Załóżmy, że mamy akwarium w kształcie prostopadłościanu. Woda (nie biorąc pod uwagę słupu powietrza nad nią) przy samym dnie pojemnika będzie wywierała ciśnienie równe atmosferycznemu, jeżeli jego ścianki będą miały wysokość... 10,3 m! Jeszcze jedno porównanie: wyobraźmy sobie, że mamy ciężar o masie 10 ton. Jeżeli postawimy go na płaskiej nieważkiej powierzchni o wielkości 1m2, to będzie on wywierał ciśnienie wielkości atmosferycznego.
Nie odczuwamy jednak tak dużego ciśnienia, ponieważ jest ono skompensowane. Krew, ciecze i gazy wewnątrz organizmu są ściśnięte do wartości ciśnienia atmosfery i oddziaływają na tkanki od wewnątrz. Dlatego, na przykład ścianki naczyń krwionośnych "odczuwają" jednakowe ciśnienia od zewnątrz i od wewnątrz i - dzięki temu - nie deformują się, a my nie odczuwamy bólu.
Ciśnienie atmosferyczne ma pewien wpływ na budowę ciała. Właśnie dzięki niemu kości w stawach są bardzo szczelnie do siebie dopasowane. Wysoko w górach, gdzie ciśnienie jest mniejsze, łączność między kośćmi staje się słabsza i u turystów częściej zdarzają się zwichnięcia.
Wiele istot żywych odnosi "ciekawe" korzyści z istnienia ciśnienia atmosferycznego. Muchy mogą chodzić po szklanej szybie i po suficie dzięki temu, że mają na łapkach przylgi. Kiedy owad staje na łapkę, wewnątrz przylg tworzy się próżnia, a od zewnątrz ciśnie atmosfera. Właśnie ona utrzymuje muchę na powierzchniach pionowych i na suficie.
Nietoperze mają wewnętrzny przyrząd do mierzenia ciśnienia atmosferycznego. Kiedy ciśnienie spada (zwykle przed deszczem), zwierzęta wylatują ze swoich ukryć i fruwają w powietrzu. I słusznie, ponieważ wraz z jego obniżeniem owady, służące jako pokarm nietoperzy, wykazują większą aktywność.
Ciśnienie pod wodą, co dziesięć metrów zwiększa się o 1 bar (10 5 Pa). Na głębokości 5000m, gdzie mieszkają niektóre gatunki ryb, ciśnienie sięga 500mln Pa. Wtedy na 10cm2 powierzchni ryby przypada siła 500kN czyli ciężar wagonu pasażerskiego! Jak ryby wytrzymują takie ciśnienie?
Okazuję się, że tkanki i ości ryb głębokowodnych są nasycone wodą. Dlatego odczuwają jednakowe ciśnienie od zewnątrz i od wewnątrz. Ryby głębokowodne ciągle pompują rozpuszczone w wodzie gazy do pęcherza pławnego. Dzięki niemu mogą znajdować się na stałej głębokości. Ciśnienie wewnątrz pęcherza musi być spore, aby się nie rozpłaszczał na dużej głębokości. Pęcherz jest tak zbudowany, że napompowany gaz nie może szybko z niego uciec. W ten sposób, jeżeli rybę głębokowodną złapać i wyciągnąć na powierzchnie, to zginie ona przez to, że objętość pęcherza pławnego szybko wzrasta do rozmiarów krytycznych.
Człowiek, który znajduje się pod wodą też odczuwa ciśnienie. Przy nurkowaniu bez aparatu tlenowego, płuca mocno się ściskają wskutek działania prawa Boyla-Mariotta. Na głębokości 162 m (co stanowi światowy rekord w nurkowaniu bez aparatu tlenowego) płuca się ściskają do rozmiarów jabłka. Na każdy centymetr kwadratowy działa siła 160 N! (czyli taka, jak ciężar wywierany przez ciało o masie 16 kg), Szkielet wytrzymuje takie ciśnienie dlatego, że oddziałuje ono w wodzie ze wszystkich stron jednakowo.
Sergiusz Truszkin
Autor skończył kierunek fizyko-matematyczny NPIP (obecnie - Niżyński Państwowy Uniwersytet) im. M. Gogola na Ukrainie. Pracuje w Instytucie Fizyki PAN. Zajmuje się badaniem półprzewodników w wysokich ciśnieniach hydrostatycznych. Pracę naukowo-badawczą łączy z dziennikarstwem naukowym.
Czytaj także:
Doskonałe prognozy nie istnieją
Dlaczego Słońce zachodzi na czerwono?
