Una de las fantásticas consecuencias de inscribirse en un curso de buceo recreativo es poder aprender algunos conceptos básicos de física y aplicarlos al entorno submarino. La ley de Boyle es uno de estos conceptos.
La ley de Boyle explica cómo varía el volumen de un gas con la presión circundante. Muchos aspectos de la física y la teoría del buceo se aclaran una vez que se comprende esta simple ley de los gases.
La ley de Boyle es:
En esta ecuación, P representa presión, V significa volumen y c representa un número constante (fijo).
Si no eres una persona de matemáticas, esto puede parecer confuso. Pero no se desespere. Esta ecuación establece que para un gas dado, como el aire en el dispositivo compensador de flotabilidad (BCD) de un buzo, si multiplica la presión del gas circundante por el volumen de gas, siempre obtendrá el mismo número.
Debido a que la respuesta a la ecuación no puede cambiar (por eso se llama constante), sabemos que si aumentamos la presión que rodea a un gas (P), el volumen del gas (V) debe reducirse. Por el contrario, si disminuimos la presión que rodea al gas, el volumen del gas aumentará. ¡Eso es todo! Eso es todo de Boyle
Casi. El único otro aspecto de la ley de Boyle que necesita saber es que la ley solo se aplica a una temperatura constante. Si aumenta o disminuye la temperatura de un gas, la ecuación ya no funciona.
Aplicación de la ley de Boyle
La ley de Boyle describe el papel de la presión del agua en el entorno de buceo. Se aplica y afecta a muchos aspectos del buceo. Considere los siguientes ejemplos:
- Descenso: a medida que un buzo desciende, la presión del agua a su alrededor aumenta, lo que hace que el aire en su equipo de buceo y en su cuerpo ocupe un volumen menor.
- Ascenso: a medida que un buceador asciende, la presión del agua disminuye, por lo que la ley de Boyle establece que el aire en su equipo y cuerpo se expande para ocupar un volumen mayor.
Muchas de las reglas y protocolos de seguridad en el buceo se crearon para ayudar al buceador a compensar la compresión y expansión del aire debido a los cambios en la presión del agua. Por ejemplo, la compresión y expansión del gas lleva a la necesidad de ecualizar sus oídos, ajustar su BCD y hacer
Ejemplos de la ley de Boyle en el entorno de buceo
Aquellos que han estado buceando han experimentado Boyle's
- Ascenso: a medida que un buceador asciende, la presión del agua a su alrededor disminuye y el aire de su chaleco se expande. Por eso tiene que liberar el exceso de aire.
- Descenso: a medida que un buceador desciende, la presión del agua a su alrededor aumenta, comprimiendo el aire en sus oídos. Debe igualar la presión en sus oídos para evitar dolor y una posible lesión en el oído.
Reglas de seguridad para el buceo derivadas de la ley de Boyle
La ley de Boyle explica algunas de las reglas de seguridad más importantes en el buceo.
A continuación, se muestran dos ejemplos:
- No contenga la respiración bajo el agua: según las organizaciones de entrenamiento de buceo, un buceador nunca debe contener la respiración bajo el agua porque si asciende (incluso unos pocos pies) a un área de menor presión de agua, el aire atrapado en sus pulmones se expandirá de acuerdo con Ley de Boyle. El aire en expansión puede estirar los pulmones del buceador y provocar un barotrauma pulmonar. Por supuesto, esto solo ocurre si asciende mientras contiene la respiración, y muchos
- Ascender lentamente: el cuerpo de un buceador absorbe gas nitrógeno comprimido mientras se sumerge. A medida que asciende a una profundidad con menos presión de agua, este gas nitrógeno se expande de acuerdo con la Ley de Boyle. Si un buceador no asciende lo suficientemente lento como para que su cuerpo elimine este gas nitrógeno en expansión, puede formar pequeñas burbujas.
Ascender lentamente: el cuerpo de un buceador absorbe gas nitrógeno comprimido mientras se sumerge. A medida que asciende a una profundidad con menos presión de agua, este gas nitrógeno se expande de acuerdo con la Ley de Boyle. Si un buceador no asciende lo suficientemente lento como para que su cuerpo elimine este gas nitrógeno en expansión, puede formar pequeñas burbujas.
Como se mencionó anteriormente, la ley de Boyle solo se aplica a gases a temperatura constante. Calentar un gas hace que se expanda y enfriarlo hace que se comprima.
Un buceador puede presenciar este fenómeno cuando sumerge un tanque de buceo tibio en agua más fría. La lectura del manómetro de un tanque caliente caerá cuando el tanque se sumerja en agua fría a medida que se comprime el gas dentro del tanque.
Los gases que están sufriendo un cambio de temperatura, así como un cambio de profundidad, deberán tener en cuenta el cambio en el volumen de gas debido al cambio de temperatura, y la ley simple de Boyle debe modificarse para tener en cuenta la temperatura.
La ley de Boyle permite a los buceadores anticipar cómo se comportará el aire durante una inmersión. Esta ley ayuda a los buceadores a comprender las razones detrás de muchas de las pautas de seguridad del buceo.