Este es un problema en hidrostática. La presión del aire exterior de 1 atmósfera puede forzar el agua en un tubo hasta una altura de aproximadamente 10,3 metros (33,9 pies); más allá de eso, incluso el vacío puro no “tira” lo suficientemente fuerte.
Para que pueda construir una piscina “sobre el agua” haciendo algo como esto:
- Construya una gigantesca “bañera” hemisférica de vidrio, digamos 30 metros de diámetro y por lo tanto 15 metros de profundidad.
- Sumerja la bañera completamente bajo el agua para que se llene.
- Manteniéndolo completamente bajo el agua en todo momento, voltéelo para que esté boca abajo y todavía lleno de agua.
- Levántelo para que el “fondo” (que ahora está en la parte superior) salga del agua pero el borde aún esté sumergido. Permanecerá lleno de agua hasta que el fondo (arriba) alcance una altura de 10,3 metros; más allá de eso, el agua ya no se elevará y habrá una capa de casi vacío (un poco de vapor de agua y trazas de atmósfera) sobre su superficie.
Desde el exterior, un nadador ahora podría sumergirse bajo el borde y nadar por encima del nivel del agua exterior. Pero tendrían que tener cuidado con dos cosas. Primero, la “bolsa de aire” sobre el agua interior sería de vacío y no transpirable, por lo que tendrían que volver a salir al aire libre, y segundo, la presión bajo el agua oscilaría entre 1 atmósfera en el nivel del agua exterior y 0 atmósferas en la interfaz de vacío, para que puedan doblarse o romperse los pulmones o tener otros tipos de problemas de buceo si ascendían a la zona de baja presión.
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Esto sería mucho más peligroso que bucear en aguas normales. Si bucea a 10.3 metros (en agua dulce, más como 10.1 m = 33.0 pies en agua salada porque es más densa) al nivel del mar, la presión es de aproximadamente 2 atmósferas (1 del agua sobre usted y 1 del aire sobre ella) , y la presión de la superficie sería 1 atmósfera (solo del aire), por lo que la relación de presión sería 2. ¿Recuerda la Ley de Boyle [matemática] V \ propto 1 / P [/ matemática]? Si contuvo la respiración mientras bajaba, el aire en sus pulmones se comprimiría en un factor de 2 (a la mitad de su volumen original). Si contuvo la respiración mientras subía, el aire en sus pulmones se expandiría en un factor de 2, lo que podría causar daños graves; Es por eso que necesita exhalar mientras asciende.
Sin embargo, en nuestra piscina hipotética sobre el agua, la presión en el nivel del agua exterior sería de 1 atmósfera y la presión en la superficie de vacío sería cercana a cero . El factor de expansión al subir sería mucho mayor. (La presión de vapor del vapor de agua a 20 ° C (= 68 ° F) sería de aproximadamente 0.0231 atmósferas, lo que daría un factor de expansión de 43.3; esto varía con la temperatura.) Una persona que de alguna manera podría contener la respiración mientras se eleva a la top estaría efectivamente en el espacio ultraterrestre y simplemente explotaría.
Y si exhalaran, quedaría casi cero aire en sus pulmones. Luego, cuando intentaron nadar de regreso y alcanzaron la zona de 1 atm, sus pulmones colapsaron porque no habría gas adentro que los sostuviera.
Entonces sí, podrías hacerlo, pero la zona de baja presión sería una trampa mortal para cualquiera que no use un traje espacial.
