ศิลปะ
ความงามและสุขภาพ
งานฝีมือ
วัฒนธรรมและประวัติศาสตร์
ความบันเทิง
สิ่งแวดล้อม
อาหารและเครื่องดื่ม
วิศวกรรมย้อนรอย
วิทยาศาสตร์
กีฬา
เทคโนโลยี
อุปกรณ์สวมใส่
ตารางลดความดันของฮอลเดน
แปลแล้ว
Bob

สร้างโดย

Bob

27. สิงหาคม 2026BE
64
0
0
0
0

ตารางลดความดันของฮอลเดน

เป็นเวลากว่าครึ่งศตวรรษที่คนงานในห้องเคซองและนักดำน้ำต้องพิการและเสียชีวิตเพราะสิ่งที่ไม่มีใครมองเห็น พวกเขาทำงานใต้ความดันหลายชั่วโมง ขึ้นมาโดยรู้สึกปกติดี แล้วภายในไม่กี่ชั่วโมงก็ล้มลงพร้อมอาการปวดข้ออย่างรุนแรง อัมพาต หรือเสียชีวิต และเพราะอาการปรากฏหลังเลิกงาน สาเหตุจึงหาได้ยากอยู่นาน ปอล แบร์แสดงให้เห็นใน ค.ศ. 1878 ว่าต้นเหตุคือไนโตรเจน ซึ่งหลุดออกจากสารละลายเป็นฟองเมื่อความดันลดลงเร็วเกินไป ใน ค.ศ. 1908 จอห์น สก็อตต์ ฮอลเดน ร่วมกับอาร์เธอร์ บอยคอตต์และไกบอน ดาแมนต์ ได้เปลี่ยนเรื่องนี้ให้เป็นวิธีการ: ไนโตรเจนละลายเข้าสู่ร่างกายภายใต้ความดันตามสัดส่วนของความดันนั้น เนื้อเยื่อต่างชนิดดูดซับและปล่อยมันออกด้วยอัตราที่ต่างกันมาก และหากความดันโดยรอบลดลงเร็วกว่าที่แก๊สจะออกไปได้ มันจะหลุดออกจากสารละลายเป็นฟองภายในตัวนักดำน้ำ แบบจำลองของเขามองร่างกายเป็นกลุ่มของช่องเชิงทฤษฎีที่มีครึ่งเวลาต่างกัน และข้อค้นพบเชิงปฏิบัติที่สำคัญที่สุดของเขาขัดกับสามัญสำนึก คือการขึ้นเป็นขั้นโดยมีการหยุดพัก ปลอดภัยกว่าการขึ้นช้าๆ อย่างต่อเนื่อง
ขั้นสูง
5 ชั่วโมง 30 นาที

คำแนะนำ

1

ดูฟองหลุดออกจากสารละลาย

กลไกทั้งหมดมองเห็นได้ในขวดน้ำโซดาหนึ่งขวด และการเปรียบเทียบนี้ใกล้เคียงมาก โดยมีข้อจำกัดหนึ่งข้อที่กล่าวไว้ตอนท้าย

  1. หยิบขวดเครื่องดื่มอัดแก๊สที่ยังปิดสนิทมาดู: ของเหลวใส ไม่มีฟอง แก๊สถูกความดันกักไว้ในสารละลาย
  2. เปิดช้าๆ แล้วดูฟองก่อตัวขึ้นทั่วของเหลว
  3. ปิดอีกครั้ง เขย่า แล้วเปิดเร็วๆ: สังเกตว่าแก๊สพุ่งออกมารุนแรงกว่ามากเพียงใด
  4. ตอนนี้เปิดขวดที่สองช้าๆ เป็นขั้นๆ โดยปิดฝาระหว่างการปล่อยแต่ละครั้ง

แก๊สยังคงละลายอยู่ตราบที่ความดันกักมันไว้ และหลุดออกจากสารละลายเมื่อความดันลดลง ส่วนมันจะออกเร็วแค่ไหนขึ้นอยู่กับว่าคุณลดความดันเร็วแค่ไหน การปล่อยเป็นขั้นเกิดฟองน้อยกว่าการปล่อยทันทีมาก

ข้อสังเกตสุดท้ายนั้นคือหลักปฏิบัติของการลดความดันนั่นเอง นักดำน้ำคือขวด ไนโตรเจนคือแก๊สที่ละลายอยู่ และการขึ้นสู่ผิวน้ำคือการเปิดฝา

การเปรียบเทียบนี้มีข้อจำกัดหนึ่งที่ควรพูดถึง: ในขวด แก๊สหนีออกทางผิวหน้า แต่ในนักดำน้ำ ฟองก่อตัวภายในเนื้อเยื่อและหลอดเลือด ซึ่งมันจะอุดการไหลเวียนและกดทับเส้นประสาท โรคจากการลดความดันไม่ใช่ความไม่สบายที่เกิดจากแก๊ส แต่เป็นการบาดเจ็บเชิงกลที่เกิดจากฟองในที่ที่ไม่มีที่ว่างให้มัน

วัสดุสำหรับขั้นตอนนี้:

น้ำอัดลม (ขวดปิดผนึก)น้ำอัดลม (ขวดปิดผนึก)2 ขวด

เครื่องมือที่ต้องใช้:

สมาร์ตโฟนที่ถ่ายวิดีโอสโลว์โมชันได้สมาร์ตโฟนที่ถ่ายวิดีโอสโลว์โมชันได้
แว่นตานิรภัยใสแว่นตานิรภัยใส
2

จำลองช่องเนื้อเยื่อและดูการสะสมแก๊ส

กำลังโหลดสมุด Jupyter…

เครื่องมือที่ต้องใช้:

คอมพิวเตอร์ตั้งโต๊ะคอมพิวเตอร์ตั้งโต๊ะ
3

เส้นทางการตัดสินใจขณะขึ้นสู่ผิวน้ำ

ไล่ตามวงวน ทุกขณะจะมีความลึกหนึ่งที่คุณห้ามขึ้นเหนือกว่านั้น ซึ่งกำหนดโดยช่องที่สะสมแก๊สมากที่สุดในขณะนั้น และช่องนั้นจะเปลี่ยนไประหว่างการขึ้น เมื่อช่องที่เร็วระบายออกและช่องที่ช้าขึ้นมามีบทบาทหลัก

กิ่งสุดท้ายคือกิ่งที่ทำให้คนพลาด นักดำน้ำที่ขึ้นถึงผิวน้ำไม่ได้กลับไปเริ่มที่ศูนย์ ช่องที่ช้ายังคงพาแก๊สอยู่อีกหลายชั่วโมง การดำครั้งที่สองในวันเดียวกันจึงเริ่มต้นด้วยร่างกายที่สะสมแก๊สไว้บางส่วนแล้ว ตารางการดำซ้ำมีไว้เพื่อคำนวณแก๊สคงค้างนี้เท่านั้น และการถือว่าการดำครั้งที่สองเหมือนครั้งแรกเป็นวิธีคลาสสิกที่ทำให้เป็นโรคจากการลดความดัน

การบินหลังดำน้ำคือโจทย์เดียวกันที่กลับเครื่องหมาย: ห้องโดยสารที่ปรับความดันเทียบเท่าความสูงไม่เกิน 2400 ม. คือการขึ้นอีกครั้งหนึ่ง ที่เกิดกับร่างกายซึ่งยังระบายแก๊สไม่หมด คำแนะนำของ Divers Alert Network (2002) คือให้อยู่บนพื้นดินอย่างน้อย 12 ชั่วโมงหลังการดำน้ำครั้งเดียวแบบไม่ต้องหยุดลดความดัน อย่างน้อย 18 ชั่วโมงหลังการดำซ้ำหรือดำหลายวัน และนานกว่านั้นมากหลังการดำที่ต้องหยุดลดความดัน ซึ่งมาจากช่องที่ช้าในแบบจำลองข้างต้นโดยตรง

Flow

Loading...

เครื่องมือที่ต้องใช้:

คอมพิวเตอร์ตั้งโต๊ะคอมพิวเตอร์ตั้งโต๊ะ
4

สร้างการสาธิตการเพิ่มความดันกลับ

การรักษาโรคจากการลดความดันก็คือตัวโรคที่ย้อนกลับ และควรดูว่าทำไม

  1. หาภาชนะรับความดันที่แข็งแรงและใส ภายในมีของเหลวอัดแก๊สที่ปิดไว้และเริ่มเกิดฟองแล้ว
  2. เพิ่มความดันภายนอกด้วยเครื่องอัดอากาศแล้วสังเกตฟอง
  3. คงความดันไว้ แล้วค่อยๆ ปล่อยออกเป็นขั้น

การเพิ่มความดันทำให้ฟองหดเล็กลงและละลายกลับ การปล่อยความดันช้าๆ ทำให้แก๊สออกไปได้โดยไม่ก่อฟองขึ้นใหม่ นี่คือสิ่งที่ห้องปรับความดันทำกับนักดำน้ำที่ป่วยพอดี: นำเขากลับเข้าสู่ความดัน ละลายฟอง แล้วพาขึ้นตามตารางที่ช้าพอให้แก๊สออกทางปอดแทนที่จะก่อฟองอีก

ระหว่างการรักษาจะให้ออกซิเจน เพราะมันทำสองอย่างพร้อมกัน: แทนที่ไนโตรเจนในแก๊สที่หายใจ ทำให้การไล่แก๊สออกจากเนื้อเยื่อชันขึ้น และเพิ่มออกซิเจนที่ไปถึงเนื้อเยื่อซึ่งฟองทำให้ขาดเลือด

ผลงานของฮอลเดนเองในเรื่องนี้เป็นงานด้านการจัดการพอๆ กับด้านสรีรวิทยา เขาจัดทำตาราง: กำหนดการที่ผู้ควบคุมการดำน้ำคนใดก็ทำตามได้โดยไม่ต้องเข้าใจคณิตศาสตร์ การแปลงแบบจำลองทางสรีรวิทยาให้เป็นบัตรพิมพ์ที่คนงานใช้ได้ คือสิ่งที่หยุดการตายได้จริง และเป็นเครื่องเตือนว่าสิ่งที่ส่งมอบนั้นแทบไม่เคยเป็นทฤษฎี

วัสดุสำหรับขั้นตอนนี้:

น้ำอัดลม (ขวดปิดผนึก)น้ำอัดลม (ขวดปิดผนึก)1 ขวด
ภาชนะความดันแบบใส (ผ่านการรับรอง)ภาชนะความดันแบบใส (ผ่านการรับรอง)1 ชิ้น

เครื่องมือที่ต้องใช้:

ปั๊มลม 30 แกลลอนปั๊มลม 30 แกลลอน
เกจวัดความดันเกจวัดความดัน
สมาร์ตโฟนที่ถ่ายวิดีโอสโลว์โมชันได้สมาร์ตโฟนที่ถ่ายวิดีโอสโลว์โมชันได้
กระบังหน้ากระบังหน้า
แว่นตานิรภัยใสแว่นตานิรภัยใส
5

ภาวะเมาไนโตรเจนและพิษออกซิเจน: อีกสองขีดจำกัด

การลดความดันไม่ใช่สิ่งเดียวที่ความลึกทำกับนักดำน้ำ และอีกสองขีดจำกัดมาโดยไม่มีสัญญาณเตือน

  1. คำนวณความดันย่อยของไนโตรเจนที่ 30, 40 และ 60 ม.
  2. คำนวณความดันย่อยของออกซิเจนที่ความลึกเดียวกันเมื่อหายใจด้วยอากาศ
  3. ทำเครื่องหมายว่าแต่ละค่าข้ามขีดจำกัดที่ยอมรับได้ตรงไหน

ภาวะเมาไนโตรเจนเริ่มรู้สึกได้ตั้งแต่ราว 30 ม. และแย่ลงตามความลึก มันเป็นฤทธิ์แบบยาสลบ และอันตรายของมันคือวิจารณญาณที่บกพร่องไม่สามารถประเมินตัวเองได้ นักดำน้ำเล่าถึงความรู้สึกสบายดีจอมปลอมขณะกำลังทำเรื่องโง่ๆ

ขีดจำกัดการทำงานที่ยอมรับสำหรับออกซิเจนคือความดันย่อย 1.4 บาร์ (สูงสุด 1.6 บาร์ สำหรับจุดหยุดลดความดัน) เมื่อหายใจด้วยอากาศ จะถึง 1.4 บาร์ที่ราว 57 ม. และอาการแรกของพิษออกซิเจนอาจเป็นการชัก การชักใต้น้ำขณะคาบเร็กกูเลเตอร์มักถึงแก่ชีวิต ไม่ว่าจะเหลือแก๊สอยู่เท่าใด

ทั้งสองปัญหาแก้ได้ด้วยการเปลี่ยนส่วนผสมแก๊ส ไม่ใช่ตาราง: ฮีเลียมเข้ามาแทนไนโตรเจนเพื่อลดภาวะเมา และสัดส่วนออกซิเจนถูกลดลงสำหรับงานที่ลึก เพื่อให้ความดันย่อยยังทนได้ ไตรมิกซ์สำหรับการดำน้ำที่ลึกมากอาจมีออกซิเจนต่ำเกินไปที่ผิวน้ำ: มันไม่สามารถประคองชีวิตคุณบนเรือได้ และจะหายใจได้ก็ต่อเมื่ออยู่ที่ความลึกเท่านั้น

นี่เป็นข้อจำกัดในการออกแบบที่แปลกจริงๆ และควรครุ่นคิด: แก๊สปลอดภัยเฉพาะในช่วงความลึกหนึ่ง อันตรายทั้งเหนือและใต้ช่วงนั้น การจัดการมันได้อย่างถูกต้องคือเหตุผลที่การดำน้ำลึกด้วยแก๊สผสมเป็นอาชีพ ไม่ใช่งานอดิเรก

เครื่องมือที่ต้องใช้:

คอมพิวเตอร์ตั้งโต๊ะคอมพิวเตอร์ตั้งโต๊ะ

วัสดุ

2

เครื่องมือที่จำเป็น

6

บลูพริ้นท์ที่เกี่ยวข้อง

บลูพริ้นท์เหล่านี้แบ่งปันความรู้ — เทคนิค วัสดุ หรือหลักการ

CC0 สาธารณสมบัติ

พิมพ์เขียวนี้เผยแพร่ภายใต้ CC0 คุณสามารถคัดลอก แก้ไข แจกจ่าย และใช้งานผลงานนี้เพื่อวัตถุประสงค์ใดก็ได้ โดยไม่ต้องขออนุญาต

สนับสนุนเมกเกอร์โดยซื้อสินค้าผ่านพิมพ์เขียวของพวกเขา ซึ่งพวกเขาจะได้รับ ค่าคอมมิชชันเมกเกอร์ ที่ผู้ขายกำหนด หรือสร้างเวอร์ชันใหม่ของพิมพ์เขียวนี้และรวมเป็นการเชื่อมต่อในพิมพ์เขียวของคุณเพื่อแบ่งรายได้

การสนทนา

(0)

เข้าสู่ระบบ เพื่อร่วมการสนทนา

กำลังโหลดความคิดเห็น...