¿Es un cuerpo humano más denso (mayor masa/volumen) si se aclimata a una presión ambiental más alta (como en el buceo de saturación)?

Digamos que somos una persona sentada en una campana de buceo y nos hemos saturado (aclimatado) a una presión ambiental de 5 MPa = 5 000 000 k gramo / metro / s 2 , respirando una mezcla de 99 % de helio, 0,8 % de oxígeno y 0,2 % de impurezas con una masa molar similar al aire de la superficie. ¿Es nuestra masa real ahora más alta que cuando estábamos aclimatados a la presión del nivel del mar?

Aquí hay un intento de al menos calcular la densidad del gas. . . ¿Estoy en el camino correcto?

Aquí están mis matemáticas:

Masa molar = 4 gramo / metro o yo H mi * 0.99 metro o yo H mi / metro o yo a i r + 32 gramo / metro o yo O 2 * 0.008 metro o yo O 2 / metro o yo a i r * 29 gramo / metro o yo i metro pag tu r i t i mi s ∗ 0.002 mol_{impurezas}/mol_{aire} = 4,3 gramo / metro o yo a i r , aproximadamente. Sin tener en cuenta el helio redondeado. Ignorando el agua.

D mi norte s i t y = metro a s s / V o yo tu metro mi = metro a s s / ( norte ∗ R ∗ T / PAG ) = metro o yo a r metro a s s ∗ PAG r mi s s tu r mi / ( R ∗ T mi metro pag mi r a t tu r mi ) = ( 4.3 gramo / metro o yo ) ∗ 5 , 000 , 000 k gramo / metro / s 2 / ( 8 , 314 gramo ∗ metro 2 / k / metro o yo / s 2 ∗ 300 k ) = ( 4.3 ) ∗ 5 , 000 , 000 k gramo / ( 8 , 314 metro 3 ∗ 300 ) = 8.6 k gramo / metro 3

Ley de los gases ideales, sigo fingiendo que puedes mantener las cosas muy secas. Lo cual resulta que sí se puede, porque la presión de vapor del agua a temperaturas habitables es mucho más baja que 50 atm.

Si la densidad es mayor que la del aire superficial (del orden de 1 kg/m^3), y la solubilidad de los gases siempre aumenta con el aumento de la presión, ¿no debería necesariamente aumentar también la densidad de nuestro cuerpo saturado? ¿Sentiríamos que aumenta la densidad, o se equilibraría con la fuerza de flotación adicional del aumento de la densidad del aire ambiental?

Hola, Coel, bienvenido a Worldbuilding Stack Exchange. Esto se parece más a un problema de física que a una pregunta de creación de mundos. ¿Puedes explicar un poco más su contexto?
Seguro; Estaba buscando un intercambio de pila de física pero no pude encontrar uno. La pregunta es una simplificación de una que surgió mientras se desarrollaba un planeta tipo mini-Neptuno de 50 atm que sería habitable para los humanos. Estaba un poco preocupado de que entrar en los detalles de mi configuración haría que fuera más difícil responder a mi pregunta de manera sucinta. ¡Perdón si estaba demasiado fuera de tema!

Respuestas (2)

Sin profundizar en el cálculo detallado, tenga en cuenta que los gases tienen densidades del orden de 1 k gramo / metro 3 , mientras que el agua líquida es 1000 k gramo / metro 3 .

Duplicar o triplicar la cantidad de gas disuelto en un líquido/sólido no tiene un efecto significativo en la densidad del líquido/sólido. Como puede ver en la densidad dada arriba, toca como máximo el tercer dígito significativo.

Sí, ese es un buen punto. Realmente no estaba pensando en la escala en la que realmente puedes sentir esa diferencia. Pero, ¿es correcto decir que la densidad aumenta, aunque solo sea en una cantidad insignificante?

Sí, por unos 30 g.

Los pulmones representan la mayor parte del gas libre en el cuerpo. Los pulmones contienen alrededor de 6 litros de aire.

Si el aire a 1 atm / 1 MP es 1,25 g/L, entonces 6 L tienen 7,5 g. El aire a 5 MP es 1,25 * 5 = 6,25 g/L. 6,25 * 6 = 37,5 g. Sería 30 gramos más masivo en virtud del aire más masivo en sus pulmones.

Si esto es para un concurso, puede obtener otros cientos de mg a través de flatuencia excesiva. Quiero una parte de las ganancias, ahora.

¿Es un cuerpo humano más denso (mayor masa/volumen) si se aclimata a una presión ambiental más alta (como en el buceo de saturación)?
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