Что такое разреженный воздух?
В первую очередь стоит упомянуть, что речь пойдет о значении слова «разреженный», а не «разряженный». «Разряженный» означает «быть лишенным заряда».
Разряженным может быть револьвер, а воздух — разреженный.
Что такое разреженный воздух
Слово «разреженный» происходит от прилагательного «редкий». То есть с пониженной плотностью. Это состояние воздуха, когда количество молекул на кубический сантиметр пространства становится меньше, чем в воздухе, которым все привыкли дышать.
В природе он встречается на высоте. Например, в горах или в слоях атмосферы, в которые можно подняться на самолете. Чем выше подниматься над уровнем океана, тем более разреженным будет становиться воздух. В итоге он превратится в вакуум, то есть полное отсутствие молекул воздуха в пространстве.
Снижение плотности с набором высоты происходит потому, что чем дальше от земли, тем меньше на частички кислорода воздействует сила притяжения земли. Получается, что максимальная плотность воздуха у поверхности, особенно там, где произрастает много растений, а в открытом космосе воздуха нет совсем, там полный вакуум. А также разредить воздух можно искусственно.
В самолетах
Пассажирский самолет поднимается над поверхностью земли примерно на 10-12 км. Летающие аппараты с ракетным и турбореактивным двигателем поднимаются и до 100 км, но обывателям на них не попасть, на них летают только специально подготовленные для этого люди. На такой высоте жизнедеятельность человеческого организма невозможна. Если в самолете, находящимся в полете, открыть дверь или произойдет аварийная разгерметизация кабины, то все пассажиры в самолете моментально погибнут.
Но даже в герметичном закрытом салоне люди испытают дискомфортные ощущения:
- повышенное давление;
- идет кровь из носа;
- закладывает уши;
- отекают ноги.
Частые полеты на самолете идут отнюдь не на пользу здоровью. Перепады давления, большое содержание оксида углерода, слишком большое ускорение — все это влияет на сердечно-сосудистую систему. Беременным и больным гипертонией вообще не рекомендуют передвигаться таким способом.
В горах
Самая высокая точка на земле — это вершина горы Эверест. Максимальная точка этой горы достигает более 8 тысяч метров, и это очень высоко.
Инстинктивно человек боится высоты и стремится спуститься пониже. Происходит это не только потому, что с высокого места можно упасть, но и потому, что высота может пагубно и даже фатально влиять на человеческое здоровье.
К свойствам разреженного воздуха невозможно полностью привыкнуть, но можно адаптироваться. Альпинисты, которые поднимаются высоко в горы, годами готовятся к этому. А также знают, что подниматься нужно постепенно, набрав определенную высоту — нужно к ней привыкнуть. Если неподготовленный человек поднимется резко на Эверест или даже гору значительно ниже, то его наверняка подкосит горная болезнь. Для здорового крепкого человека критичная высота от 2,5 км и выше, а для больного или пожилого — от 1 км и выше. Симптомы этой болезни следующие:
- головная боль и головокружение;
- одышка;
- рвота;
- резкий упадок сил, а потом внезапный прилив сил;
- неадекватное восприятие действительности.
Если у человека есть ощущение, что он резко стал счастлив, то это очень нехороший признак. За ним последует сонливость, а если уснуть, то уже не проснешься.
Самое страшное, что горная болезнь может долгое время протекать практически бессимптомно, а потом человек резко теряет сознание. Если ничего не предпринимать и немедленно не спуститься, то человек умрет. Губительнее всего гипоксия или недостаток кислорода для центральной нервной системы.
Лечение разреженным воздухом
Но ведь существует мнение, что горный воздух очень полезен. И это мнение справедливо, более того, существует даже оротерапия – лечение и восстановление разреженным воздухом.
Принцип терапии заключен в помещении человека в капсулу с разреженным воздухом в определенной концентрации.
Эффективна оротерапия в следующих случаях:
- аллергические реакции организма;
- заболевания центральной нервной системы;
- профилактика патологии беременности;
- анемия;
- необходимость стимуляции регенерации.
Применяется методика в России с 1987 года. Проводиться такое лечение должно исключительно в клинических условиях и под наблюдением врача. Ведь и электрический ток, и радиоактивное излучение в неправильных дозах убивают, а в точно подсчитанных лечат. Разредить воздух в клинических условиях позволяет генератор горного воздуха.
Источник
X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум — 2018
ВЛИЯНИЕ РАЗРЯЖЕННОГО ВОЗДУХА НА ПОДГОТОВКУ СПОРТСМЕНОВ
В данной работе мы постараемся определить влияние разряженного воздуха на состояние и здоровье спортсменов, которые проводят свои тренировки от 2-х дней до нескольких месяцах в горах от 1500-3000м над уровнем моря. Так же ставим своей целью определить воздействие горного воздуха на их тренировки и спортивные результаты.
Вокруг нашего земного шара существует воздушная оболочка называемая атмосферой. В зависимости от высоты она имеет различные особенности: процентный состав газов в воздухе, атмосферное давление, солнечная (космическая) радиация, процент влажности. Высота измеряется от уровня мирового океана. Принято называть высоты до 700м -1000м – низкогорьем, от 1000м-3000м – среднегорьем, от 3000м и выше высокогорьем.
При повышении высоты над уровнем моря, снижается общее барометрическое давление, напряжение O2 в альвеолярном воздухе и артериальной крови и процент HBO2 в артериальной крови:
При низкогорье барометрическое давление – 750, альвеолярное pO2 – 103, артериальное pO2 – 95, HBO2 в артериальной крови (%) – 96.
При среднегорье барометрическое давление – 600, альвеолярное pO2 – 76, артериальное pO2 – 70, HBO2 в артериальной крови (%) – 94.
При высокогорье барометрическое давление – 450, альвеолярное pO2 – 54, артериальное pO2 – 50, HBO2 в артериальной крови (%) – 87.
Из изучаемых источников мы можем утверждать, что низкогорье не несет за собой никакого влияние для здоровья спортсмена, его жизнедеятельности или тренировок, поскольку это нормальное атмосферное давление и концентрация кислорода для большинства людей и оно не вызывает каких-либо физиологических изменений в работе организма.
При состоянии покоя организм спортсмена легко приспосабливается к условиям среды среднегорья, но это не равноценно для адаптации организма при тяжелых мышечных нагрузках, так как вегетативных функций организма оказывается недостаточно для полноценного насыщения организма кислородом. Период адаптации у подготовленных спортсменов занимает от 1-2 дней, при индивидуальных особенностях организма несколько часов. Основная же реакция организма на среднегорье это усиленное дыхание, увеличение минутного объема дыхания. Увеличение минутного объема дыхания – это естественная реакция организма на кислородную нехватку, вследствие чего усиливается работа диафрагмы и увеличивается количество потребляемого объема воздуха, так же увеличивается кровоснабжение. Вследствие гипервентиляции организма из легких в избыточном количестве удаляется углекислота, что затрудняет поддержание кислотно-щелочного равновесия и уменьшает степень утилизации кислорода из крови к тканями. Но впоследствии адаптации организм приспосабливается к окружающим условиям, и показатели спортсмена вновь восстанавливаются, но более того зачастую улучшаются, из-за высокой транспортировки кислорода по организму.
Высокогорье создает весьма серьезные испытания для человеческого организма. На высоте свыше 2500м у человека начинается кислородное голодание (гипоксия) из-за сильной разрежённости воздуха, происходит усиленное сердцебиение, повышение работы сердечно-сосудистой системы. Гипоксия очень сильно влияет на нервную систему, органы чувств ослабевают: происходит ухудшение слуха и зрения, потеря способности осязания и вкуса, нарушение координации движения. При таких условиях акклиматизация занимает до 7 дней, при том первые 2 дня в высокогорье могут сопровождаться нарушением умственной и физической деятельностью. А физические показатели спортсменов только в редких случаях доходят до показателей при низкогорье.
На основании данных приведенных выше, можно сделать вывод о сильной зависимости между концентрацией кислорода в воздухе и физическим состоянием спортсмена. В отличие от низкогорья среднегорье и высокогорье несут за собой значительные изменение работоспособности спортсмена. Но позитивный характер для тренировок и результатов имеет только среднегорье, где из-за адаптации под внешние условия происходит развитие способности организма к насыщению тела кислородом, что положительно сказывается на тонусе, психологических и физических показателей спортсмена.
Список используемой литературы
1. Альперн Д.Е. Патологическая физиология [Текст] // 6-е издание, измененное и дополненное – Москва: Медицина, 1965 – с.434.
Источник
Что такое разряжение воздуха
Содержание статьи
Разреженный воздух в горах
Количество кислорода и азота резко сокращается с высотой. Все дело в разности давлений между верхними и нижними слоями атмосферы. Верхние слои сильно давят на нижние, поэтому в последних намного больше воздуха и ниже его давление. Альпинисты, поднимаясь на большую высоту, испытывают некоторые трудности.
Все зависит от высоты, на которой находится человек. Если она не превышает 1 км, разница почти неощутима, и никакого вреда для организма не будет. Высота от 1 до 3 км также не может нанести вреда здоровому человеку (организм легко компенсирует недостаток кислорода). Больным же людям, особенно тем, кто страдает астмой, не следует отправляться в столь опасное путешествие.
На высоте от 5 до 6 км организм здорового человека мобилизирует все системы и заставляет их работать в усиленном режиме из-за недостатка кислорода. Подготовленный человек справляется с такой высотой, поэтому здесь часто располагаются различные исследовательские базы и обсерватории. Здоровый сон и правильное питание помогают организму ученых справляться со стрессовой ситуацией.
Места, расположенные на высоте от 7 км и выше, непригодны для жизни людей. Кислорода здесь настолько мало, что кровь не может в полной мере доставлять его всем органам. Они начинают испытывать кислородное голодание. Человек чувствует усталость, головную боль, ухудшается общее состояние. На высоте от 8 км и выше человек может провести не более 3 дней.
Жизнь в горной местности
Обитатели горных районов имеют гораздо лучшее здоровье и дольше живут, нежели жители равнин. Чем это объясняется? Кислород по своей природе — сильный окислитель. Любой окислитель в организме в большей или меньшей степени вызывает его старение. Но и жить без кислорода человек не может. Для укрепления здоровья нужна несколько меньшее содержание кислорода в воздухе, чем на равнинах.
Оптимальная высота для комфортной жизни составляет около 1500 метров над уровнем моря. Организм испытывает небольшое кислородное голодание, что включает в работу все системы в усиленном режиме. Улучшается кровообращение и вентиляция легких, повышается уровень гемоглобина в крови.
Американские ученые заметили, что для людей, живущих в горах, характерны гортанные звуки в речи. На большой высоте гораздо легче произносить подобные звуки, так как для этого нужно сжать воздух в горле. Это легче всего сделать именно в высокогорных районах, так как здесь воздух более разреженный, чем на равнинах.
Источник
Что такое разреженный воздух? Его свойства и принципы
Плотность воздуха неодинакова. Там, где она меньше, воздух разреженный. Давайте узнаем, что значит разреженный воздух и какими особенностями он характеризуется.
Газовая оболочка Земли
Воздух — неосязаемая, но крайне важная составляющая нашей планеты. Он участвует в процессе обмена энергии, поддерживая все жизненные функции организмов. Он способствует передаче звуков, препятствует переохлаждению Земли и защищает её от чрезмерного влияния солнечной радиации.
Воздух — это внешняя оболочка планеты, называемая атмосферой. Он состоит из множества газов: неона, аргона, водорода, метана, гелия, криптона и т. д. Основная доля приходится на кислород и азот, которые составляют от 98% до 99% воздуха.
Соотношение газов и их количество может изменяться. Так, из-за выхлопов машин и выбросов заводов городской воздух больше насыщен углекислым газом. В лесах, на местности, где нет производств, увеличивается количество кислорода. А вот в районе пастбищ растет доля метана, который выделяют коровы в процессе пищеварения.
Плотность воздуха
На плотность газовой оболочки влияет много факторов, в разных уголках планеты и на разных высотах она отличается. Воздух с небольшой плотностью – это разреженный воздух (от слова «редкий»). Чем он реже, тем дальше его молекулы находятся друг от друга.
Плотность показывает, сколько воздуха находится в одном кубическом метре объема. В качестве стандарта этой величины выбрано значение 1,293 килограмм на кубический метр при нормальных условиях и сухом воздухе.
В физической науке принято различать плотность удельную и массовую. Удельная определяет, сколько весит воздух в одном кубическом метре. Она зависит от географической широты и иннерции от вращения планеты. Массовая определяется исходя из барометрического давления, абсолютной температуры и удельной газовой постоянной.
Главные закономерности возникновения и принципы разреженного воздуха описаны законом Гей-Люссака и Бойля-Мариотта. Согласно им, чем больше температура и ниже давление, тем воздух более редкий. Вместе с этим, важна и его влажность: с её возрастанием плотность уменьшается.
Разреженный воздух и высота
Сила притяжения Земли, как магнит, притягивает все доступные ей тела к себе. Поэтому мы ходим, а не хаотично витаем в пространстве. Поэтому молекул вещества собирается больше именно внизу, а значит, его плотность и давление тоже выше у земной поверхности. Чем дальше от неё, тем эти показатели меньше.
Вы замечали, что с подъемом на большие высоты, например в горах, дышать становится тяжелее? Все из-за того, что там разреженный воздух. С высотой общее содержание кислорода в одном литре воздуха становится меньше. Он не насыщает кровь должным образом, и мы испытываем трудности в дыхании.
Высоты горы Эверест — 8488 метров. На её вершине плотность воздуха составляет треть от стандартной плотности на уровне моря. Заметить изменения человек может уже на высоте от 1500 до 2500 метров. Дальше изменение плотности и давления чувствуется острее и уже представляет потенциальный риск для здоровья.
Наиболее разряженный воздух характерен для экзосферы – внешнего слоя атмосферы. Она начинается с высоты 500-1000 километров над земной поверхностью. Она плавно переходит в открытый космос, где пространство приближено к состоянию вакуума. Давление и плотность газа в космосе очень низкие.
Вертолет и разреженный воздух
От плотности воздуха зависит очень многое. Например, она определяет «потолок» для подъема над земной поверхностью. Для человека он составляет десять тысяч метров. Но чтобы подняться так высоко, необходима длительная подготовка.
У летательных аппаратов тоже есть свой предел. У вертолетов он составляет примерно 6 тысяч метров. Гораздо меньше, чем у самолетов. Все объясняется особенностями конструкции и принципами работы этой «птички».
Подъемную силу вертолет приобретает при помощи винтов. Они вертятся, разделяя воздух на два потока: над ними и под ними. В верхней части воздух движется по направлению винтов, в нижней части – против. Таким образом, плотность под крылом аппарата становится больше, чем над ним. Вертолет словно опирается на воздух под собой и взлетает.
Разреженный воздух не позволяет создать нужного давления. В таких условиях потребуется сильно увеличить мощность двигателя и скорость движения винтов, что не выдержат сами материалы. Как правило, вертолеты летают в более плотном воздухе на высотах 3-4 тысячи метров. Лишь однажды пилот Жан Буле поднял свою машину на 12,5 тысяч метров, правда, при этом загорелся двигатель.
Источник