Spiediens. Zeme ir mūsu mājvieta, kas šķiet tik mierīga un droša, patiesībā slēpj neiedomājamus spēkus. Virs mūsu galvām stiepjas atmosfēras slānis, kas ne tikai nodrošina gaisu, ko elpojam, bet arī uzliek mums nebeidzamu, milzīgu spiedienu.
Vai jūs zinājāt, ka atmosfēras kolonna, kas stiepjas līdz pat kosmosam, nospiež jūs ar spēku, kas līdzvērtīgs 750 kilogramiem? Un tomēr mēs to nejūtam. Kā gan tas ir iespējams?
Spiediens, noslēpumainais spēks.
Iedomājieties, ja visu Zemes atmosfēru saspiestu un novietotu uz milzīgas svēršanas skalas, rādītāji apstātos pie 5,1 miljardiem miljardu tonnu. Tāds svars izklausās neticami, taču tas vienmērīgi klājas pa visu planētu, neļaujot nekam izjust šo neaptveramo smagumu.
Pat dzelzs cisternas ar bieziem tērauda sienām dažreiz padodas atmosfēras spiedienam, sabrūkot it kā tās būtu papīrs. Un tomēr cilvēks, šķiet, iztur šo spiedienu bez jebkādām sekām. Kāds ir šīs izturības noslēpums?
Spiediens un cilvēka ķermeņa līdzsvars.
Cilvēka ķermenis ir brīnumaini pielāgojies šiem apstākļiem. Mūsu iekšējais spiediens precīzi izlīdzina ārējo atmosfēras spiedienu, nodrošinot līdzsvaru.
Mēs burtiski nesam sevī atmosfēras mazo pasauli – plaušās, asinsrites sistēmā un audos esošais gaiss rada pretspiedienu, kas novērš jebkādu diskomfortu. Tas ir līdzīgi kā dzelzs cisternai, jo kamēr spiediens iekšpusē un ārpusē ir vienāds, nekas nenotiek. Taču līdzsvaru var izjaukt.
Piemēram, piekļaujot ķermeņa daļu putekļu sūcēja šļūtenei, jūs sajutīsiet, kā āda tiek ievilkta iekšpusē, jo ārējais atmosfēras spiediens pēkšņi kļūst spēcīgāks nekā spiediens zem ādas.
Šis pats princips darbojas arī lidmašīnās. Pēkšņas augstuma izmaiņas izraisa spiediena pārmaiņas, kas jūtamas kā aizliktas ausis vai nepatīkams spiediens.
Kas notiek kosmosā?
Kosmoss – vieta, kur atmosfēras spiediena nav, atklāj, cik svarīgs tas ir mūsu izdzīvošanai. Bez skafandra cilvēks nenokļūtu līdz Holivudas filmās attēlotajām šausmām, kur ķermenis it kā eksplodē (filmā “Total Recall”) vai asinis sāk vārīties.
Mūsu āda ir gana elastīga un izturīga, lai saglabātu ķermeņa integritāti vakuumā. Taču bez atmosfēras spiediena rodas citas problēmas. Iekšējais spiediens ķermenī izraisa audu pietūkumu, bet skābekļa trūkums liek sirdij un smadzenēm pakāpeniski pārtraukt darbību.
Jūsu asinsrites sistēma, kas pieradusi pie skābekļa plūsmas, vienkārši “apstājas”.
Tikai 15 sekundes kosmosā bez skafandra, un jūs zaudētu samaņu. Tomēr, ja kosmosā eksistētu draudzīgs samārietis, kas spētu jūs glābt minūtes laikā, jūs izdzīvotu – kaut gan ar nepatīkamu pieredzi no ultravioleto staru apdegumiem un īslaicīgu pietūkumu.
Kosmoss ir nežēlīgs, taču cilvēka ķermenis pierāda savu izturību pat šajā nāvējošajā vidē.
Noslēpumi ikdienā un ārpus tās.
Atmosfēra ir viena no lielākajām mūsu dzīves paradoksālajām aizsargātājām vielām, pat teiktu dzīvības eliksīrs– milzīga un spēcīga, tomēr tik labi pielāgota mūsu vajadzībām, ka tās spēks šķiet nemanāms.
Tikai spiediena izmaiņas vai to pilnīga neesamība kosmosā atgādina, cik īpaši mēs esam veidoti. Katru reizi, kad jūs paceļaties kalnos, lidojat lidmašīnā vai vienkārši elpojat dziļi.
Apzinies, šī neredzamā spiediena pasaule ir jūsu sabiedrotā, kas ļauj dzīvot un atklāt jaunus apvāršņus – gan uz Zemes, gan ārpus tās.
Atmosfēras spiediens darbībā, stāsti no dzīves.
Zemes atmosfēra nav tikai abstrakts spēks – tās milzīgā ietekme ir novērojama arī reālos notikumos un eksperimentu rezultātos. Lai labāk izprastu, cik spēcīgs ir atmosfēras spiediens, aplūkosim vairākus spilgtus piemērus.
Stāsti no dzīves, sabrukusī dzelzceļa cisterna.
Kāds no slavenākajiem atmosfēras spiediena demonstrācijas piemēriem ir pieredzēts ar dzelzceļa cisternām. Kad cisternas iekšpusē tiek izsūkts viss gaiss, spiediens no ārpuses kļūst nesamērīgs, un cisterna burtiski sabrūk.
Šis efekts ir filmēts dažādos zinātniskajos eksperimentos, piemēram, slavenajā “YouTube” video, kur milzīgais atmosfēras spiediens deformē cisternu, it kā tā būtu veidota no plānas folijas, nevis tērauda. Šāds skats spilgti demonstrē, cik spēcīgs ir atmosfēras spēks, pat ja to ikdienā nejūtam.
Stāsti no dzīves, dzīvnieku eksperimenti augstumā.
Gadsimta beigās franču fiziķis Pols Bertu (Paul Bert) veica eksperimentus ar dzīvniekiem, lai izpētītu spiediena ietekmi. Viņš novēroja, ka, dzīvniekiem nokļūstot samazināta spiediena vidē (kas imitēja lielus augstumus), viņi kļuva dezorientēti, nespēja kustēties un pat zaudēja samaņu.
Šie eksperimenti palīdzēja izprast, kāpēc cilvēkiem nepieciešams skābekļa aprīkojums augstos kalnos vai lidojot lielā augstumā.
Stāsti no dzīves, cilvēks vakuuma kamerā.
gadā NASA testēja kosmosa skafandrus un vakuuma apstākļu ietekmi uz cilvēku ķermeni. Kāda inženiera nelaimes gadījums kļuva par vērtīgu pieredzi. Viņa skafandrs eksperimenta laikā nejauši zaudēja hermētiskumu, un viņš uz dažām sekundēm tika pakļauts vakuumam.
Viņš vēlāk atcerējās, ka uzreiz zaudējis apziņu, taču pirms tam jutis, kā siekalas mutē sāk vārīties spiediena trūkuma dēļ. Pēc steidzamas glābšanas inženieris pilnībā atguvās, pierādot, ka cilvēka ķermenis īslaicīgi var izturēt vakuumu.
Stāsti no dzīves, cilvēki un augstuma slimība.
Ikviens, kurš kāpis augstos kalnos, zina, ka atmosfēras spiediens mainās ar augstumu. Piemēram, uz Everesta virsotnes (8848 metri) atmosfēras spiediens ir tikai apmēram viena trešdaļa no tā, kas ir jūras līmenī.
Šī iemesla dēļ alpīnisti cieš no skābekļa trūkuma – galvassāpēm, nelabuma un vājuma, ko sauc par augstuma slimību.
Lai mazinātu šo ietekmi, alpīnisti izmanto skābekļa balonus vai pakāpeniski pielāgojas spiediena samazinājumam, kāpjot virsotnē lēni.
Stāsti no dzīves, “Spiediena izplūde” aviācijā.
Vēl viens bīstams atmosfēras spiediena piemērs ir lidmašīnas hermētiskuma zudums. Piemēram, 2005. gadā Helios Airways lidojuma laikā sistēmas kļūmes dēļ kabīnē pazuda spiediens, izraisot skābekļa trūkumu un apkalpes samaņas zudumu.
Tā rezultātā lidmašīna avarēja. Šis traģiskais notikums uzsver, cik kritiski svarīgi ir uzturēt pareizu spiedienu slēgtās telpās augstumā.
Kosmosa izpētes pieredze.
Kosmosā atmosfēras spiediena trūkums ir ārkārtīgi bīstams. 1965. gadā NASA veica testu, kurā suns Laika tika nosūtīts uz kosmosu, lai izpētītu dzīvas būtnes reakciju uz vakuumu un skābekļa trūkumu.
Lai gan dzīvnieks izdzīvoja, eksperiments atklāja daudzus riskus, kas saistīti ar ilgstošu uzturēšanos ārpus atmosfēras. Šādi pētījumi kļuva par pamatu mūsdienu skafandru tehnoloģiju izstrādei.
Secinājumi, atmosfēras neredzamais spēks.
Atmosfēra ir ne tikai dzīvības pamats, bet arī milzīga spēka izpausme. No sabrukušām cisternām līdz alpīnistu izaicinājumiem augstumā un kosmonautu piedzīvojumiem vakuumā – katrs no šiem piemēriem atgādina.
Spiediens ir viens no svarīgākajiem spēkiem mūsu ikdienā. Tāpēc, kad nākamreiz skatīsieties zvaigžņotās debesis, atcerieties, šis neredzamais spēks ne tikai spiež jūs, bet arī sargā un uztur dzīvību.
Labu Dienu!