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압력에 대하여 1)
james (211.♡.20.147)
11-01-26 00:00
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압력에 대하여 1)
우리가 수중으로 들어가게 될 때 압력의 영향을 받는 것을 대부분의 사람들이 알고 있으며, 다이버가 아닌 일반사람들 역시 적어도 2에서 3미터 정도 다이빙할 때 귀에 압력을 경험 함으로서 이를 알고 있습니다(그러나 이 불편함을 완화(Equalization)하는 압력평형 방법은 모를 수 있음)
압력이란 한 면적에 작용하는 힘 또는 무게를 말하며, 이 압력을 수학적으로는 다음과 같이 표시합니다.
압력 = 힘÷면적
다이빙에서 기체들은 압력의 변화와 비례하여 압축되거나 팽창하며, 어떻게 이 기체들이 신체에 영향을 미치는가 역시 압력에 비례하고, 기체의 법칙들을 이용하여 이 변화를 예측하기 위해서 반드시 주어진 수심의 압력을 구할 수 있어야 합니다.
1)대기압:
압력은 많은 원천에서 생겨날 수 있으나 당신의 손으로 테이블 위를 누름으로 압력을 가할 수 있고, 다이빙에서 우리는 우리가 호흡하는 기체의 압력과 우리를 둘러싼 물의 압력에 관심을 갖게 됩니다.
수면에서 우리는 공기의 무게로 발생한 대기의 압력 아래에 있게 되며, 르네상스 과학자 갈릴레오는 처음으로 공기의 무게를 실증하였고, 이탈리아의 수학자 에반젤리스타 토리첼리(Evangelista Torricelli)는 대기가 모든 것을 둘러싸고 있고, 인류가 그 “공기의 바다”아래 살고 있다면 모든 것은 일정한 압력 하에 있을 수 밖에 없다는 것을 결론으로 내렸으며, 한쪽 끝이 밀봉되어 있는 튜브에 수은을 넣은 후 수은이 담긴 그릇에 그 다른 끝을 거꾸로 넣어 세움으로 토리첼리는 대기의 압력을 계산했고, 수은의 무게는 튜브의 위쪽에 공간(진공상태)을 만들어냈으며, 튜브 안의 수은의 양은 76.2cm로 1제곱 센티미터 당 1.03kg/1제곱 또는 인치 당 14.7파운드와 동등하고, 토리첼리는 이것은 튜브 안의 수은의 무게가 그릇에 작용하는 대기의 압력과 같기 때문이라고 추론했습니다.
2)수압:
수중에서 우리는 물의 압력(정수압/hydrostatic pressure이라고도 함)에 영향을 받으며, 이는 공기의 무게가 대기압을 만들어내는 것과 마찬가지로 당신을 아래로 누르는 물의 무게이고, 토리첼리의 설 이후 몇 년이 지난 후에 프랑스의 철학자이자 과학자인 블레이즈 파스칼(Blaise Pascal)은 해수면에 대기압으로 가해진 압력이 약 10미터의 해수에 의해 가해진 압력과 동등하다는 것을 비슷한 실험을 통해서 증명 함으로서 간단한 수학을 이용하여 우리는 이를 구할 수 있게 되었습니다.
미터식을 이용해서, 1리터의 해수가 1.03kg의 무게를 가지고 이를 부피로 하면 1000㎤이며, 다른 말로 하면 10cm 입방체(10cm x 10cm x 10cm = 1000㎤)입니다. 이 입방체의 바닥은 100㎠(10 x 10 = 100)이며, 각 ㎠당 압력을 구하려면 1.03kg을 100㎠ 으로 나누어 0.0103kg/㎠ 이고, 이 말은 각 10cm의 바닷물은 0.0103kg/㎠만큼의 압력을 받는다는 말이 되며, 이것을 미터당 압력으로 바꾸려면 10으로 곱하면(1미터 = 100cm ÷ 10cm = 10) 되어서 각 미터당 압력은 0.103kg/㎠ 이 됩니다.
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참고문헌: Instructor Manual(PADI)
The Encyclopedia of Recreational Diving(PADI)
Diving Knowledge Workbook(PADI)
Divemaster Manual(PADI)
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