水肺潛水的氣體定律與技能學習 體育學系 溫卓謀 2014/03/14.

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1 水肺潛水的氣體定律與技能學習 體育學系 溫卓謀 2014/03/14

2 水肺潛水基礎概念 環境變化 生理變化 潛水疾病 潛水技能

3 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

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

5 潛水的環境壓力

6 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

7 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。

8

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

10 浮力控制： 1.正浮力 2.負浮力 3.中性浮力

11 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

12 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。

13 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！

14 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。

15 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

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

17 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

18 氮醉 氧中毒 減壓症 道爾頓定律 亨 利 定 律

19 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   公尺時，氮醉程度相當於喝二杯馬丁尼 公尺時，氮醉程度相當於喝三杯馬丁尼 公尺時，氮醉程度相當於喝四杯馬丁尼 公尺時，氮醉程度相當於喝五杯馬丁尼

20 氧分壓與生理效應

21 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

22 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。

23 簡報完畢