Duiken Bron figuur 1 http://www.wetset.com/wetsetdivingtools.asp

Maak kennis met de fysica van het duiken Inleiding Als je met een duikersuitrusting in diep water duikt, kom je terecht in een wereld waar de omstandigheden heel anders zijn dan op het land. Je krijgt te maken met hoge druk, met opwaartse kracht, met de ademluchtvoorziening en met veranderd zicht en gehoor. Maak kennis met de fysica van het duiken

Inhoud 1. Hydrostatische druk 2. Wet van Pascal 3. Wet van Archimedes 4. Gaswetten 4.1 Wet van Boyle 4.2 Wet van Gay-Lussac 4.3 Algemene gaswet 4.4 Wet van Dalton 4.5 Wet van Henry

Elke vloeistof oefent een druk uit op 1. Hydrostatische druk Elke vloeistof oefent een druk uit op De bodem van het vat Vaatwanden Een voorwerp in de vloeistof Druk op een diepte h onder het wateroppervlak De hydrostatische druk is rechtevenredig met de diepte h. De hydrostatische druk op een bepaalde diepte in de vloeistof is recht evenredig met de massadichtheid van die vloeistof. In een horizontaal vlak van een vloeistof heerst overal dezelfde druk. De druk in een punt van de vloeistof werkt in alle richtingen

1. Hydrostatische druk De hydrostatische druk neemt toe met de diepte. De luchtdruk blijft constant. De totale druk die de duiker ondervindt is de som van de hydrostatische druk en de luchtdruk. De totale druk op de duiker neemt dus toe met de diepte. bron figuur 2 www.taymir.com/duiken/ Cursus_Duiken/2ster/Duikfysica.ppt

Druk op de cijfers en kijk welke druk een persoon of een voorwerp ondervindt op deze diepte Op deze dia moet je de gewenste diepte aanduiden en dan krijg je de bijhorende druk die iemand of iets op deze diepte zou ondervinden. Bron figuur 3 http://www.divediscover.whoi.edu/robotics/pressure.html

Druk op de cijfers en kijk welke druk een persoon of en voorwerp ondervindt op deze diepte 0 m 1012 hPa De druk die een persoon of een voorwerp ondervindt op een diepte van 0 m = 1012 hPa. 1012 hPa = 101 200 Pa Bron figuur 4 http://www.divediscover.whoi.edu/robotics/pressure.html

Druk op de cijfers en kijk welke druk een persoon of en voorwerp ondervindt op deze diepte 10 m 2024 hPa De druk die een persoon of een voorwerp ondervindt op een diepte van 10 m = 2024 hPa. 2024 hPa = 202 400 Pa Bron figuur 5 http://www.divediscover.whoi.edu/robotics/pressure.html

Druk op de cijfers en kijk welke druk een persoon of en voorwerp ondervindt op deze diepte 50 m 6072 hPa De druk die een persoon of een voorwerp ondervindt op een diepte van 50 m = 6072 hPa. 6072 hPa = 607 200 Pa Bron figuur 6 http://www.divediscover.whoi.edu/robotics/pressure.html

Druk op de cijfers en kijk welke druk een persoon of en voorwerp ondervindt op deze diepte 100 m 11 132 hPa De druk die een persoon of een voorwerp ondervindt op een diepte van 100 m = 11 132 hPa. 11 132 hPa = 11 132 . 10² Pa Bron figuur 7 http://www.divediscover.whoi.edu/robotics/pressure.html

Druk op de cijfers en kijk welke druk een persoon of en voorwerp ondervindt op deze diepte 500 m 51 866 hPa De druk die een persoon of een voorwerp ondervindt op een diepte van 500 m = 51 866 hPa. 51 866 hPa = 51 866 . 10² Pa Bron figuur 8 http://www.divediscover.whoi.edu/robotics/pressure.html

Druk op de cijfers en kijk welke druk een persoon of en voorwerp ondervindt op deze diepte 1000 m 1024.10² hPa De druk die een persoon of een voorwerp ondervindt op een diepte van 1000 m = 1024 . 10² hPa. 1024 . 10² hPa = 1024 . 104 Pa Bron figuur 9 http://www.divediscover.whoi.edu/robotics/pressure.html

Druk op de cijfers en kijk welke druk een persoon of en voorwerp ondervindt op deze diepte 2000 m 2044.10² hPa De druk die een persoon of een voorwerp ondervindt op een diepte van 2000 m = 2044 . 10² hPa. 2044 . 10² hPa = 2044 . 104 Pa Bron figuur 10 http://www.divediscover.whoi.edu/robotics/pressure.html

Druk op de cijfers en kijk welke druk een persoon of en voorwerp ondervindt op deze diepte 3000 m 3061.10² hPa De druk die een persoon of een voorwerp ondervindt op een diepte van 3000 m = 3061 . 10² hPa. 3061 . 10² hPa = 3061 . 104 Pa Bron figuur 11 http://www.divediscover.whoi.edu/robotics/pressure.html

Druk op de cijfers en kijk welke druk een persoon of en voorwerp ondervindt op deze diepte 4500 m 4590.10² hPa De druk die een persoon of een voorwerp ondervindt op een diepte van 1000 m = 4590 . 10² hPa. 4590 . 10² hPa = 4590 . 104 Pa Bron figuur 12 http://www.divediscover.whoi.edu/robotics/pressure.html

Druk op de cijfers en kijk welke druk een persoon of en voorwerp ondervindt op deze diepte 6000 m 6120.10² hPa De druk die een persoon of een voorwerp ondervindt op een diepte van 6000 m = 6120 . 10² hPa. 6120 . 10² hPa = 6120 . 104 Pa Bron figuur 13 http://www.divediscover.whoi.edu/robotics/pressure.html

Druk op de cijfers en kijk welke druk een persoon of en voorwerp ondervindt op deze diepte De druk die een persoon of een voorwerp ondervindt op een diepte van 7000 m = 7129 . 10² hPa. 7129 . 10² hPa = 7129 . 104 Pa Bron figuur 14 http://www.divediscover.whoi.edu/robotics/pressure.html 6000 m 7129.10² hPa

2. Wet van Pascal Een druk uitgeoefend op een deel van de vloeistof, plant zich in alle richtingen voort met dezelfde grootte. Wet van Pascal: Een druk uitgeoefend op een deel van de vloeistof plant zich in alle richtingen voort met dezelfde grootte. Bron figuur 15 http://users.skynet.be/sky68333/Theorie/Fysica/Fysica3.pdf

Duiker 1 en duiker 2 ondervinden dezelfde druk 2. Wet van Pascal 1 2 De druk in de grot is gelijk aan die van het waterniveau in de grot. Duiker 1 en duiker 2 zwemmen op dezelfde diepte dus ondervinden ze dezelfde druk. De wet van Pascal is belangrijk voor een duiker. Het heeft voor een duiker geen belang in wat voor een omgeving hij duikt (in een grot, in een lange buis, in een rivier, in de zee, ...) de omgevingsdruk zal steeds afhangen van de diepte waarop hij zich bevindt. Een weetje: Een luchtbel in die grot zou dus ook aan dezelfde druk onderhevig zijn. Moest de duiker daarvan ademen blijft hij nog steeds duiken. Bron figuur 16 http://users.skynet.be/sky68333/Theorie/Fysica/Fysica3.pdf Duiker 1 en duiker 2 ondervinden dezelfde druk

3. Wet van Archimedes De opwaartse kracht die een lichaam in een vloeistof of gas ondervindt is even groot als het gewicht van de verplaatste vloeistof. Wet van Archimedes: De opwaartse kracht die een lichaam in een vloeistof of gas ondervindt is even groot als het gewicht van de verplaatste vloeistof. De opwaartse stuwkracht wordt bepaald door: - het volume van de verplaatste vloeistof, - de massadichtheid van die vloeistof, de zwaarteveldsterkte g = 9,81 N/kg. Bron figuur 17 http://www.math4all.nl/Wiskundegeschiedenis/Wiskundigen/Archimedes.html

3.1 Wanneer gaat een voorwerp zinken, stijgen of zweven? Op een lichaam met volume Vlich en met massadichtheid , ondergedompeld in een vloeistof met massadichtheid werken steeds twee krachten: 1. De zwaartekracht, die aangrijpt in het zwaartepunt z van het lichaam. 2. De opwaartse stuwkracht , die in het stuwpunt s aangrijpt, en in grootte gelijk is aan de zwaartekracht van de verplaatste vloeistof. Er kunnen zich drie gevallen voordoen als lichamen uit verschillende stoffen in eenzelfde vloeistof ondergedompeld worden: zinken, zweven, stijgen en drijven. Drijven: Indien het lichaam aan de oppervlakte komt en Fs nog steeds groter is als Fz, dan gaat een gedeelte van het lichaam bovendrijven. Het volume verplaatste vloeistof is kleiner geworden, waardoor Fs kleiner wordt en uiteindelijk evenwicht maakt met Fz. Bron figuur 18 http://www.keizerlijkbonaire.nl/pics/big/bootje.jpg

3.1 Wanneer gaat een voorwerp zinken, stijgen of zweven? Gelijke volumes: Het drijfvermogen is afhankelijk van het gewicht  de fles met het grootste gewicht gaat zinken Gelijke gewichten: Het drijfvermogen is afhankelijk van het volume  de fles met het grootste volume gaat drijven. Bron figuur 19 http://users.skynet.be/sky68333/Theorie/Fysica/Fysica3.pdf Fz FA

3.2 Drijfvermogen van duikers Hoe kan een duiker zijn gewicht aanpassen? Gebruik van lood Hoe kan een duiker zijn volume aanpassen? Ademhaling Lucht in trimvest Een duiker kan zijn totale gewicht aanpassen door het gebruik van lood. Hiervoor gebruikt hij een loodgordel.Een duiker kan zijn volume in meer of mindere mate aanpassen door zijn ademhaling en de lucht in zijn trimvest. Door lucht in te ademen of lucht in het trimvest toe te voegen neemt zijn volume toe. Door lucht uit te ademen en lucht uit het trimvest te laten lopen neemt zijn volume af.Dit gebeurt totdat de gemiddelde dichtheid van de duiker ongeveer gelijk is aan die van het water. Nu blijft de duiker zweven, we zeggen dat hij goed uitgetrimd is of een neutraal drijfvermogen heeft. Hoe dichter de vloeistof is, hoe meer opwaartse kracht die zal leveren. Zout water bevat opgeloste zouten en is daarom dichter dan zoet water.

Loodgordel De meeste mensen hebben een positief drijfvermogen in zoet water en dit wordt nog groter in zout water. Het pak, de trimvest, en een bijna lege duikfles zorgen voor nog meer drijfvermogen (volume). Om onder water te kunnen blijven, zijn er gordels met loodblokken. Op de afbeelding is een simpele loodgordel te zien. Hij bestaat uit een gordel met loodblokken Bron figuur 20 http://www.2dehands.be/sport/sport_duiken/loodgordels/

Heeft luchtblaas Lucht in- of uitpompen Trimvest Met een trimvest kan een duiker zijn drijfvermogen aanpassen. Dit heet ook wel uittrimmen. Een trimvest heeft een luchtblaas. Door door lucht in- of uit te pompen, kan een duiker blijven zweven. Hierdoor kan hij zich onder water makkelijker voortbewegen en kan hij het rif of een wrak vermijden. Een tirmvest is een systeem met meerdere componenten, waaraan de fles, automaat, alternatieve luchtbron, console en soms ook het loodsusteem bevestigd zijn. Bron figuur 21 http://www.2dehands.be/sport/sport_duiken/

4.1 De wet van Boyle 4.2 De wet van Gay-Lussac 4.3 De algemene gaswet 4. De gaswetten 4.1 De wet van Boyle 4.2 De wet van Gay-Lussac 4.3 De algemene gaswet 4.4 De wet van Dalton 4.5 De wet van Henry Overzicht van de gaswetten die aan bod gaan komen.

4.1 De wet van Boyle Zo lang de temperatuur constant blijft, is de druk van een gas omgekeerd evenredig aan het volume P x V = cte Wet van Boyle: Als de temperatuur en de massa van het ingesloten gas constant zijn, dan is de druk omgekeerd evenredig met het volume. Betekenis: Als je het volume halveert, dan verdubbelt de druk. Als je het volume 5 keer vergroot, dan vermindert de druk 5 keer. Een proces bij constante temperatuur noemen we een isotherm proces. Bron figuur 22 http://www.grc.nasa.gov/WWW/K-12/airplane/boyle.html

4.1 De wet van Boyle Hoe dieper men een luchtvolume brengt hoe groter de hydrostatische druk wordt en hoe kleiner het luchtvolume zal worden Bron figuur 23 http://users.skynet.be/sky68333/Theorie/Fysica/Fysica3.pdf

4.1.1 Invloed van de druk op het lichaam van duikers Luchtholten in het lichaam: Neusholte Mondholte Luchtpijp Longen Maag Darmen Middenoor ... longen Afbeelding met de bouw van het menselijk lichaam. Bron figuur 24 http://www.p-c-d.org/nl/brochure/luchtwegen.gif

 luchtholte die in verbinding staat met neus- en mondholte a. Oorletsels Middenoor  luchtholte die in verbinding staat met neus- en mondholte Dalen  waterdruk neemt toe Druk in het middenoor neemt niet toe  trommelvliezen worden naar binnengedrukt  ontstaan van hevige pijn Het trommelvlies sluit het middenoor van de uitwendige gehoorgang af. Aan de andere kant wordt het middenoor via een nauw kanaal (de buis van Eustachius) verbonden met de neus-keelholte. Bij spreken, geeuwen, slikken of kauwen wordt de buis van Eustachius aan de kant van de mondholte even geopend. Zo ontstaat er drukevenwicht. Tijdens de afdaling neemt de druk op de trommelvliezen toe. Als de buis van Eustachius niet wordt geopend ontstaat een onderdruk. Hierdoor worden de trommelvliezen naar binnen geduwd, wat pijn en druk in het middenoor veroorzaakt. Bij een nog verdere afdaling kan het trommelvlies scheuren Bron figuur 25 http://www.let.leidenuniv.nl/ulcl/faculty/Goedemans/boekdemo/image/fig9-1.jpg

Buis van eustachius wordt geopend Lucht in middenoor Druk wordt gelijk a. Oorletsels Hoe kan je dit verhelpen? Spreken, slikken,... Buis van eustachius wordt geopend Lucht in middenoor Druk wordt gelijk  KLAREN van de oren  VALSALVA-manoevre Wanneer de duiker spreekt, slikt, geeuwt, ... wordt de buis van Eustachius geopend en komt er lucht in het middenoor. Hierdoor ontstaat er terug evenwicht. Dit noemt men het klaren van de oren. Men noemt het ook wel eens het Valsalva-manoeuvre. Neus dichtknijpen en voorzichtig druk zetten (=zoals je je neus snuit) Bron figuur 26 http://i17.photobucket.com/albums/b73/sieneke/duiken.jpg

Ontstaan: ongecontroleerd opstijgen  Lucht kan niet ontsnappen b. Overdruk in de longen Zolang een duiker constant ademhaalt en langzaam opstijgt, zal hij geen problemen hebben met drukverschillen in de longen. De belangrijkste regel vna het duiken is: hou nooit de adem in. Longoverdruk ontstaat wanneer bij het opstijgen de luscht uit de longen niet kan ontsnappen. Bijvoorbeeld bij ongecontroleerd opstijgen in geval van een noodsituatie. Omdat de buitendruk vermindert zullen, volgens de wet van Boyle, de longen uitzetten. Longblaasjes kunnen dan scheuren samen met de capillaire bloedvaten die eraan grenzen. Luchtbellen komen dan in de bloedbanen terecht en verstoppen eventueel kleine bloedvaten. Bron figuur 27 http://www.uzleuven.be/uzroot/images/webeditor/longen.jpg Bron figuur 28 http://resources.yesican-science.ca/Bolyes_law/index.html Ontstaan: ongecontroleerd opstijgen  Lucht kan niet ontsnappen Buitendruk verminderd Longen en longblaasjes zetten uit Longblaasjes en bloedvaten scheuren Luchtbellen in bloedbanen

b. Overdruk in de longen LONGOVERDRUK Op deze afbeelding wordt aangetoond dat de longen uitzetten wanneer tijdens het stijgen de adem wordt ingehouden. Bron figuur 29 http://users.skynet.be/sky68333/Theorie/Fysica/Fysica3.pdf LONGOVERDRUK

Organen krijgen te weinig zuurstof - verlamming - bewusteloosheid b. Overdruk in de longen Gevolg: LUCHTEMBOLIE Organen krijgen te weinig zuurstof - verlamming - bewusteloosheid - hartstilstand Wanneer de luchtbellen in de bloedbanen terecht komen en de kleine bloedvaten verstoppen spreekt men van luchtembolie. Organen krijgen zo te weinig zuurstof. Verlamming, bewusteloosheid of zelfs harstilstand kan dan optreden. Er zijn er natuurlijk nog, afhankelijk van waar de embool zich nesteld. Bron figuur 30 http://www.dag.nl/upload_mm/3/7/3/1866251096_1999999672_duiker1_440x293.jpg

Voorkomen Traag stijgen Voldoende uitademen tijdens het stijgen b. Overdruk in de longen Voorkomen Traag stijgen Voldoende uitademen tijdens het stijgen Wanneer de duiker traag stijgt en voldoende uitademt tijdens het stijgen ontstaat er evenwicht en zullen de longenblaasjes niet scheuren. Richtsnelheid : 10m per minuut

Materiaal duikpak : neopreen = rubber met gasbelletjes in Gasbelletjes  thermische isolatie Duikers dragen duikpakken om zich aan de oppervlakte tegen de zon te beschermen en onder water beschermt het pak tegen snijden of schuren an koraal, wrakken of rotsen, tegen steken en beten van zeedieren en tegen warmteverlies. In het water gaat verlies van lichaamstemperatuur veel sneller dan in lucht. Een duikpak is gemaakt van neopreen. Dit is rubber met gasbelletjes in. De gasbelletjes zorgen voor thermische isolatie. Bron figuur 31 http://users.skynet.be/sky68333/Theorie/Fysica/Fysica3.pdf

 gasbelletjes worden samengedrukt  pak wordt dunner 4.1.2 Duikpak Duiken  drukvermeerdering  gasbelletjes worden samengedrukt  pak wordt dunner 3 Gevolgen: - minder drijfkracht - isolatiewaarde neemt af - loodgordel komt los te zitten Door de druk tijdens de duik worden de gasbelletjes samengedrukt en wordt het pakdunner. Dit heeft drie gevolgen: Het pak heeft minder volume door de verhoogde druk en dus ook minder drijfkracht. Het volume dat het pak verliest zullen we in het jacket moeten blazen om uitgetrimd te blijven. (Archimedes) De isolatiewaarde van het pak neemt ook af met de toenemende druk waardoor men het sneller koud krijgt. De loodgordel en instrumenten aan de pols komen los te zitten zodat het gevaar bestaat ze te verliezen. Uiteraard is het rubber zelf niet samendrukbaar zodat de dikte van het pak niet juist omgekeerd evenredig is met de druk.

4.1.3. Wanneer gaat een duikfles het langste mee? P x V = cte Zeeniveau: P = 1 bar 10 m diepte: P = 2 bar Een volle teug lucht bij twee keer zo hoge druk bevat twee keer zoveel luchtmoleculen als op zeeniveau. Bij 2 bar gaat een duikfles dus maar half zo lang mee. De druk en het volume van een gas verhouden zich omgekeerd evenredig met elkaar, maar de druk en de dichtheid van een gas zijn recht evenredig met elkaar. Dit betekent dat als de druk toeneemt, het volume van een gas afneemt. Hierdoor wordt de ruimte tussen de gasmoleculen wordt kleiner, waardoor de dichtheid toeneemt. Als de druk twee keer zo groot is, zal de dichtheid van een bepaalde hoeveelheid gas ook twee keer zo groot zijn als aan de opppervlakte. Dit verklaart waarom duikers hun lucht sneller verbruiken wanneer ze dieper duiken.Een volle teug lucht bij twee keer zo hoge druk bevat twee keer zo veel luchtmoleculen als aan de oppervlakte. Bij 2 bar gaat een duikfles dus maar de helft zo lang mee als aan de oppervlakte. Figuur 32 http://cache.hebbes.be/mmo/6/361/104/6_-225904329.jpg

4.2 Wet van Gay-Lussac Als de druk van een hoeveelheid gas constant blijft, is het volume ervan recht evenredig aan de absolute temperatuur. Wet van Gay-Lussac: Als de druk van een hoeveelheid gas constant blijft, is het volume ervan recht evenredig aan de absolute temperatuur. Bron figuur 33 http://www.grc.nasa.gov/WWW/K-12/airplane/glussac.html

4.2.1 Zwemvest Een 20 liter vest wordt volledig opgeblazen met lucht uit de duikfles van 20°C en vervolgens in de zon gelegd om te drogen.Hoeveel lucht zal er uit het vest ontsnappen langs het overdrukventiel als het vest 80°C warm wordt? Opgave vraagstuk

Antwoord: Er zal 4 barliter ontsnappen 4.2.1 Zwemvest Geg: V1 = 20 liter , T1 = 20 + 273 = 293K T2 = 80 + 273 = 353K Gevr: V2 – V1 Oplossing: V2 – V1 = 24 l – 20 l = 4l Antwoord: Er zal 4 barliter ontsnappen p = cte, hierdoor kan de wet van Gay-Lussac toegepast worden.

4.3 De algemene gaswet De wet van Boyle en de wet van Gay-Lussac kunnen gecombineerd worden tot de algmene gaswet.

4.3.1 Duikflessen: drukverlies Een fles gevuld op 200 bar is 80°C warm, na een uur is ze afgekoeld tot de omgevingstemperatuur van 20°C, hoeveel druk zit er in de fles? Geg: V = cte p1 = 200 bar , T1 = 80 + 273 = 353K T2 = 20 + 273 = 293K Gevr: p2 = ? bar Oplossing: Antwoord: Er zit een druk van 166 bar in de fles. Met dit vraagstuk wordt aangetoond dat de druk in een fles daalt nadat ze gevuld zijn. Er is een drukverlies bij het afkoelen na het vullen van de duikflessen. Tijdens het vullen worden de flessen warm. Als de vuldruk warm 200 bar is zullen deze flessen minder druk hebben als ze afgekoeld zijn Bron figuur 34 http://www.poseidonshop.nl/images/4710.jpg

Drukverlies bij het afkoelen na het vullen van de duikflessen. 4.3.1 Duikflessen : drukverlies BESLUIT: Drukverlies bij het afkoelen na het vullen van de duikflessen. Tijdens het vullen worden de flessen warm.  flessen hebben minder druk als ze afgekoeld zijn. Besluit bij vraagstuk slide 43. Bron figuur 35 http://www.marliesvanelswijk.nl/cam/duiken.jpg

4.3.2 Duikflessen : andere toepassingen Drukstijging van flessen die in de zon liggen Gevaar van drukflessen die zich in een vuurhaard bevinden. Drukstijging van flessen die in de zon liggen of in een auto liggen die in de zon staat. Flessen die koud gevuld zijn op 220 bar hebben bij het in de zon liggen een druk die al snel 60 bar hoger ligt. Dat is gevaarlijk dicht bij de testdruk en is zeker slecht voor het staal van de fles. Nog niet gesproken van de gevaren die hiermee verband houden. Gevaar van drukflessen die zich in een vuurhaard bevinden. Naast het feit dat de druk in de flessen stijgt door de hitte en zo de druk waarbij de fles scheurt benadert wordt, zal door de hitte ook het staal zwakker worden; het zogenaamde vloeiverschijnsel. Dit verschijnsel is ook zichtbaar na een brand in een gebouw met staalconstructie. Door de hitte verliest het staal haar sterkte en het dak zakt in elkaar. Bron figuur 36 http://www.aroundtheglobe.nl/users/nl/feddeenwouter/fotos/fedde_duiken_4.jpg

4.4 De wet van Dalton Als twee of meer gassen, die met elkaar geen scheikundige reactie aangaan, zich in éénzelfde ruimte bevinden, dan is bij constante temperatuur de druk van het mengsel gelijk aan de som van de partiele drukken Wet van Dalton: Als twee of meer gassen, die met elkaar geen scheikundige reactie aangaan, zich in éénzelfde ruimte bevinden, dan is bij constante temperatuur de druk van het mengsel gelijk aan de som van de partiiële drukken. Bron figuur 37 http://users.skynet.be/sky68333/Theorie/Fysica/Fysica3.pdf

4.4.1 Limieten van gassen De mens is aangepast aan de omstandigheden waarin hij al duizenden jaren leeft; dus voor een omgevingsdruk van 1 bar waarin de partiële druk van: • Zuurstof 0.21 bar bedraagt • Stikstof 0.78 bar bedraagt • Edelgassen (Argon) 0.0097 bar bedraagt • Koolstofdioxide 0.0003 bar bedraagt Een stijging of daling van de druk van één van die gassen kan schadelijk of zelfs dodelijk zijn voor de mens. Men spreekt van Hypoxie wanneer het lichaam of een deel van het lichaam niet genoeg zuurstof krijgt, waardoor de normale celfuncties niet meer kunnen worden ondersteund. Groter gevaar bij duiken is hyperoxie: een teveel aan zuurstof. Bron figuur 38 http://users.skynet.be/sky68333/Theorie/Fysica/Fysica3.pdf

4.4.2 Zuurstofvergiftiging Afdalen Druk neemt toe Buiten lichaam + in de longen Longen vullen zich met lucht Partiëeldruk zuurstof neemt toe Zuurstof wordt giftig als p > 1,6 bar ZUURSTOFVERGIFTIGING Zuurstof is een gas dat we absoluut nodig hebben om in leven te blijven. Te veel zuurstof is echter even nadelig als te weinig. Het langdurig inademen van lucht met een verhoogd zuurstofgehalte kan schadelijk zijn voor de longen. Normaal ademen we een mengsel van 78% stikstof en 21% zuurstof in. De wet van Dalton zegt dat de gezamnlijke druk van een gasmengsel bestaat uit de som van de partiële druk van de gassen die het mengsel bevat. Op zeeniveau is de partiële druk van stikstof 0,78 bar en van zuurstof 0,21 bar. Zuurstof wordt giftig als de druk op 1,6 bar komt. Bron figuur 39 http://www.webdive.nl/uploads/afbeeldingen/230.jpg

4.4.2 Zuurstofvergiftiging Symptomen: - spiertrekkingen - misselijkheid - verwarring - bewusteloosheid - ... De symptomen van zuurstofvergiftiging zijn: spiertrekkingen, misselijkheid, problemen met zien en horen, ongerustheid, verwarring, grote vermoeidheid en krampaanvallen en tenslotte bewusteloosheid. Deze symptomen verdwijnen onmiddellijk als de partiële druk van zuurstof onder 1,7 bar komt. Bron figuur 40 http://www.cdnn.info/news/eco/coral_reef_250378.jpg

4.5 De wet van Henry De hoeveelheid in een vloeistof opgelost gas is evenredig aan de druk van het gas boven de oplossing, bij een constante temperatuur. Gas oefent een druk uit boven een vloeistof Gasmoleculen dringen in de oplossing Tot evenwicht is bereikt (verzadigingstoestand) Wet van Henry: De hoeveelheid in een vloeistof opgelost gas is evenredig aan de druk van het gas boven de oplossing, bij een constante temperatuur. Verklaring: Veronderstel een cilinder, deels gevuld met water, deels met gas. Het geheel wordt afgesloten door een beweegbare zuiger. Door het contact met het gas is het water verzadigd met gas in oplossing. De druk van het opgeloste gas pog is gelijk aan de druk van het gas pg in contact met het water. Wanneer we de zuiger naar beneden drukken stijgt de druk van het gas. Je kan je nu voorstellen dat de gasmoleculen als het ware in de vloeistof gedrukt worden, waardat er een kleinere gasdruk heerst. Indien de zuiger in deze positie blijft staan zal er zich na een zekere tijd terug een evenwicht instellen als het water opnieuw verzadigd is aan gas met de nieuwe druk. Bron: Figuur 41 http://users.skynet.be/sky68333/Theorie/Fysica/Fysica3.pdf

Drukverhoging : er lossen nog meer gasmoleculen op 4.5 De wet van Henry Drukverhoging : er lossen nog meer gasmoleculen op Drukverlaging : gasmoleculen gaan uit vloeistof Volgens de wet van Henry zullen er bij een drukverhoging meer gasmoleculen worden opgelost in de vloeistof en bij een drukverlaging zullen er moleculen uit de vloeistof gaan.

4.5.1 Caisson- of decompressieziekte Te snelle stijging Te snelle drukverlaging Opgeloste stikstof komt vrij Vorming van kleine gasbelletjes in het bloed en weefsels Symptomen -blindheid - duizeligheid - pijn in de gewrichten - ... Wanneer bij het duiken met perslucht de lichaamsweefsels zich hebben verzadigd met stikstof, dan wordt het proces tijdens het stijgen omgekeerd. De weefsels geven stikstof uit de dan bestaande oververzadiging aan het bloed af. Hierdoor kan de bloedstroom geblokkeerd worden. De weefsel erachter krijgen geen zuurstof meer en kunnen onherstelbare schade oplopen. De symptomen zijn afhankelijk van waar dat de bellen zitten. Mogelijke symptomen zijn blindheid, duizeligheid, pijn in de gewrichten.

4.5.1 Caisson- of decompressieziekte Voorkomen: - stijgen aan max. snelheid van 10m/s - decompressiestops respecteren Men kan dit voorkomen door te stijgen aan een maximale snelheid van 10m/s en de compressiestops te respecteren. Zo voorkom je een te snelle stijging en dus ook een te snelle drukverlaging.

Bronnen Marcante D., (1991) Sportduiken, Uitgeverij De Boer Maritiem, Baarn, 160 Jackson J., (2002) Sportduiken, Veltman Uitgevers, Utrecht, 96 Van Vlimmeren H., (1998) Handboek sportduiken: Theorie, training, praktijk, Uitgeverij Elmar B.V.,Rijswijk, 223 Prof. Dr. Hass H., Scholl J., Sénuit R., e.a., (1996) Handboek duiken, Uitgeverij Vipmedia Publishing en Services, Breda, 602