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달톤의 나이트록스 법칙
james
10-04-24 00:00
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EANx 달톤의 법칙
이미 알고 있을지 모르나 엔리치드 에어 나이트록스(EANx)는 질소의 비율을 감소시키고 산소가 더 많이 더해져 무정지 다이빙 시간을 늘릴 수 있게 해 주며, 이 때문에 레크레이셔널 다이버들에게는 엄청나게 인기를 얻고 있고 또는 테크니컬 다이빙에서 용해된 질소와 헬륨 제거를 가속화 하여 감압 정지시간을 단축하기 위해서도 사용됩니다.
EANx를 사용하여 레크레이셔널 다이빙을 하는 경우, 보통 특별한 EANx 테이블들 또는 EANx 컴퓨터를 이용하여 한계를 알아보고 그 안에 머물게 되며, 그러나 대등 공기 수심(EAD/ Equivalent Air Depth) 공식을 배워, 아무 EANx 블랜드라도 보통의 테이블을 이용할 수 있게 해 주고, 이 공식은 실질적으로 달톤의 법칙을 적용한 것입니다.
미터식:
(1-산소%) x (수심+10)
EAD = ------------------------ -10
0.79
수학적으로 이 공식은 이 문제 안의 질소 부분압이 공기를 이용할 때와 같아지는 수심을 찾아내고(1-산소%) 부분은 질소 퍼센트를 결정하는 부분이며(수심+10)부분은 MSWA(미터식 바닷물 절대압)를 결정하고, 이 둘은 곱하면 질소 부분압을 MSW(Meters of Sea Water)로 얻게 됩니다. 이를 공기 중 질소의 분율인 0.79로 나눔으로 공기가 동등한 부분압을 가질 MSWA의 수심을 알려주게 되며, 마지막으로 10을 뺌으로 절대압을 수심계 또는 다이브 컴퓨터를 읽을 때의 게이지압으로 바꾸는 것입니다.
또한 달톤의 법칙 공식인 PA= P total x A의 부피 %를 이용하여 주어진 EANx 블렌드의 최대수심을 알아낼 수도 있고, 최대수심은 산소 부분압 1.4바/ata이며, 만약 EANx 36(산소 36%)을 이용하여 다이빙한다고 가정해보면,
1.4바/ata = Ptotal x 0.36
3.89바/ata = Ptotal
바를 미터로 환산하면 38.9 mswa 이며, 10을 빼서 수심 29미터를 얻게 됩니다. 따라서 EAVx 36을 사용하여 레크레이셔널 다이빙의 일반적 최대 한계 40미터까지 다이빙하게 되면, 이미 산소의 최대수심 한계를 넘는 것이 됩니다.
T 공식
주어진 절대압과 믹스 안의 기체 퍼센트에서 기체의 부분압이 무엇인지 알아내기 위해서 달톤의 법칙을 이용할 수 있으며, 또한 주어진 절대압과 부분압에서 기체의 퍼센트는 무엇인지도 알아낼 수 있고, 당신이 이 둘을 안다면 세 번째 요소 역시 알아낼 수 있습니다.
이를 편리하게 만들기 위해 이 T 공식을 이용하면 됩니다.
Pg
Fg Ptotal
여기에서
Pg= 기체의 부분압
Fg= 기체의 퍼센트(소수점으로 표시된 것, 예, 36%는 0.36으로 표시)
P total= 총 절대압
T 공식을 이용하여 여러분이 구하고자 하는 값을 나머지 두 개의 정보를 앎으로 구할 수 있고, 예를 들어 Fg 와 P total 값을 알고 있고 Pg 값을 구하고자 한다고 하면, Pg를 가리면 Fg와 P total이 바로 옆에 나란히 자리하여 이 두 값을 곱하면 Pg를 구할 수 있으며, 만약 Fg와 Pg 값을 이미 알고 있고 P total을 구하려고 한다면, Ptotal을 가려보면 Pg와 Fg가 분수처럼 자리하게 되어, 그래서 Pg를 Fg로 나누면 P total 값을 구할 수 있습니다.
대게의 경우에 우리가 알고자 하는 값은 수심으로 P total 값이 되며, 그리고 기체의 부분압을 바/ata로 표시하기 때문에 이 T 공식을 이용할 때 수심을 바/ata로 환산하는 것이 가장 간단합니다.
예제:
20미터의 수심으로 다이빙을 계획하고 있고 산소 부분압이 1.2바/ata를 넘지 않기를 원한다면, 이 다이빙을 가능하게 하는 최대 산소 분합은 얼마일까?
T공식을 적용하여 우리는 Pg(PO2 = 1.2바/ata)와 Ptotal(20미터 = 3바/ata)값을 이미 알고 있고, Fg(믹스 안의 산소 분합량)를 구하고자 한다면, F 값을 가리면 Pg 와 Ptotal이 분수로 남게 되고, 그래서 Pg(1.2)를 Ptotal(3)으로 나누면, 1.2 ÷ 3 = 0.4 또는 40%의 산소 분합이 최대 산소량이 됩니다.
참고문헌: Instructor Manual(PADI)
The Encyclopedia of Recreational Diving(PADI)
Diving Knowledge Workbook(PADI)
Divemaster Manual(PADI)
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