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水下低温对潜水员的影响.热传递的概念 物质的分子运动所产生的能量，叫热能，简称热。热与温度密切相关，但是具有相同温度的物质所含 的热能并不一定相等。所以热和温度是不同的概念。 热的单位是J。 质量为 北g 的物质，温度升高 1C度所需要的热量，叫该物质的比热。比热的单位是J/ Ckg ? C). 气体与固体和液体不同，由于它的分子间距离较大，所以吸热时，体积和压强都会明显增大。因此对 气体比热影响较大，在研究气体的比热时，必须分别从压强和体积中，取其一个为恒量，另一个为交量来 研宄。压强不变时叫等压比热，体积不变时叫等容比热。等压比热大于等容比热。例如：空气的等压比热 为 1005 J/(kg ? C)，等容比热为 712 J(kg ?C)。各种气体的比热见表2-3。 常用气体的比热 J/(kg.C) X22-3 气结名豬 等乐比＄ 1 005 eC 921 X 1 047 14 277 气 $ 234 一餐化碳 837 一氧化欢 1 047 大滋义 1 842 * * H. 19 712 670 754 10 090 3 140 628 754 1382 热能可以从一个物体传递到另一个物体上，这个过程就叫热传递。 热传递有三种方式：传导、对流和辐射。 通过物体直接接触来传递热量的方式叫传导。 通过被加热流体（气体、液体）的远动来传递热量的方式叫对流。 通过电磁波传递热量的方式叫热辐射。 物质的热传导性能通常用导热系数来装示。 导热系数小，则热传导性能差，保温性能好：导热系数大 则热传导性能好，保温性能差。气体的导热系数见花 2-4。 勞用气答的导热系效 裘2-4 华名務 0O时的导热系数 w/(m-C) 3: 0.022 3 M 0.023 3 * 0.022 8 匀 0.157 9 気 " 0.132 1 二氧化改 0.013 7 O5 1.02 7.12 6.23 0.61 物质的热传逆性能与其密度成正比，密度越大，单位时间内传逆的热量越多。二、水下低温对潜水员的影响 潜水员在寒冷的水中作业时，将通过传导和对流的方式散失大量的热量。由于水的导热系数比空气大 得多，故潜水员主要通过传导方式散失热量。 潜水员感到舒适的水温下限约为 21°C。低于这个温度时，潜 水员会感到寒冷，此时，仅穿游泳服的潜水员向水中的散热超过自身体内的热代偿。受冷的潜水员不可能 有效地工作，思维也会受到影响，并且易诱发减压病，严重时甚至会冻僵致死。潜水服所用材料为导热系 数低的热的不导体，穿着潜水服可保持潜水员的体温。在寒冷的水中长时间作业时常需要使用较厚的潜水 服、干式潜水服或热水服，不同水温对潜水的影响和防寒要求见图 2-4。 图2-4 不同水温对潜水的彩响和防寒要求图 因为气体的热传递性能与它的密度成正比，所以随者水深的增加，水压力增大，通过气体绝热屏障的 散热和通过呼吸向四周环境的敢热会明显增加，如果呼吸的是高导热系数的氢氧混合气（导热系数为空气 的 6倍），散热将更多。 呼吸氦氧混合气时，在0.IMPa 时，仅呼吸散热一项就占身体产热量的 10%，,0.7MPa 时，增加至 28%，2.1MPa 时，达到 50%。同时随着水深的增加，水压力将潜水服压缩，潜水服密度变大, 其绝热保暖功能大幅下降。例如一件普通的湿式潜水服在 50m 水深时，其绝热保温能力仅相当手 10m 水 深时的 40%。在上达情况下，仅依靠普通潜水服不能保持体温，必领向身体表面和呼吸气体补充一定的热 量，比如可以穿着热水服和对呼吸气体加热等。

光在水中传播的特点及对潜水员的影响 （一）光在水面上的反射 光线从空气射入水面时有一部分光会被反射回空公里，反射的程度与光线的入射角有关，入射角愈小， 反射光的量愈小，反之则愈大。对于白天来说，中午时太阳光的入射角为零，反射光的量极少，此时水下 照度 。当入射角小于 30°时，反射光约为入射光的 2%：当入射角为 75°时，反射光可达 21.8%。当夕 阳光线照在水面时，入射角几乎为 90°，反射光几乎达 ，此时水下照度很差，潜水员在水质良好的浅 水中也不能看清水下物体。 (二）光在水中的散射 水中含有大量的悬浮颗粒，当光照射到这些外表凹凸不平的颗粒时，光线将向各个方向反射，我们把 这种现象叫做光在水中的妝射。水的透明度越差，其妝射的程度越严重。散射的结果使原为直线传播的光 交为杂乱无章的背景光，潜水员观察到的物体变得模糊不清。 （三）光在水中的吸收 光是具有一定速度的光 子流，当光线在水中传播时，因与水分子及恐浮颗粒的摩擦作用，使其部分能 量转交为提高水温的热能，我们把这种能量的转变称为水对光线的吸收。水对光线的吸收量比空气大千倍 以上。 水越混浊对光的吸收量越大。在清澈的浅水中，经妝射和吸收后的自然光可以使潛水员看到几十米 外的物体，但是在混浊严重的水城，潜水员会像盲人一样什么也看不到。此外，水面的自然光进入水中后， 随着水深的增加，光的吸收量随之剧增，达到一定水深后，所有光都会被水吸收掉，此时水下漆黑一团， 潜水员什么也看不见。 (四）空间祝觉的改交 潜水员在水中空间视觉改变的特点是放大、 位移和失真。 这是因为光从水中进入空一时发生折射现款以及人们习惯于你觉直线光所致。 水下物体看上去显得大 些，其比例为 4（看到的）比3（实际的），距离显得近些，约为实际距高的 3/4。失真是由于来自水下物 体的光线，在水和空气界面上的入射角不同，因而折射角也不同所致。离眼近的光线入射角小，折射角也 小，以致同一物体的各个部位的放大比例不同。于是造成失真。 （五）水下色觉的改交 由于阳光射入水后，按光的波长顾序，随着水深的增加逐渐被吸收。所以在水中，物体的颜色随深度 而异。长波光先被吸收，短波光后被吸收。例如，红色光在 1m 水深左右就被吸收掉，橙色光和黄色光则 分别在 5m 和10m 水深被吸收掉。而水深达 20m 时，仅存蓝绿色光，其它颜色的光都被水吸收掉了，这时， 潜水员看到的多数物体交成蓝色，而红色物体则星黑色。当水深再增加到一定程度时，所有颜色的光都梅 被水吸收掉，这时，水下没有任何光线，潜水员也就不能吞到物体了。