气体膨胀

bloating

气体膨胀是由气体的压力而驱动的，微观上气体的温度即分子之间碰撞速度在宏观上表现为气体的压力。与气体的温度有直接关系，气体能以多大速度膨胀要看他的温度。温度越高，分子飞行速度越快，宏观上气体压力压力越大。所以气体膨胀速度取决于温度高低。气体膨胀的过程所处的环境（或者称为体系）直接影响温度的变化。因为在膨胀的过程中气体可能对环境吸收或释放热量，来影响温度变化，要讨论这个问题首先要确定膨胀过程所处的环境。其温度可能升高，可能下降，也可能不变。这个与压强无关。（PV=nRT，理想气体状态方程里面压强虽然和温度相关联，但是不是直接关联。因为P也是结果而不是原因。不是P的变化引起T的变化）

分子

热量

环境

理想气体

利用二氧化碳相变的特性：二氧化碳气体在一定的高压下可转变为液态，通过高压泵将液态的二氧化碳压缩至圆柱体容器（膨胀管）内。当微电流通过电点火头时，引起发热药剂产生高温，瞬间将液态二氧化碳气化，急剧膨胀产生高压冲击波致泄能器打开，产生300MPA以上的膨胀压力，瞬间释放高压气体致岩石断裂和松动。由于是低温下运行，与周围环境的液体、气体不相融合，不产生任何有害气体，不产生电弧和电火花，不受高温、高热、高湿、高寒影响。在井下致裂时对瓦斯具有稀释作用，无震荡，无粉尘。二氧化碳属于惰性非易燃易爆气体，致裂过程是气体膨胀的过程，物理做功而非化学反应。

Boyle定律指出,一定质量气体的容积变化与绝对压力呈反比；例如在水平面的1L空气(1atmabs)在10m深(2atmabs)时被压缩到1/2L.在下潜过程中,人体空气腔隙内的压力必须与这种压缩取得代偿性的平衡.由潜水防护帽或水下呼吸调节器控制的呼吸可代偿呼吸系统的气体压缩.

气体密度随绝对大气压成比例地增加,但在深水处配备水下呼吸器的潜水员的呼吸率和潮气量与在水面类似工作时十分接近.因此在深水中潜水员每分钟呼吸的气体分子数量与压力成正比地增加,例如在2atmabs时呼吸气体分子的数量是水面的2倍.因此潜水员空气供应的时间相应地减少,在深水处的呼吸困难加重,因为潜水员的气道和呼吸器内的气流阻力增加.这种变化使潜水员的呼吸力度加强,呼吸耗竭和全身乏力.即使在理想条件下,也可给潜水带来严重的问题.

上升过程中肺部气体的膨胀可能引起威胁生命的并发症.若潜水员在深水处即使吸入一次呼吸的空气或其他气体,而在上升过程中没有让其大量地逸出,则膨胀的气体可导致肺的过度膨胀.可能的后果包括气胸,纵隔或皮下气肿,动脉气体(空气)栓塞；气体栓塞是十分紧急的,是配备水下呼吸器的潜水员死亡的主要原因 。2100433B