水肺潛水的氣體定律與技能學習 體育學系 溫卓謀 2014/03/14

水肺潛水基礎概念 環境變化 生理變化 潛水疾病 潛水技能

潛水環境：壓力 深度 英呎/公尺 大氣壓力 ATM 環境壓力 PSI/bar 0/0 1 14.7/1 33/10 2 29.4/2 壓力：每一單位面積上所感受的力量 Pressure=Force/Area 深度 英呎/公尺 大氣壓力 ATM 環境壓力 PSI/bar 0/0 1 14.7/1 33/10 2 29.4/2 66/20 3 44.1/3 99/30 4 58.8/4

Stress 壓力 Pressure 過度 換氣 超呼吸 潛水氣體定律 空腔體積 波以耳定律 氣體濃度 道爾頓定律 溶入血液的氣體量 亨 利 定 律

潛水的環境壓力

人體的生理構造：空腔 空腔部位含有氣體，潛水過程會受到壓力的影響而產生變化 裝備 技能 平衡 壓差

波以耳定律(Boyle’s Law) 潛水疾病 擠壓傷害、減壓病 浮力控制 P1V1 = P2V2 P = 壓力 ， V =體積 潛水疾病 擠壓傷害、減壓病 浮力控制 波以耳定律： 定溫下，密閉容器內的氣體，它的壓力會隨 著容器體積的變化而跟著改變。 氣體壓力變大，體積會縮小；氣體壓力變小，體積會增大。

P1V1= P2V2 空氣栓塞 氣胸 浮力 控制 擠壓傷害 減壓症 Boyle’s Law

浮力控制： 1.正浮力 2.負浮力 3.中性浮力

上升與下潛的速度控制 呼吸的控制 壓差平衡的技巧 水中耗氣量的計算 波以耳定律與潛水技術

潛水疾病：擠壓傷害 下潛 時水壓增大，潛水人員身體內含有的氣體空 間（包括:中耳、鼻竇、蛀牙內之氣室 、肺臟 、腸 胃道等部位）及潛水裝備所產生的氣體空間（包 括: 頭盔 面鏡潛水衣等）， 體積便會縮小。 潛水人員上升時，身體所承受的水壓便減少，則 以上含有氣體的身體組織或潛水裝備所產生的氣 體空間體積，便會增大。 若潛水人員從事不當的潛水下潛或上升動作時， 則會造成潛水人員下潛期的擠壓傷害 （Barotrauma），上升期的潛水減壓病 (Decompressionsickness）或空氣栓塞症 （Airembolism）發生。

潛水疾病：肺泡破裂 憋氣上升：假設在兩個大氣壓處肺泡體積50立方公 分，而數量是100顆。當回到一個大氣壓的過程憋氣 上升，造成的結果是，肺泡數量維持100顆，肺泡體 積變成100立方公分，肺必須要變成原來的兩倍大才 能容納肺泡，但是不可能變成兩倍大，因此便造成 肺破裂！ 上升速度過快：一般上升速度不能快於吐出的氣泡 的上升速度。過快的上升一樣造成多餘的肺泡數量 降低不夠快，而撐爆肺臟！

潛水疾病 空氣栓塞症為潛水時在上升過程中憋氣、未吐氣， 造成肺部肺泡部分破裂，空氣直接經由心臟，到達 腦部，造成空氣栓塞，於離開水面馬上或數分鐘內 就會有症狀發生。 一個密閉的氣體空間，其內氣體體積因受到壓力的 改變而擴張或收縮，此種因氣體體積改變所造成的 組織變形或損傷，稱之為擠壓傷害。 當這些腔室縮小或擴大到其體積之極限時，周邊的 軟組織便會被擠壓造成組織拉傷、水腫和充血等擠 壓傷害。

潛 水 疾 病 之 分 類 水 面 期 上 升 期 下 潛 期 水 底 期 淺水不知覺溺斃症 低溫症 外耳道感染 危險海生物侵襲 驚恐症 淺水不知覺溺斃症 低溫症 外耳道感染 危險海生物侵襲 水 面 期 上 升 期 下 潛 期 肺過度膨脹群 空氣栓塞症 潛水減壓症 潛水裝備擠壓 耳擠壓 腔竇擠壓 胸肺擠壓 水 底 期 氮迷醉 氧氣中毒 CO CO2中毒 缺氧症 高壓神經症狀群

Dalton’s Law of Partial Pressures 空氣的總壓＝氮氣分壓＋氧氣分壓 100% 79% 21%

道爾頓與亨利定律 (氣體分壓與溶解定律) 氣體溶解於液體之量與該氣體之分壓力成正比。 深度 氧分壓 氮分壓 總壓 (環境壓力) 0米 0.2 恆溫下：空氣總壓等於個別分壓之總和。 氣體溶解於液體之量與該氣體之分壓力成正比。 。 深度 氧分壓 氮分壓 總壓 (環境壓力) 0米 0.2 0.8 1 10米 0.4 1.6 2 20米 0.6 2.4 3 30米 3.2 4 40米 4.0 5

氮醉 氧中毒 減壓症 道爾頓定律 亨 利 定 律

潛水風險：氮醉 壓力增加時，空氣溶入血液的量變多，相對氮殘 留在體內的量就越多。當氮含量量超過某個量時 （每人體質不同），便會產生氮醉的現象。 「馬丁尼法則」是在描述氮醉的程度： 水下30公尺時，氮醉程度相當於喝一杯馬丁尼   40公尺時，氮醉程度相當於喝二杯馬丁尼 50公尺時，氮醉程度相當於喝三杯馬丁尼 60公尺時，氮醉程度相當於喝四杯馬丁尼 70公尺時，氮醉程度相當於喝五杯馬丁尼

氧分壓與生理效應

亨利定律(氣體溶解定律) 在一定溫度下，當氣體和液體共同存在時，氣體溶解於液體之量與該氣體之分壓力成正比。 潛水計畫 1.深度 2.時間 3.水面休息時間 4.減壓與安全停留 潛得愈深(愈久)，分壓愈大，氮氣溶入血液的量就愈多

減壓症：潛水夫病 根據亨利定律，一個氣體在液體中的溶解度是取 決於它的壓力。壓力愈大溶解度愈大。潛得愈深 壓力愈大，溶解度愈大。 依據亨利定律，如果潛水夫快速浮上水面，他就 像一個被開罐的汽水一樣。當壓力驟降至一大氣 壓時，溶在血液中的氮氣及氧氣會迅速離開血液， 這些在血液中的氣泡會造成許多問題，例如局部 疼痛、皮膚癢、呼吸困難，甚至導致麻痺、失去 知覺及死亡，稱為潛水夫病。

簡報完畢