Bagaimana Hukum Boyle Berlaku untuk Scuba Diving?

2024 Pengarang: Cyrus Reynolds | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-02-08 06:26

Salah satu konsekuensi luar biasa dari mengikuti kursus scuba diving rekreasi adalah dapat mempelajari beberapa konsep fisika dasar dan menerapkannya pada lingkungan bawah laut. Hukum Boyle adalah salah satu dari konsep ini.

Hukum Boyle menjelaskan bagaimana volume gas bervariasi dengan tekanan sekitarnya. Banyak aspek fisika scuba diving dan teori menyelam menjadi jelas setelah Anda memahami hukum gas sederhana ini.

Hukum Boyle adalah:

PV=c

Dalam persamaan ini, "P" mewakili tekanan, "V" menandakan volume dan "c" mewakili angka konstan (tetap).

Jika Anda bukan ahli matematika, ini mungkin terdengar membingungkan. Tapi, jangan putus asa. Persamaan ini menyatakan bahwa untuk gas tertentu-seperti udara dalam perangkat kompensator daya apung (BCD) penyelam scuba-jika Anda mengalikan tekanan di sekitar gas dengan volume gas, Anda akan selalu mendapatkan angka yang sama.

Karena jawaban persamaan tidak dapat diubah (itulah sebabnya disebut konstanta), kita tahu bahwa jika kita meningkatkan tekanan di sekitar gas (P), volume gas (V) harus lebih kecil. Sebaliknya, jika kita mengecilkan tekanan di sekitar gas, volume gas akan menjadi lebih besar. Itu dia! Itu seluruh hukum Boyle.

Hampir. Ituhanya aspek lain dari Hukum Boyle yang perlu Anda ketahui adalah bahwa hukum hanya berlaku pada suhu konstan. Jika Anda menaikkan atau menurunkan suhu gas, persamaan tidak berfungsi lagi.

Penerapan Hukum Boyle

Hukum Boyle menjelaskan peran tekanan air di lingkungan penyelaman. Ini berlaku dan mempengaruhi banyak aspek scuba diving. Perhatikan contoh berikut:

• Descent- Saat seorang penyelam turun, tekanan air di sekitarnya meningkat, menyebabkan udara di peralatan scuba dan tubuhnya menempati volume yang lebih kecil (kompres).
• Pendakian- Saat penyelam naik, tekanan air berkurang, jadi Hukum Boyle menyatakan bahwa udara di gigi dan tubuhnya mengembang untuk menempati volume yang lebih besar.

Banyak aturan dan protokol keselamatan dalam scuba diving dibuat untuk membantu penyelam mengimbangi kompresi dan ekspansi udara akibat perubahan tekanan air. Misalnya, kompresi dan ekspansi gas menyebabkan kebutuhan untuk menyamakan telinga, menyesuaikan BCD, dan menghentikan keselamatan.

Contoh Hukum Boyle di Lingkungan Selam

Mereka yang telah melakukan scuba diving telah mengalami sendiri Hukum Boyle. Misalnya:

• Ascent- Saat penyelam naik, tekanan air di sekitarnya berkurang, dan udara di BCD-nya mengembang. Inilah sebabnya mengapa dia harus mengeluarkan udara berlebih dari BCD-nya saat dia naik-jika tidak, udara yang mengembang akan menyebabkan dia kehilangan kendali atas daya apungnya.
• Descent - Saat seorang penyelam turun, tekanan air di sekitarnya meningkat, mengompresi udara ditelinganya. Dia harus menyamakan tekanan di telinganya untuk menghindari rasa sakit dan kemungkinan cedera telinga yang disebut barotrauma telinga.

Aturan Keselamatan Menyelam Scuba Berasal dari Hukum Boyle

Hukum Boyle menjelaskan beberapa aturan keselamatan terpenting dalam scuba diving.

Berikut adalah dua contoh:

1. Jangan Menahan Nafas Di Bawah Air - Menurut organisasi pelatihan menyelam, seorang penyelam tidak boleh menahan nafas di dalam air karena jika dia naik (bahkan beberapa kaki) ke suatu area tekanan air yang lebih rendah, udara yang terperangkap di paru-parunya akan mengembang sesuai dengan Hukum Boyle. Udara yang mengembang dapat meregangkan paru-paru penyelam dan menyebabkan barotrauma paru. Tentu saja, ini hanya terjadi jika Anda naik sambil menahan napas, dan banyak organisasi penyelaman teknis mengubah aturan ini menjadi "Jangan menahan napas dan naik."
2. Naik Perlahan - Tubuh penyelam menyerap gas nitrogen terkompresi saat dia menyelam. Saat ia naik ke kedalaman dengan tekanan air yang lebih sedikit, gas nitrogen ini memuai menurut Hukum Boyle. Jika seorang penyelam tidak naik cukup lambat agar tubuhnya menghilangkan gas nitrogen yang mengembang ini, ia dapat membentuk gelembung-gelembung kecil dalam darah dan jaringannya dan menyebabkan penyakit dekompresi.

Mengapa Suhu Konstan Diperlukan untuk Menggunakan Boyle

Seperti disebutkan di atas, Hukum Boyle hanya berlaku untuk gas pada suhu konstan. Memanaskan gas menyebabkannya memuai, dan mendinginkan gas menyebabkannya memampatkan.

Seorang penyelam dapat menyaksikan fenomena ini ketika mereka menenggelamkan tangki selam hangat ke dalam air yang lebih dingin. Pengukur tekananpembacaan tangki hangat akan turun ketika tangki terendam air dingin karena gas di dalam tangki terkompresi.

Gas yang mengalami perubahan suhu, serta perubahan kedalaman, harus memperhitungkan perubahan volume gas karena perubahan suhu, dan hukum sederhana Boyle harus dimodifikasi untuk memperhitungkan suhu.

Hukum Boyle memungkinkan penyelam untuk mengantisipasi bagaimana udara akan berperilaku selama penyelaman. Undang-undang ini membantu penyelam untuk memahami alasan di balik banyak pedoman keselamatan selam scuba.