной волной. Воздух, который сталкивается с головой корабля, толкает его.

Скорость происходящего приводит к тому, что воздух нагревается, не имея времени на декомпрессию или охлаждение. Хотя часть тепла абсорбируется тепловым щитом, красивые картинки повторного входа в атмосферу создает именно воздух вокруг аппарата.

Хвосты комет

Представьте на секунду комету. Скорее всего, вы представите кусок льда, несущийся сквозь космическое пространство с хвостом из света или огня позади. Возможно, для вас будет сюрпризом, что направление хвоста кометы не имеет ничего общего с направлением, в котором движется комета.

Дело в том, что хвост кометы не является результатом трения или разрушения тела. Солнечный ветер нагревает комету и приводит к таянию льда, поэтому частицы льда и песка летят в противоположном ветру направлении.

Поэтому хвост кометы не обязательно будет тянуться за ней шлейфом, однако всегда будет направлен в сторону от солнца.

Меркурий

После понижения Плутона по службе, Меркурий стал самой маленькой планетой. Также это ближайшая к Солнцу планета, поэтому вполне естественно было бы предположить, что это самая горячая планета нашей системы. Короче, Меркурий — чертовски холодная планета.

Во-первых, в самой горячей точке Меркурия температура составляет 427 градусов по Цельсию. Даже если бы на всей планете сохранялась такая температура, все равно Меркурий был бы холоднее Венеры (460 градусов).

Причина того, что Венера, которая почти на 50 миллионов километров дальше от Солнца, чем Меркурий, теплее, кроется в атмосфере из углекислого газа. Меркурий похвастать не может ничем.

Другая причина связана с его орбитой и вращением. Полный оборот вокруг Солнца Меркурий совершает за 88 земных дней, а полный оборот вокруг своей оси — на 58 земных дней. Ночь на планете длится 58 дней, что дает достаточно времени, чтобы температура упала до -173 градусов по Цельсию.

Зонды

Все знают, что марсоход «Кьюриосити» в данный момент занимается важной исследовательской работой на Марсе. Но люди забыли о многих других зондах, которые мы рассылали на протяжении многих лет. Марсоход «Оппортьюнити» приземлился на Марсе в 2003 году с целью провести миссию в течение 90 дней. Спустя 10 лет он все еще работает.

Многие люди думают, что мы никогда не отправляли зонды на планеты кроме Марса. Да, мы отправили множество спутников на орбиту, но посадить что-то на другую планету? Между 1970 и 1984 годами СССР успешно посадил восемь зондов на поверхности Венеры. Правда, все они сгорели, благодаря недружелюбной атмосфере планеты.

Самый стойкий венероход прожил около двух часов, гораздо дольше, чем ожидалось.

Если мы отправимся чуть дальше в космос, мы достигнем Юпитера. Для роверов Юпитер — это еще более сложная цель, чем Марс или Венера, поскольку состоит почти целиком из газа, на котором ездить нельзя. Но это не остановило ученых и они отправили туда зонд.

В 1989 году космический аппарат «Галилео» отправился изучать Юпитер и его спутники, чем и прозанимался следующие 14 лет. Он также сбросил зонд на Юпитер, а тот отправил информацию о составе планеты.

Хотя на пути к Юпитеру находится и другой корабль, та, самая первая информация, имеет неоценимое значение, поскольку на тот момент зонд «Галилео» был единственным зондом, погрузившимся в атмосферу Юпитера.

Состояние невесомости

Этот миф кажется настолько очевидным, что многие люди никак не хотят переубеждать себя. Спутники, космические аппараты, астронавты и другое не испытывают невесомости. Настоящая невесомость, или микрогравитация, не существует и никто ее не испытывал никогда.

Большинство людей находятся под впечатлением: как же так, астронавты и корабли плавают, поскольку находятся далеко от Земли и не испытывают действие ее гравитационного притяжения. На самом деле именно гравитация позволяет им плавать.

Во время облета Земли или любого другого небесного тела, обладающего значительной гравитацией, объект падает. Но поскольку Земля постоянно движется, эти объекты не врезаются в нее.

Гравитация Земли пытается затащить корабль на свою поверхность, но движение продолжается, поэтому объект продолжает падать. Это вечное падение и приводит к иллюзии невесомости.

Астронавты внутри корабля тоже падают, но кажется, будто они плавают. Такое же состояние можно испытать в падающем лифте или самолете.

И вы можете испытать 23 секунды невесомости в самолете, свободно падающем на высоте 9000 метров.

Источник: https://Hi-News.ru/space/10-rasprostranennyx-zabluzhdenij-o-kosmose.html

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.

    ×
    Рекомендуем посмотреть