Ist ein menschlicher Körper dichter (höhere Masse/Volumen), wenn er an einen höheren Umgebungsdruck gewöhnt ist (wie beim Sättigungstauchen)?

Angenommen, wir sitzen in einer Taucherglocke und haben uns an einen Umgebungsdruck von 5 MPa = 5.000.000 gesättigt (akklimatisiert). k G / M / S 2 , atmen eine Mischung aus 99 % Helium, 0,8 % Sauerstoff und 0,2 % Verunreinigungen mit einer ähnlichen Molmasse wie Oberflächenluft. Ist unsere tatsächliche Masse jetzt höher als zu der Zeit, als wir uns an den Meeresspiegeldruck gewöhnt haben?

Hier ist ein Versuch, zumindest die Dichte des Gases zu berechnen. . . Bin ich auf dem richtigen Weg?

Hier ist meine Mathematik:

Molmasse = 4 G / M Ö l H e * 0,99 M Ö l H e / M Ö l A ich R + 32 G / M Ö l Ö 2 * 0,008 M Ö l Ö 2 / M Ö l A ich R * 29 G / M Ö l ich M P u R ich T ich e S ∗ 0,002 mol_{Verunreinigungen}/mol_{Luft} = 4,3 G / M Ö l A ich R , etwa. Ohne Berücksichtigung des gerundeten Heliums. Wasser ignorieren.

D e N S ich T j = M A S S / v Ö l u M e = M A S S / ( N ∗ R ∗ T / P ) = M Ö l A R M A S S ∗ P R e S S u R e / ( R ∗ T e M P e R A T u R e ) = ( 4.3 G / M Ö l ) ∗ 5 , 000 , 000 k G / M / S 2 / ( 8 , 314 G ∗ M 2 / K / M Ö l / S 2 ∗ 300 K ) = ( 4.3 ) ∗ 5 , 000 , 000 k G / ( 8 , 314 M 3 ∗ 300 ) = 8.6 k G / M 3

Ideales Gasgesetz, das immer noch nur so tut, als könnte man die Dinge sehr trocken halten. Was sich herausstellt, können Sie irgendwie, weil der Dampfdruck von Wasser bei bewohnbaren Temperaturen viel viel niedriger als 50 atm ist.

Wenn die Dichte höher ist als die der Oberflächenluft (in der Größenordnung von 1 kg/m^3) und die Löslichkeit von Gasen immer mit zunehmendem Druck zunimmt, sollte dann nicht unbedingt auch die Dichte unseres gesättigten Körpers zunehmen? Würden wir die Dichtezunahme spüren oder würde sie durch die zusätzliche Auftriebskraft der erhöhten Umgebungsluftdichte ausgeglichen?

Hallo, Coel, willkommen beim Worldbuilding Stack Exchange. Das fühlt sich eher nach einem physikalischen Problem an als nach einer weltbildenden Frage – können Sie den Kontext etwas näher erläutern?
Sicher; Ich suchte nach einem Physik-Stack-Austausch, konnte aber keinen finden. Die Frage ist eine Vereinfachung einer Frage, die bei der Entwicklung eines 50 atm Mini-Neptun-ähnlichen Planeten aufkam, der für Menschen bewohnbar wäre. Ich war irgendwie besorgt, dass es schwieriger wäre, auf die Details meiner Einstellung einzugehen, um meine Frage prägnant zu beantworten - sorry, wenn es zu off-topic war!

Antworten (2)

Ohne in eine detaillierte Berechnung einzutauchen, bedenken Sie, dass Gase Dichten in der Größenordnung von 1 haben k G / M 3 , während flüssiges Wasser 1000 ist k G / M 3 .

Das Verdoppeln oder Verdreifachen der in einer Flüssigkeit/einem Feststoff gelösten Gasmenge hat keinen signifikanten Einfluss auf die Dichte der Flüssigkeit/des Feststoffs. Wie Sie der oben angegebenen Dichte entnehmen können, berührt sie höchstens die 3. signifikante Ziffer.

Ja, das ist ein fairer Punkt. Ich habe nicht wirklich über das Ausmaß nachgedacht, in dem man diesen Unterschied tatsächlich spüren kann. Aber ist es richtig zu sagen, dass die Dichte zunimmt, wenn auch nur um einen vernachlässigbaren Betrag?

Ja, um etwa 30 g.

Die Lunge macht das meiste freie Gas im Körper aus. Die Lunge enthält etwa 6 Liter Luft.

Wenn Luft bei 1 atm / 1 MP 1,25 g/L ist, dann haben 6 L 7,5 g. Luft bei 5 MP ist 1,25 * 5 = 6,25 g / L. 6,25 * 6 = 37,5 g. Sie wären 30 Gramm schwerer aufgrund der massiveren Luft in Ihren Lungen.

Wenn dies für einen Wettbewerb ist, könnten Sie durch übermäßige Blähungen weitere ein paar hundert mg bekommen. Ich will jetzt einen Teil des Gewinns.

Ist ein menschlicher Körper dichter (höhere Masse/Volumen), wenn er an einen höheren Umgebungsdruck gewöhnt ist (wie beim Sättigungstauchen)?
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