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SCUBAMALL
압력과 고체 액체와의 관계
james
11-08-18 00:00
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압력과 고체 액체와의 관계
기술적으로 모든 물질의 상태들은 압축될 수 있으며, 분자 레벨에서 납이나 탄소, 우라늄 등 아주 밀도가 높은 물체에서조차 원자들과 입자들이 채울 수 있는 것보다 훨씬 많은 공간들이 존재합니다. 납 덩어리가 얼마나 밀도가 높고 무거운지를 고려한다면 이 사실은 믿기 힘들지만, 이러한 물체들이 얼마나 압축될 수 있는지에 대한 아이디어를 제공하기 위해 우주에서 발생하는 어마어마한 중력으로 인해 붕괴된 별들(중성자 별) 안에 존재하는 것으로 여겨지는 물질을 고려할 수 있고, 어떤 우주과학자들은 붕괴된 별 중심을 티스푼으로 하나 떠서 지구로 가지고 오면 10억 톤의 무게가 나간다고 하며, 지구상에 우리를 둘러싼 물질들의 형태를 압축시킬 수 있는 부분이 많이 남아 있다는 이야기가 됩니다.
다행히 이러한 압축을 만들어낼 수 있는 힘들은 지구상에 존재하지 않으며, 그러므로 다이빙의 범위 안에서 우리는 고체와 액체를 압축될 수 없는 것으로 고려하고, 이에 반해 기체들은 크게 압축될 수 있으며, 액체는 압축될 수는 없으나 압력을 전달하고 압력을 가합니다. 파스칼의 원칙에 따르면 물(또는 다른 액체)의 표면에 적용된 외부 압력은 그 액체를 통해 모든 방향으로 동등하게 전달되고, 이를 이용한 것이 유압 기중기(크레인)로 펌프가 피스톤에 있는 유압 유체에 압력을 적용하면 전달된 압력은 피스톤을 팽창시켜 물체를 들어 올리고, 유체 기중기들은 단순히 필요한 압력을 적용하는 것만으로 엄청난 힘을 사용할 수 있습니다.
압력을 전달하는 능력은 수중에서 2가지 주된 방법으로 우리에게 영향을 주는데, 첫째 수중에서는 다이버 위에 있는 모든 물의 압력과 물 위의 대기 상의 압력을 함께 받게 되고, 절대압을 계산할 때 물의 압력을 계산하고 대기압을 더해야 하며, 10미터의 대양에서 절대압은 2바/ata가 되는 것입니다.
1바/atm 대기압 + 1바/ata 수압 = 2바/ata
다이버가 하강하면서 수압은 소금물에서 매 10미터 마다 1기압이 증가하게 되며, 민물에서는 매 10.3미터 당 1기압씩 증가하게 되고, 물은 압축될 수 없기 때문에 이 가치는 수심에 상관없이 일정하게 됩니다.
수심과 압력의 관계가 변화하지 않기 때문에 다이버는 쉽게 어떤 수심에서라도 압력을 결정할 수 있고, 예를 들어 30msw(해수 미터)에서의 주변압을 결정 하려면
30 msw ÷ 10 msw = 3바,
3바 수압 + 1바 대기압 = 4바 절대압 이며,
절대압을 바/ata로 얻은 후에는 제곱 센치미터 당 킬로그램 또는 제곱 인치 땅 파운드 역시 구할 수 있고, 바/ata를 1.03kg/㎠ 또는 14.7psi로 곱하며, 예를 들어 240msw의 수심에서 절대압은 25 ata로(240 ÷ 10) + 1 = 25ata 이며(25L x 1.03Kg = 25.75Kg) 또는(25 x 14.7 = 367.5)를 얻을 수 있습니다.
액체가 압력을 전달한다는 사실 때문에 우리는 그 압력에 의해 쭈그러들지 않고 다이빙을 할 수 있고, 우리의 몸 조직 역시 기본적으로 물로 되어 있기 때문에 압력이 이를 통해 직접적으로 평등하게 모든 방향으로 전달되어 직접적 영향을 받지 않는 것이며, 그러므로 다이버의 몸은 수중에서 가해진 엄청난 압력에도 견딜 수 있는 것으로, 우리 신체 중에서 유일하게 압력을 느끼는 부분은 폐, 사이너스, 유스타키오관의 공기 공간으로 주변압력(절대압)에 맞게 압력평형을 하도록 배워, 불편함과 부상을 예방하게 되는데, 왠 만큼 숙련된 다이버라 할지라도 상승과 하강 시 라인을 이용하는 것이 적극 권장됩니다.
참고문헌: Instructor Manual(PADI)
The Encyclopedia of Recreational Diving(PADI)
Diving Knowledge Workbook(PADI)
Divemaster Manual(PADI)
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