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大气的压强 大气的压力，是指大气层中空气对地球表面的压力。 大气压力是由大气的重量所引起的。空气虽然无形无色，但它是由具有重 量的各种物质组成。早在 17世纪，伽利略就发现空气具有重量。 单位面积地面所承受的大气压力叫做大气压强。大气的压力究竟有多大 水银 呢？由于大气层的体积巨大无比，显然无法用衡器来称量。17 世纪 40 年代意大利科学家托利拆利根据伽利路实验的启发，决定测定大气的 重量。 托里拆利用一根长一米，口径一平方厘米， 一端密封的玻璃管，装满水银 （水银的密度为水的 13.6 倍)。 用一个手指将开口的一端密封，然后将玻璃倒 置并插入装有水银的槽内。移开手指，玻璃管内的水银下降，当达到距槽中的 图2-3 托里塞利试验 水银液面高度为 760mm 时，水银停止下降，并一直保持这一高度（图 2-3)。 托利拆利实验说明，压在槽内上方空气的重量等于 760mm 水银的重量。 后来，法国科学家帕斯卡重复了托利拆利试验。他证明：只要截面面积相同，地球上高达几千公里的 空气柱重量与 10m 海水水柱的重量近似相等。 根据上面结论，我们可以计算出， 一平方厘米的地面，其上空的大气重约为 1.033 6kg。 地球表面大 压强约为 0.1013MPa. 地球表面大气压强的值并非恒定不变的，它随天气，海拔高度等因素有关，但地球表面大气压强的值 波动范国很小，并且国绕0 1013MPa 波动。当大气压强值等于 0.101 3MPa 时，我们称之为标准大气压。 潜水作业有关计算中，不考虑大气压强值的变化，并用0.1MPa 作为大气的压强值。 湿度 空气中含有水蒸汽，潜水混合气中也会有一定量的水蒸汽。水蒸汽是水的气态形式，它也遊循气体六 律。 大气中水蒸汽的含量叫做湿度。温度大则表明空气中所含水分多。潜水员呼吸气体中应含适量的水 汽，这样可以滋润人体组织。但是如果温度过大，潜水员会感觉不适，且当水蒸汽冷凝为水时，可引起 气软管和装具中的气路结冰堵塞，使潜水员面窗模糊。果我们将一定量的水装入一个广口瓶，然后将瓶密封，这时由于水分子的运动， 一部分水将蒸发到 方的气体中，同时气体中一部分水蒸汽将回到瓶内水中。 水将持续蒸发，终将会出现离开液体表 蒜汽分子数与返回水中的分子数相等的平衡状态，此时称之为瓶内上空空气己被水蒸汽饱和。 度与水蒸汽的分压有关，而水蒸汽的分压与液态水的温度有关。当水温和水面气温上升时，更多的 将蒸发到气体中，直至达到更高的水蒸汽分压的平衡状态。如果水和气体温度降低，那么气体中的 将凝结为液态水，直至出现较低的水蒸汽分压的平衡状态。所以一种气体中水蒸汽所能达到的 决于这种气体的温度。水蒸汽饱和时的温度叫露点。 体中水蒸汽的含量通常用 湿度和相对湿度表示。 对湿度是指单位体积的混合气体中水蒸汽的质量。 对湿度是指混合气体中水蒸汽的质量与同一温度下该混合气被水蒸汽饱和时的水蒸汽质量之比。用 表示。 显然，相对湿度的值在 0~之间。 研究湿度时，还常用到湿球温度和干球温度的概念。千球温度为气体的实际温度。湿球温度是气体 饱和（露点）的温度。只有在相对湿度为 时，两种温度才相等，否则，湿球温度总是低于干 度在常规潜水中对潜水员的影响并不大，但在饱和潜水中，因潜水员长期居住在饱和深度的高压环 湿度对潜水员有一定彤响。一般相对湿度应控制在 50%~70%范围内。若相对湿度过高，潜水员会 潮湿，并容易引起细菌，特别是程菌感染，若相对湿度过低，潜水员会感觉干燥，并使二氧化碳吸 率降低。

潜水技术发展简史 主动从水面灣入水下，再从水下上升出水的过程，称为潜水。過控灣水器和水下机器人灣水，風无人 潜水：潜水员潜水，则为有人潜水。有人潜水可按潜水员机体是否派受商压，分为常压潜水和承压潛水。 有人潜水又可按潜水员机体组织内的情性气体足香达到饱和，分为常规潜水和饱和潜水。随着潜水技术不 断进步，潜水方式愈来愈多，因此，有人潜水还有多种分类方法。 例如，按潜水员的呼吸气体种类可分为 空气潜水、氧气潜水和混合气潜水；按呼吸气体来源，可分为自携式潜水和水面供气式潜水：按呼吸气体 供气方式，可分为通风式 （即连续供气式）潜水、需供式《即按需供气式） 潜水：按呼吸气体回路，可分 为开式、半闭式和闭式潜水，等等， 潜水根据其目的不同，可以分为产业潜水、娱乐潛水、科教潜水和军事潜水。灣水作为人类进入水下 环境的一种手段，在人类原始时代即己开始。如今，潜水己成为经济建设、国防建设和科学研究中不可缺 少的一个特殊的技术工种。潜水在军事上主要用于水下侦察、水下 、投潜救生和水下兵器的打捞等， 在民用上主要用于水产和矿产资源拗察和开发、水下施工、沉船打捞、清扫航道、水库检修、水产养殖和 海洋考察研宄等方面。 潛水技术是指以不同方式潜水所采用的技术。近几十年来，人类为了向海洋进军，潜水技术得到了迅 速的发展。本章旨在简略地回顾潜水各阶段的发展情况和当今潜水技术的发展趋势。 第 节 早期的潜水活动 人类早潜水的确切年代己无法考证，但可以推断是远在有历史记教之前。据《下海半英里》一书中 介绍，早在公元前 4500 年进行的一次考古发据中，就发现了镇联珍珠母的珍宝。在中国，有文字记教的 可以追湖到公元前 2250 年，夏朝皇帝禹曾接收了由部落进贡的牡蛎珍珠贡 品。这些人工制品是先由潜水者采集，然后由工匠制作而成的。 这是人类 在海中屏气潜水作业的早例证。 在与大自然的斗争中，我们的祖先也创造了 不少涉泅水的方法。如流 传于民间的 “狗刨式” “寒鸭浮水”、“扎猛子”等。“扎猛子〞实际上就是 今天的屏气潜水。潜水者屏气潜水时，先吸足一口气，然后潜入水下，在 耐受极限时间之内再急速上升出水（图 1-1）。由于潜水时人的身体直接承 受水下的环境水压，因此，屏气潜水是一种原始的承压潜水技术。屏气 潜水不需要任何器具，所以，在一定条件下仍不失为一种有用的潜水方法。 迄今，世界上屏气潜水的深记录于 2000 年1月18日由一名古巴潜水员 弗朗西斯科创造，他下潜深度达 162m，屏气时间为 3min 12s 屏气潜水有一定的危险性，而且因为屏气时间很短，在产业潜水方面 价值有限，所以为了延长水下时间，必须解决水下呼吸问题。简易的水 下呼吸器是一根潜水呼吸管。采用潜水呼吸管进行水下呼吸的方法，在我 国明朝史料中就有记载。采集珍珠的潜水者用锡制的弯管在水下进行呼吸， 图1-1 屏气潜水 见图 1-2。 这种潜水技术因潜水者肺内气体是常压，故吸气比较费力，只能 下潜很浅的深度。如今，经过改进的潜水呼吸管，在娱乐潜水场所仍在广泛使用。 为了减小水下的呼吸阻力，人们设想出了由潜水者自携气爽进行潜水的方法。气囊潜水是呼吸气体来 白潜水者白携气囊的一种潜水技术。它是现代自携式水下呼吸器的前驱。潜水者在水下，肺内外压力基本 平衡，潜水深度可以不受限制，但是皮质气囊容积有限，可用的气体太少，所以，潜水深度和时间的增加 都很有限。 早期的钟式潜水技术，在公元前 300 多年就有记载，真正应用则在 16 世纪 30 年代。原始的潜水钟为 一只倒扣的木质桶状容器，钟内气体供潜水者呼吸。随着潜水深度增加，气体容积变小，使潜水者动作范图1-2 呼吸管落水 图1-3 原始的潜水钟潜水 围受限，而且钟内气体不能更新，终因缺氧和二氧化碳增高而发生呼吸困难。直到 18 世纪末，鼓风箱 与钟的配合使用，使潜水技术有了新的突破，解决了对水下不能连续供气的问题(图 1-3)。用潜水钟潜水 比用呼吸管或气爽潜水有较多的优点，但钟的本身庞大、笨重，移动操作很不方 便，潜水作业效率低下， 因此，早期的钟式潜水在 19 世纪初叶就告结束。