Fysica 2* NELOS - Deel 2 Pascal, Dalton & Henry © 2010 - G.W. Van der Vegt Sportduikclub ‘de Walrussen’

Inhoud Definities Pascal Henry Dalton Licht en geluid onderwater Boyle-Mariotte P*V=c Gay-Lussac P/T = c Charles’s Law V/T = c

Definities Partiële druk

Partiële druk Partiële druk is de druk die een gas uit een mengsel van gassen heeft als dit gas zich alleen in deze ruimte zou bevinden. Voorbeeld: Lucht op 1 bar bevat ± 20% zuurstof en 80% stikstof. De partiële druk van de stikstof is dan 80% van 1 bar = 0.8 bar. (dit noemen we de ppN2) De partiële druk van de zuurstof is dan 20% van 1 bar = 0.2 bar. (dit noemen we de ppO2) TODO - Definitie Kracht mist eigenlijk.

Partiële druk

Partiële druk Wat is de partiële druk van stikstof in ademlucht op 30m? Op 30m is de absolute druk 4 bar, daarmee is de partiële druk van stikstof (ppN2) 80% van deze 4 bar is 3.2 bar. De partiële druk van zuurstof (ppO2) is 20% van 4 bar is 0.8 bar. Controle: samen is de druk 3.2+0.8 = 4 bar! NOTE: Nog wat anders dan Bar uitleggen?

Partiële druk Wat is de partiële druk van stikstof in Nitrox36 op 40m? Nitrox 36 bevat 36% zuurstof en 64% stikstof. Op 40m is de absolute druk 5 bar, daarmee is de partiële druk van stikstof (ppN2) 64% van deze 5 bar is 3.2 bar. De partiële druk van zuurstof (ppO2) is 36% van 5 bar is 1.8 bar. Controle: samen is de druk 3.2+1.8 = 5 bar! NOTE: Nog wat anders dan Bar uitleggen?

Partiële druk Waarom is de Partiële druk zo belangrijk? Stikstof narcose (vergiftiging) en Zuurstof vergiftiging. Zuurstof vergiftiging vanaf 1.4 bar ppO2 Stikstof vergiftiging vanaf 3.2 bar ppN2

Pascal Druk uitgeoefend op een deel van een vloeistof plant zich in alle richtingen voort met gelijke grootte. http://nl.wikipedia.org/wiki/Wet_van_Pascal http://nl.wikipedia.org/wiki/Maagdenburger_halve_bollen http://www.techna.nl/Begrippen/communicerende%20vaten/communicerende%20vaten.htm

Toepassingen Duiken in onderwater grotten. Beperkte lengte van een snorkel? Normaliter kunnen je ademhalingsspieren dit drukverschil niet aan. Drukvariatie is -relatief- groter bij kleinere diepten? Boyle & Mariotte geeft dit ook al aan. Drukmeter (bourdon buis)

Dalton De druk van een mengsel van gassen is gelijk aan de som van partiële drukken van deze gassen. Bij constante hoeveelheid gas (geen scheikundige reactie). en Bij een constante temperatuur. Als twee of meer gassen, die met elkaar geen scheikundige reactie aangaan, zich in eenzelfde ruimte bevinden,dan is bij constante temperatuur de druk van het mengsel gelijk aan de som van de drukken die elk gas afzonderlijk zou hebben als het alleen in die ruimte was.

Toepassingen Duiken met Lucht, Nitrox of Trimix Berekenen grenzen voor chemische vergiftigingen. Opname/afgave stikstof in weefsels.

Henry De hoeveelheid gas die kan oplossen in een vloeistof is evenredig met de druk van het gas. Constante hoeveelheid gas Bij verzadiging Constante temperatuur Constant Oppervlakte Bij constante temperatuur en bij verzadiging is de hoeveelheid opgelost gas in een vloeistof evenredig met de druk van dat gas in contact met die vloeistof NOTE: Duimen

Henry Factoren die de gasuitwisseling beinvloeden (ezelsbruggetje: TAART): Temperatuur Aard van het gas Aard van de vloeistof Raakoppervlak Tijd

Henry Afhankelijk van de vloeistof: De mens is een mengsel van verschillende vloeistoffen. De wet van Henry zegt alleen iets over de maximale hoeveelheid, niet over het verloop van het oplossen. Snelheid gasopname varieert per soort vloeistof. Zegt niets over methode van afname: diffusie of belvorming.

Henry 3 toestanden: Verzadiging (evenwicht) Onderverzadiging (vloeistof kan nog meer gas opnemen). Oververzadiging (vloeistof bevat meer gas dan het eigenlijk kan opnemen en gaat dus gas afgeven). Als we te snel stijgen kan het teveel aan opgelost gas tot belvorming leiden.

Toepassing Wet van Henry: Duiktabellen. Duikcomputers. Decompressie ongevallen. Andere luchtmengsels (Nitrox/Trimix). Hyperbare geneeskunde. Toediening van 100% Zuurstof.

Licht onderwater Wit (zon)licht bestaat uit een aantal zichtbare en niet zichtbare kleuren. Zichtbaar: Rood, Oranje Geel, Groen, Blauw, Indigo en Violet (ROGGBIV) Niet zichtbaar: Infrarood en ultraviolet

Licht onderwater Wat je ziet Met extra licht

Licht onderwater Water werkt als en kleurenfilter. +/- elke 10 m verdwijnt er kleur. Blauw dringt het verst door. Infrarood en ultraviolet verdwijnen beiden zeer snel. De selectieve absorptie gebeurd in functie van de afstand dat het licht moet afleggen (<> diepte).

Lichtbreking

Lichtbreking Wet van Snellius: v = licht snelheid n = brekingsindex

Lichtbreking Oorzaak is verschil in dichtheid tussen twee media (in het geval van duiken: lucht/oogvocht). Duikbril nodig om voldoende breking te krijgen zodat onze ogen werken (breking water/oogvocht is nagenoeg nihil). Zonder bril onderwater zien is alsof je zwaar bijziend bent. Je zou contactlenzen met een sterke van +20 nodig hebben om dit te corrigeren!

Toepassingen Alle voorwerpen onder water worden 1/3 groter dan werkelijk, alle voorwerpen lijken 1/4 korter bij dan werkelijk. Ons gezichtsveld vermindert met 25%. Duikbril is de oorzaak van de afwijking. Werking duikbril (eventueel op sterke). Zie www.natuurkunde.nl Illustraties: natuurkunde.nl

Geluid onderwater Door de onsamendrukbaarheid van water plant geluid zich beter/verder en sneller voort in water. 4-5 keer sneller dan in lucht (+/-1500 m/s) Onze oren/hersenen kunnen dan geen richting en afstand meer bepalen!

Puntjes op de i Luchtverbruik Bij berekenen luchtverbruik tijdens een duik: GOV is je persoonlijke Gemiddelde Oppervlakte (lucht)Verbruik. Bij dalen wordt de grootste diepte aangehouden. Bij stijgen wordt de grootste diepte aangehouden. Bij decotrappen / stops rekenen we wel met de actuele diepte. Voorbeeld: een duik van 23 min naar 20m en een stijging van 2 min rekenen we uit als 25 min * 3 (bar) * GOV (l/min) = 75 * GOV.

Puntjes op de i Tot 5.000 m hoogte neemt de luchtdruk ongeveer lineair met 0,1 bar per 1.000 m af. Bij duiken op hoogte: Speciale duiktabellen nodig (vanaf 700m) of Duikcomputer instellen (vanaf 300m!) Opletten met vliegen en (berg)uitstapjes naar hoogte na een duik.