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气体的柢念 我不不运动论的观点，物体分于间存在者吸引1力，这将似物体分天不的 灣想对，公子网又公产生推后力，，他分子他迎為拉开。一般粮的吃你分子阿的旺路故大，且分不的m看 很小，按服万有 1力定你可知，一体分子问的作用力是很小的。 为了研究方他，我们证塔您略气你分手的的作用方。所開理想公体，就是分子向设有相互作用力的气 体。 由于理想气体分于问没有作用力，二T体分子可以自曲运动，遊成气体没有一定的，状，体积在没有州 力的情况下，具有无限扩妝的性质。 因为气休分子同的距高很大，一气体在外力作用下具有易东縮性的特点。自然界的气休业然非究全應义 上理想气休，但我们把亡看作理想气体来研究，按理想一休理论推号出的有关二体定徘进行计鲜，所科的 結论误鉴很小。故我们在有兴气体定徘的计领中，都把文际的气体不做足理想“体。这样处理可大大简化 研究过程。 二、 气体的状态参量 对于一定质的一休，我们常用气体的体积（w、乐强(D)和温度(T)米描述其状态，这三个量称为气质 的状态参量。 由于气体可以自由移动，所以具有充满整个容器的性质。因此气体的体积由容器的容积来决定。气佛 体积的法定单位为立方米(m、立方厘米(cm?）和升（心)等。 温度是用来表示物体冷热程度的物理量。我们常用的温度是投氏温度。在气体定律的计算时不能尋後 用摄氏温度，而应使用热力学温度《或叫 温度)。其单位是开尔文，简称开(K)。 温度(T)和摄氏温度()之间的关系为 T= t+273 从上式可看出，t--273°C时， 温度T=OK。我们把这时的温度叫 零度。 压强在气体定律的计算中用的是 压强。相对压强不能直接代入气体定律公式中计算。三、理想气体的气态方程 对于一定质量的气体，如果三个状态参量P、V和工都不改变，我们说气体处于某一状态。如果这三 个量或任意二个量同时变化，我们说气体的状态改变了。 实验证明：一定质量的理想气体，它的压强和体积的乘积与 温度的比，在状态变化时始终保持不 变，即：-征量 政一“-号兴 (2-6) 我们把 2-6 式称为理想气体的气态方程。 式中P、V、工分别为 种状态的压强、体积和 温度；P2、V．工,分别为第二种状态的压强， 体积和 温度。 气态方程描述了气体压强、体积和 遏度之间的变化规律 对于一定质量的气体，如果压强、体积和 温度三个量中一个量保持不变，那么根据2-6 式可以分 别得出，其余两个量之间的关系。 （一）波义耳一马咯特定律 气体状态交化时，温度保特不变的过程叫做等温过程。根据 2-6 式，当工=巧,时 P V=P,V,=恒量 (2-7) 即： 一定质量的气体，在温度保持不变时，气体的压强与体积成反比 这个规律是 17 世纪，由英国科学家波义耳和法国科学家马路特分别发现的。我们把2-8 式称为波义耳 -马略特定律， （二）萱?吕萨克定律 气体状态变化时，压强保持不交的过程叫做等压过程。根据 2-6式，当P=P2时， -常 2=恒 (2-8) 即： 一定质量的气体，在压强保持不变时，气体的体积与 温度成正比。 这个规律由法国科学家盖 ?吕萨克早发现。我们把2-8式称为盖 ?吕萨克定律。 （三）查理定律 气体状态变化时，体积保持不变的过程叫等压过程。 根据2-6式，当 V-V时， 号-证址 (2-9) 即： 一定质量的气体，在体积保持不变时，气体的压强和 温度成正比。 这个规律由法国科学家查理首次发现。我们把2-9式称为查理定律。 例2.3 将常压下 31m°的空气（温度23C），压入容积为 8m° 真空的加压舱内，这时舱上压力表指到 0.3MPa。 问舱内空气的温度为多少？ 解：常压空气的 压强为 0.1MPa，舱内空气的压强 0.3MPa 是相对压强。在空气的压缩过程中，质 量保持不变，可运用2-6式。 己知：PI=0.1MPa VI= 31m" TI=23+273=296K P,=0.3+0.1=0.4MPa V2=8m? 求：T 根据 2-6 式Tz= Pa: V2. T, P?V -2.12号 ×296-=305.5CK) ?2= Ta-273=32.5(C) ?舱内空气温度升到 32.5°C。例2.4 自携式潜水员，下水前用压力表测得气瓶压强为 12MPa，瓶内空气为 50°C，现潜入 20m 水深 处，水温为 10°C。问潜水员到达水底时气瓶内空气的相对压强为多少？ 解：潜水员从水面到达水底的过程中，需不断呼吸，消耗瓶内压缩空气，也就是说瓶内空气的质量非 恒定，2-6 式已不适用。但如果潜水员快速到达水底，我们可以忽略瓶内空气质量的减少，即近似认为值 定，这样2-6式仍可近似使用。同时，因潜水员快速到达水底，瓶内空气的温度也不可能同步降至水温， 但为了计算方便，我们近似认为潜水员到达水底，其瓶内气温亦降至水温。 己知：p= 12+0.1=12.IPa T,=50+273=323K 12=10+273=283K VI=V 求：p2 根据29武号一号 可得：Py= 31. T2=12] ×283=10.6(MPa) ??相对压强=P2-0.1=10.5（MPa) 例2.5 自携式潜水员，在水下 20m 水深处，深呼吸吸足压缩空气，然后取下呼吸器，屏气上升出水， 问到达水面时，其肺部体积为水下 20m 时的多少倍？ 解：潜水员在 20m 水深时，其肺部承受到压强与静水压强及水面大气压强之和相等。出水后，与大气 压强相等。因是屏气出水，肺部内空气的质量保持不变。 如果我们不考虑水温和气温的差异，则可运用2-7 式计算， 己知：P,=P 0+0.1=0.01×20+0.1=0.3MPa P2=0.1MPa TI=T? 得：V PI = 0.3=3 即：V,=3V1 Pa 0.1 ?出水后肺部的体积是水下 20m 时的三倍。 从这个例题可以知道：这种屏气出水是相当危险的，肺部过度膨账会引起肺气压伤。正确的出水方法 是出水过程不断呼出肺部气体，随深度的减少，肺部内存量气体的质量不断减少，这样到达水面时，肺高 体积不会出现明显膨胩。

水下打捞——水下工程作业之一 水下打捞就是打捞沉没于水中物体的工程。包括打捞船舶、飞行器、货物等。在航道、港口水域中的打捞作业，可达到清理通航障碍物的目的。打捞是一项综合性技术，涉及测量、潜水、水下切割、封堵、水下 和水下焊接等等。 沉船打捞方法 根据沉船的大小以及其事件发生的具体地点，可分别采用6种不同方法来处理，然各种方法可单独采用，也可几种方法联合采用称为综合打捞法，视具体事件而定。下面针对这6种方法详细解析： ①封舱抽水打捞法。应先沉船破口封堵后，然后将船内的水抽出，使船浮起，因封补严密困难，风浪大时难作业，故较少采用。 ②浮筒打捞法。用若干浮筒在水下充气后，借浮力将沉船浮出水面，此法浮力大而可靠，施工方便、。 ③船舶抬撬打捞法。用钢缆兜于沉船船底，用打捞船上的起重设备将沉船提起，打捞时一般要用两艘或多艘打捞船共同作业。 ④泡沫塑料打捞法。将比重轻的闭孔泡沫塑料输入沉船舱内，排去海水，借泡沫浮力抬起船舶，此法免去在沉船底穿引钢缆的不便，且减少或免去封舱工作，也适应海上风浪下作业。 ⑤围堰打捞法。当船沉于水深较小的水域时，可筑堰于沉船的周围，抽出堰内的水，将沉船封补或修复，再灌水将船浮起后拆除围堰。 ⑥充气排水打捞法。是向沉船舱内打入压缩空气而排出水体，使沉船浮起。 总之在沉船打捞过程中危险系数非常高，所以要求项目经理必须具备随机应变的能力以及技术层面的要求，不可以死板硬套。很多时候是通过综合打捞法来对沉船打捞。

水下光学基础 水和空气对光的传播来说，是不同的媒质，所以人在水下的视觉不同，一般产生视力减弱、 视野缩小 和色觉改变等。此外，由于水的混油、透明度差，能见度也会呈不同程度的降低。所有这些都会造成潜水 员的水下视觉困难。 但不论是在空气中，还是在水中或是其它媒质中，光的传播规律都是相同的。一、光的直线传誉 光是从物体发出来的，能经发出光的物体叫光源。例文太阳和气行等都是光源。如果光源本身的尺可 比到光源到观察点的距路小得很多时，这样的光源叫城台光源。能梦传播光为动质叫無光約建质。刨起： 空气、水和玻璃等都是光的蝶质。 在点光源的照射下，在不透明的物终背后会出现清济的彩子。 影子为老状与光源为中心食出的直线所 构成的几何投影形狀一致，在黑夜。我们可以观察到手电简发出的光，其路线是直的。这兰现余表明光在 空气中沿直线传播。 实验证明：光在任何一种均匀業质里都沿直线传福。这就是光的直线传播定锋。 应注意的是，光线只在均匀的媒质中沿直线传语。在丰均匀媒质中光线装医折封而考三， 单位时间内光传播的更高叫光遠。光遠与煤质的密度有关。媒质玄度起小，光遠这大。光在真空中的 速度为3×10"km /s。光在真空中的遠度 ，在空气中的速皮比在真空中路小，可运飲为 3x0m/s.光 在水中的速度大约是空气中的四分之三。在交旁中比水中还小很多。 光在真空中的传播遠度是一切物质运动遠度的聂大校限。 二、光的反射和折射定律 （一）光的反粉定律 光在均匀媒质中是直线传播的。兰光从一科媒质信指到另一業质时，在两科蝶质的分界面上，一部分 光返回原来的媒质，这种现象叫光的反射。 如图2.5所示，工是空气，I是平面镇，A0是入射光线。0日 是反时光线。我们把通过光的入射点。 垂直于镜面的直线 ON 叫法线。入射光线 A0 与法线 ON 的交角上AON 叫獄入射角，反射光线 08 与法錢 ON 的夹角??BON 叫微反射角。 实验证明：反射光线与入射光线和法线在同-平面上，反射光线和入射光錢分居在法钱两侧，反射角 等于入射角。这就是反射定律 如奥让光逆者原来的方向投射到界面上，那它就要逆者原来人射光的方向反射出去。可见，在光的反 射现象中，光路是可逆的。 光的反射 光线在任何两种媒质的界面上都会发生反射，但不同的界面对光的反射是不同的。平滑的界面，如镜 面、平静的水面等，能使平行的入射光线沿着同一方向反射出去，即反射光线也是平行的，这种反射叫做 镜面反射。如果界面租糙不平，即使入射光线是平行的，反射后的光线也不平行，而是射向各个方向，这 种反射叫做漫反射。必须注意，发生漫反射时，每一条光线还是遊守反射定律的。 （二）光的折射定律 光线从一种媒质进入到另一种媒质时，它的传播方向会改变，这种现象叫做光的折射。让一束光从空气中斜者射向水面，我们会看到， 除了一部分光反射回空气，改变了传播方向以外， 还有一部分光进入水中，也改变了传播方向。如图 反射伯 2-6 所示。 为光的入射点，NN’为法线，AO 为入 入射伯 射光，OB 为折射光，0C 为反射光，

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