Www.vliz.be/educatie Duiken. Inleiding Als je met een duikersuitrusting in diep water duikt, kom je...

www.vliz.be/educatie

Duiken


InleidingAls 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


Inhoud1. 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


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

hgp ..


1. Hydrostatische druk


Druk op de cijfers en kijk welke druk een persoon of een voorwerp ondervindt op deze

diepte


Druk op de cijfers en kijk welke druk een persoon of en voorwerp ondervindt op deze

diepte

0 m1012 hPa



diepte

10 m2024 hPa



diepte

50 m6072 hPa



diepte

100 m11 132 hPa



diepte

500 m51 866 hPa



diepte

1000 m1024.10² hPa



diepte

2000 m2044.10² hPa



diepte

3000 m3061.10² hPa



diepte

4500 m4590.10² hPa



diepte

6000 m6120.10² hPa



diepte

6000 m7129.10² hPa


Een druk uitgeoefend op een deel van de vloeistof, plant zich in alle richtingen voort met dezelfde grootte.

2. Wet van Pascal


2. Wet van Pascal

1 2

Duiker 1 en duiker 2 ondervinden dezelfde druk


De opwaartse kracht die een lichaam in een vloeistof of gas ondervindt is even groot als het gewicht van de verplaatste vloeistof.

gVF vlvlA ..

3. Wet van Archimedes


3.1 Wanneer gaat een voorwerp zinken, stijgen of zweven?

zwevenFF

stijgenFF

zinkenFF

Az

Az

Az

:

:

:


3.1 Wanneer gaat een voorwerp zinken, stijgen of zweven?

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


Loodgordel


Trimvest

Heeft luchtblaas– Lucht in- of uitpompen


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



Zo lang de temperatuur constant blijft, is de druk van een gas omgekeerd evenredig aan het volume

P x V = cte


4.1.1 Invloed van de druk op het lichaam van duikers

longen

Luchtholten in het lichaam:

- Neusholte

- Mondholte

- Luchtpijp

- Longen

- Maag

- Darmen

- Middenoor

- ...


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


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


b. Overdruk in de longen

Ontstaan: ongecontroleerd opstijgen Lucht kan niet ontsnappen Buitendruk verminderd Longen en longblaasjes zetten uit Longblaasjes en bloedvaten scheuren Luchtbellen in bloedbanen



LONGOVERDRUK



Gevolg: LUCHTEMBOLIE

Organen krijgen te weinig zuurstof

- verlamming

- bewusteloosheid

- hartstilstand


Voorkomen– Traag stijgen– Voldoende uitademen tijdens het stijgen



4.1.2 Duikpak

Materiaal duikpak : neopreen = rubber met gasbelletjes in

Gasbelletjes thermische isolatie


4.1.2 Duikpak

Duiken

drukvermeerdering

gasbelletjes worden samengedrukt

pak wordt dunner

3 Gevolgen:

- minder drijfkracht

- isolatiewaarde neemt af

- loodgordel komt los te zitten


4.1.3. Wanneer gaat een duikfles het langste mee?

P x V = cte cteP

gas

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.


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.

cteV

T


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?


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

24353.293

20

353293

20

22

2

2

2

1

1

VV

V

T

V

T

V


4.3 De algemene gaswet

cteT

VP

LussacGayvanwetcteV

T

BoylevanwetcteVP

.

)(

)(.


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.

166303.353

200

303353

200

22

2

2

2

1

1

pp

p

T

p

T

p


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.


4.3.2 Duikflessen : andere toepassingen

• Drukstijging van flessen die in de zon liggen

• Gevaar van drukflessen die zich in een vuurhaard bevinden.


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


4.4.1 Limieten van gassen


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


4.4.2 Zuurstofvergiftiging

Symptomen:

- spiertrekkingen

- misselijkheid

- verwarring

- bewusteloosheid

- ...



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)



Drukverhoging : er lossen nog meer gasmoleculen opDrukverlaging :

gasmoleculen gaan uit vloeistof


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

- ...


4.5.1 Caisson- of decompressieziekte

Voorkomen:

- stijgen aan max. snelheid van 10m/s

- decompressiestops respecteren


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

Www.vliz.be/educatie Duiken. Inleiding Als je met een duikersuitrusting in diep water duikt, kom je...

Documents

Transcript of Www.vliz.be/educatie Duiken. Inleiding Als je met een duikersuitrusting in diep water duikt, kom je...