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水的浮力和潜水员的稳性、水的浮力 （一）浮力的概念 把一块木板放入水中，它会浮在水面，用弹餐秤称一个浸在水里的物体，其重量比在空气中称的重量 轻。这些事实说明浸在液体中的物体会受到一个向上的力。这种方向向上的托力，称为液体的浮力。 浮力是怎样产生的呢？ 我们将一个正方体放入盛水的容器中，见图21设A、 B两 面平行于水面。A 面到水面的深度为h。B 面到水面的深度为 ho。 从中可以看出侧面 C和D，E和F处于同一深度，故彼此受到 的静水压力大小相等，方向相反，互相抵消。但A 面和B面则不 C B 同，根据 2-1 式可知，B面压强大于 A面压强。即： Pgh2> pgh, E 设A、B面的面积分别为 s，显然B面的压力一定大于 A面 式中：D一物体受到的浮力，N 8一重力加速度，N/kg p一液体的密度，kg/m3 V一物体排开液体的体积， m 对于纯水，如果口的单位用KN，g取9.8Nkg，则2-3式可简化为 D=9.8V(kN) (2-4) （三）物体的沉浮 一块钢板放入水中会沉到水底，但是用钢板制造的船却可漂浮在水面。为什么会有这种现象呢，原来， 没在水中的物体除受到向下的重力 W外，还受到向上的浮力 D，见图2-2。物体的沉浮是由D和 W共同 作用的结果。 当 W=D时，合力DW=0，此时物体可以在液体内部任何位置平衡。我 们把物体的这种状态叫悬浮状态（也叫中性状态)。 当 D>W 时，合力 D-W>0，方向向上，物体会溧浮在水面，我们把物体 D 的这种状态叫漂浮状态（也叫正浮力状态）。 当 D-W 时，合力 W-D>0，方向向下，物体会沉到水底，我们把物体的 这种状态叫下沉状态（也叫负浮力状态)。 W 显然，在水中的物体只能处于这三种状态中的一种。我们调节D和W 的大小。可以改变物体的沉浮状态（简称为浮态)。 图 2-2 水中物体受力图 对物体的浮态进一步分析，实际上决定物体汇浮的因素是物体和液体各自的平均密度。当物体的平均 密度等于液体的密度时，星悬浮状态，当物体的平均密度小于液体的密度时，呈漂浮状态：反之，星下沉状态。 例22 欲把一个边长为 15cm 的正方体钢块(密度 p=7.8kg /cm’>从水底打捞出水，至少需多大的力？ 解：钢块在水中分别受到向上的浮力 D 和向下的重力 w，打捞所需的力是它们间的合力。 D=9.8V=9.8x0.15°=0.033(kN) =33 (N) W=gpV=9.8x78×0.15°=0.258(kN)=258(N) W-D=258-33=225(N) ?至少需 225N 的力才能将铁块打捞出水面。 （四）潜水员的沉浮原理 潜水员在水中的沉浮和一般物体在水中单纯的沉浮有所不同。一般物体在水中的浮态完全取决于物体 所受到的浮力和自重的差值，这个差值是固定不变的，故只能处于三种浮态中的一种。 一般物体的沉浮可 以称做重力沉浮。潜水员和鱼类在水中的沉浮相类似。 我们知道鱼类在水中的沉浮，一方面通过腹内的鳔， 改变自身的排水体积，从而改变浮力和自重的差值，达到沉浮目的，这属于重力沅浮。另一方面，运用尾 和鳍的推力达到潜游和浮游的目的，这种沉浮称做动力沉浮。 潜水员在水中的汇浮，一种是重力沉浮，一种是动力沉浮。重潜水属于重力沅浮，重潜水运用了压重 物（如压铅），结合调节潜水服内的空气垫，使重力和浮力的差值可以在较大范国内任意调整，达到沉浮 目的。

水下打捞——水下工程作业之一 水下打捞就是打捞沉没于水中物体的工程。包括打捞船舶、飞行器、货物等。在航道、港口水域中的打捞作业，可达到清理通航障碍物的目的。打捞是一项综合性技术，涉及测量、潜水、水下切割、封堵、水下 和水下焊接等等。 沉船打捞方法 根据沉船的大小以及其事件发生的具体地点，可分别采用6种不同方法来处理，然各种方法可单独采用，也可几种方法联合采用称为综合打捞法，视具体事件而定。下面针对这6种方法详细解析： ①封舱抽水打捞法。应先沉船破口封堵后，然后将船内的水抽出，使船浮起，因封补严密困难，风浪大时难作业，故较少采用。 ②浮筒打捞法。用若干浮筒在水下充气后，借浮力将沉船浮出水面，此法浮力大而可靠，施工方便、。 ③船舶抬撬打捞法。用钢缆兜于沉船船底，用打捞船上的起重设备将沉船提起，打捞时一般要用两艘或多艘打捞船共同作业。 ④泡沫塑料打捞法。将比重轻的闭孔泡沫塑料输入沉船舱内，排去海水，借泡沫浮力抬起船舶，此法免去在沉船底穿引钢缆的不便，且减少或免去封舱工作，也适应海上风浪下作业。 ⑤围堰打捞法。当船沉于水深较小的水域时，可筑堰于沉船的周围，抽出堰内的水，将沉船封补或修复，再灌水将船浮起后拆除围堰。 ⑥充气排水打捞法。是向沉船舱内打入压缩空气而排出水体，使沉船浮起。 总之在沉船打捞过程中危险系数非常高，所以要求项目经理必须具备随机应变的能力以及技术层面的要求，不可以死板硬套。很多时候是通过综合打捞法来对沉船打捞。

混合气 ?混合气的概念 混合个是指两种或两种以上单一一气体找一定此例混合所组成的均匀混合的气体。 潜水中呼吸的混合气一般买用人工配前而成，器用的配制方法有。分压配气法、容积配气法、流電 气法及称量配气法等。 金个是被路见的天然泥合气。它含有额、每、三氧化碳、水不汽等成份。空气是當用的谱水呼吸个 源。因空气中含有大的魚。 在深落水时，会使港永民发生無麻醉。故在深港水中第用氧气和其它一些情 性气体配成灣水混合气体。现今常用的是角街，和家气校一定比例配制成氢氧混合气，用于氢氧潜水和 混合气具有一定的压理，一瓶装有菜种混合气的气瓶，我们用压力表可测出这瓶混合一的压强。这个 压强是由混合气中各个成份共同作用的结果，我们把它称做混合气的总压。如果我们把混合气体中某一成 份气体单独留在气瓶内，其它成份全部排出气瓶，这时所留下的单一气体将单独占据整个气瓶的空间。我 们用压力表能够测出这种单一成份气体的压强。泥合气体中，某种单一成份的气体的压强叫做混合气体中这种单一成份气体的分压。故在混合气体中， 每一种成份的单一气体都具有各自的分压。 二、道尔顿定律 混合气的总压用压力表可轻易测得，但混合气中某种成份气体的分压几乎不可能用压力表测出。 因为 我们无法在容器中仅保留某种气体，而把其它成份气体排出。 英国科学家道尔顿通过实验证明： 混合气体的,总压强，等于各组成成份气体的分压之和，即： P=Pi+P2+Pst?Pn (2-10) 式中：P一混合气的总压强 P P2???P. 各组成成份气体的分压。 我们把 2-10式称做道尔顿定律，也叫分压定律。 道尔顿指出混合气中任何一种气体的分压与这种气体在整个容器中的分子百分数（体积百分比）成正 比。 道尔顿定律可用于计算混合气中菜种成份气体的分压，即： Px-P ?C (2-11) 式中：P一某种气体的分压 P一混合气总压 C一某种气体在混合气中所占的体积百分比。 例2.6 己知空气中 の、N，和CO，的体积分别占空气总体积的 21%、78%和 0.03%。求在常压及水下 50m 时，它们各自的分压。 解：常压下，空气的总压强为 0.IMPa，水下 50m 时，空气的压强变为 0.6MPa。在空气的压缩过程中， 各种成份的百分比不变。 据 2-11 式，在常压时，Po?= 0.l×21% =0.021(MPa) PN2=0.1x78% =0.078(MPa) Poo2= 0.1×0.03%=0.000 03(MPa)在水下 50m 时，三、水面等值 从上面例题中，可以看出，潜水员在 50m 水深时，从空气中吸入的氧分子的数量，比在常压(0.1MP, 从纯氧中吸入的氧分子数量还多得多。 同样吸入的二氧化碳分子数也为在水面正常空气中的六倍。为了 较气体在高压环境和常压环境对人体生理作用的影响，我们引入水面等值的概念。 所谓水面等值，指在某一深度的水中， 一定分压的某种气体的浓度，与在水面常压(0.1MPa)时呼吸白 合气体中含x％的这种气体相同。即：式中：SE一水面等值 P 一气体在某深度水中的分压 例2.7 某种混合气体中，CO,分压为 0.003MPa( 压)。问其水面等值为多少？ 解：己知 Pco2=0.003MPa，根据 2-12式，可得：SE = 6., * = 0,023 x = 3% ?其水面等值为 3%。 上例中，说明潜水员在水下所吸入的二氧化碳的数量，相当于在水面常压下呼吸的气体中含有 3%的 二氧化碳，这对潜水员来说是相当危险的，即可能引起二氧化碳中毒症状。为了避免这种现象的出现，应 严格控制呼吸气源中二氧化碳的含量，并经常对潜水头盔进行通风，防止头盔内二氧化碳大量积聚引起分 压过高。 四、气体的弥散 气体的弥散，是指某种气体的分子，通过自身的运动而进入另一种物质分子间隙内部的现象。它是气 体分子在分压作用下运动的结果。 把两种气体放在同一容器内，尽管两种气体的密度不同，但到 ，这两种将完全均匀混合。 气体的弥散遵循从高分压向低分压区扩散的规律。分压的差值越大，弥散的速度也越快。