身体に何らかの影響を与えるので、よく理解しておくことが必要だよ。浮上(水中から海面に上がること)のときは、ゆっくり浮上しなければならないとかのことですよね。その辺をこれから詳しく勉強するのよ。ボイルの法則まずは、大事な「ボイルの法則」を覚えようね。「一定温度の気体の体積は圧力に反比例する。圧力を2倍にすると体積は半分になる。3倍にすると3分の1になるということなんだ。体積は増加するということだよね。これが潜水には大事なんだ。浮上するときには逆に膨らむということですね。一応、計算式も頭に入れておいてね。(※1)計算問題も出るからね。圧力によって人の肺や身体の中にある空気や後で勉強するけど不活性ガスが体の中にぎゅっと閉じ込められるんだ。圧力が弱まるので、どんどん膨張していくんだ。風船を膨らまし過ぎたように破裂しちゃうんだ。※1圧力をPとし、気体の体積をVとすると、次の式が成り立ちます。肺の障害という勉強をしました。浮上して、呼吸をとめちゃいけないんでしたね。気体の体積は、圧力のほかに温度にも影響を受けるよ。「圧力一定のとき気体の体積は、絶対温度に比例する。別の単位で表すと、273.15°Cという温度で、これを「絶対温度」というんだ。※2※2絶対温度をTとし、気体の体積をVとすると、次の式が成り立ちます。T2Tの絶対温度は、273.15°Cのことで温度のひとつの単位のことで、プラスの20°Cを絶対温度で表すと、273.15に20を加えた、293.15°Cが絶対温度での表し方です。圧力が一定という条件が付いているよね。温度と圧力が一定ではなく、その両方が変化したときに体積はどうのように変化するかというのを表したものが「ボイル・シャルルの法則」で「気体の体積は圧力に反比例し、温度に比例する。例題なども頭に入れておいてね。※3圧力をV、絶対温度をTとし、気体の体積をVとすると、次の式が成り立ちます。T2例題:スクーバ潜水において、10リットルのタンクに19.6MPa(メガパスカル)まで空気を充填し、このときの空気温度が50°Cであったとします。温度と圧力と体積の関係は、上の式から、次のように求められます。温度の低下により、圧力は19.6MPaから約17.8MPaとなり少なくなってしまうんだ。逆に、温度が上昇すると圧力も上昇して、ボンベの耐圧圧力を超えると破裂してしまうんだね。炎天下にボンベを放置しないでねということを、ライセンスを取るときに習ったのは、そういうことだったのね。次は、ちょっと難しくなるから、少し考えながら勉強してね。「2種類以上の気体からなる混合気体の圧力は(全圧)は、各成分気体の分圧の和に等しい。」※4何のことだかよくわからないよね。実はいろいろな気体が混ざりあってできているんだ。いろいろな気体?えっと、酸素とか窒素でしたよね。窒素約78%、その他(アルゴン、二酸化炭素など)約1%の混合気体で、100%の空気となり、私達は100%の空気を呼吸して、その中の酸素を体の中に取り入れているんだよ。窒素とその他は吸っているけど、そのほとんどが、そのまま吐き出されているのね。考えてくれてもいいよ。大事なことは、この窒素という気体が潜水には、いろいろと関わってくるやっかいな気体なんだ。それはまたあとで勉強するけどね。それで、100%の空気は、1気圧で100%の圧力から成り立っていて、これを「全圧(全部の圧力)」というんだ。合わせて100%の「全圧」になる。空気で言えば100になるという法則なんだ。潜水には、空気のほか、いろいろな混合ガスが使われるため、ある気体の分圧が高くなると、身体に障害を与える場合があるので、この「分圧」というものを覚えておくことが大事なことだからね。※42種類以上の気体が混ざり合っている気体を混合気体(混合ガス)といい、それぞれのガスの分圧の和は混合気体の全圧と等しくなります。酸素(a)約21%、窒素(b)約78%、その他のガス(c)約1%です。※(潜水では空気は、混合ガスではなく、空気は空気として扱います。)それぞれのガスの分圧は、酸素21kPa、窒素78kPa、その他のガス1kPaで1気圧(約100kPa)になります。この空気を呼吸して水深30m(絶対圧では4気圧・400kPa)に潜水する場合、水深30m(4気圧)で呼吸する空気の各成分気体の分圧は、圧力が大きくなった分、次のようになります。21酸素分圧Pa=400kPa×ーーーー=84kPa100(混合ガスの合計の%)78窒素分圧は、400kPa×ーーーー=312kPa1001その他の分圧は、400kPa×ーーーー=4kPa10084+312+4=400圧力が大きくなれば、各成分気体の分圧も増大します。空気に含まれる気体の割合は変化はしません。窒素は、分圧が400kPaを超えると、窒素酔いと高気圧障害を引き起こすことがわかっています。水深にすると、約41mとなります。空気潜水では、現実的に水深約40mまでの潜水が限度となります。