潜水员之死的“幕后黑手”

2022-04-20 14:52华雪莹
科学大众(中学) 2022年4期
关键词:氦气氮气潜水员

华雪莹

我们经常会在电视画面中看到潜水员在水下作业的场景,不知同学们注意到没有,潜水员的背后都要背着一个氧气瓶,供他们在水下工作时呼吸之用。既然叫作氧气瓶,大家可能会认为,那里面肯定装的是纯净的氧气了。

事实果真如此吗?其实不然。这是因为对于一个身体健康的人来说,如果吸入纯净的氧气,则会使人体内的物质氧化加速,致使代谢功能增强,从而产生对人体健康极其不利的影响。那么,潜水员的氧气瓶里究竟装的是什么呢?

是氮气惹的祸

有同學可能会想到,潜水员的氧气瓶里装的应该是普通空气吧?也不是。其实,氧气瓶里装的是一种特殊的气体,那就是“人造空气”。

乍一听,大家可能会感到惊奇,甚至会觉得不可思议:空气怎么还会有人造的呢?其实,“人造空气”是由于一系列悲剧发生以后,才促使人们想到并加以利用的,它是专门供从事特殊行业的人们呼吸的特殊空气。

过去,潜水员作业时携带的就是普通的空气,可是当他们从深海完成任务、浮出水面时,许多人会莫名其妙地死去。因此,当时的人们便对潜水产生了极大的恐惧,可以说是谈“潜”色变,并且对无缘无故死去的潜水员感到痛惜。

科学家和医务工作者对这种情况产生的原因进行了深入的研究、探索,结果发现,潜水员之所以会离奇死亡,是因为他们在潜水归来时都得了一种奇怪的病——潜水病。科学家与医务工作者密切合作、共同研究,终于找到了导致潜水员离奇死亡的元凶,原来就是潜水员携带的普通空气。

当时,潜水员携带的都是普通空气,其主要成分是氮气和氧气。大家都知道,液体内部的压力会随着深度的增加而增大。所以,当潜水员潜入深海时,由于深海的压力很大,吸入人体内的氮气随着压力的增大,会大量地溶解在人体的体液中。而当潜水员从深海较快地浮至水面时,由于压力的迅速减小,导致原先溶解在人体内的氮气纷纷地“向外跑”,就会形成无数的细小气泡,会导致血管阻塞,血液因为流通不畅而致使潜水员死亡。

“人造空气”里都有啥

找出导致潜水病的元凶之后,理所当然地要把普通空气中的氮气“绳之以法”了,因此要将其从空气中分离出来。可是,又不能使用纯净的氧气供潜水员潜水时呼吸,那该怎么办呢?

科学家想到了氦气,因为氦气非常难溶于水。实验表明:在0℃时,每100体积的水中大约仅能溶解1体积的氦气。人体血液的90%都是水,按照一个人的总血量计算,相同条件下溶解在血液中的氦气也是很少的。因此,人们把普通空气中的氮气除去后,把氧气和氦气按照一定的比例混合起来,便制成了这种特殊的空气——“人造空气”。把这种空气装入钢瓶中,专门供潜水员潜入深海作业呼吸时使用。

“人造空气”使用氦气代替了氮气,其密度大大地减小了,只有普通空气密度的1/3,因此呼吸“人造空气”比呼吸普通空气要轻松得多,大大地减轻了潜水员呼吸的困难。如今,除了供潜水员潜水时呼吸之用,“人造空气”还被用来治疗支气管哮喘等疾病呢!

你对空气有哪些了解与认识呢?不妨与同学们交流交流吧!

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