Úvod img3 Vzduch a nitrox img3 Výhody nitroxu img3 Odlišnosti používania img3 FYZIKA img3 Fyziológia img3 Analýza img3 Prípravaimg3 Záver

Blok 4: Fyzika a EANx

- Tlaky používané v potápaní

- Daltonov zákon a parciálne tlaky plynov

Jednotlivé časti výučby:

img3

img3

img3

img3

img3

img3

img3

Tlaky v potápaní

Potápanie predpokladá určité základné znalosti z fyziky. Zopakujme si najskôr niečo o tlakoch. Tlak je vo fyzike definovaný ako sila pôsobiaca na plochu.

Atmosférický tlak = tlak vzduchu

Je vytváraný hmotou vzduchu pôsobiacou na povrch. Za „normálny“ atmosférický tlak považujeme ten, ktorý na úrovni hladiny mora vytvára silu 1 kilogramu na cm2. V potápačskej praxi preň používame hodnotu 1 bar.

Hydrostatický tlak = tlak vodného stĺpca

V tomto prípade ide o silu vytváranú hmotnosťou vody. Hodnote 1 bar zodpovedá vodný stĺpec sladkej vody o výške 10 metrov.

Celkový tlak

Tlak, ktorý pôsobí na potápača pod vodnou hladinou nazývame tlakom celkovým (okolitým). Je daný súčtom tlaku nad hladinou (atmosférický) a tlakom pod hladinou (hydrostatickým). V potápaní ho vyjadrujeme v jednotkách bar.

Ostatné jednotky

Ekvivalentom vyjadrenia hodnoty tlaku 1 bar sú:
- 1 Atmosféra (používaná najmä služobne staršími potápačmi)
- 0,1 MPa (používaná jedincami z technickej branže)
- 14,7 psi (používaná v imperiálnej sústave)

 

Konverzia vzťahov hĺbky a tlaku

 

Pre lepšie pochopenie výpočtov spojených s určením ideálnej zmesi na dýchanie a najmä maximálnej operačnej hĺbky (MOD) Nitroxu, musíme byť schopní konvertovať špecifickú hĺbku (v metroch) na tlak (v bar).

Premena hĺbky na tlak

V prvom kroku zameníme hĺbkový údaj za tlak delením 10-timi.

Bar = (metre÷10)

V druhom potom vyrátame hodnotu celkového tlaku pripočítaním 1.

Celkový tlak (bar) = hodnota z prvého kroku (bar)+ 1

img3

Premena tlaku na hĺbku

Pre opačnú konverziu, premenu celkového tlaku (bar) na hĺbku potápania (m) najskôr:

V prvom kroku odpočítame od hodnoty tlaku 1

Celkový tlak (bar) – 1 = hodnota hydrostatického tlaku (bar)

V druhom potom vynásobíme túto hodnotu 10-timi.

Hĺbka (m) = hodnota z prvého kroku (bar) x 10

img3

 

Daltonov zákon

 

Popisuje jednotlivé tlaky v zmesiach plynov. Ak máme plynnú zmes s určitou hodnotou tlaku, tak tento označujeme ako absolútny.

img3

 

Podľa Daltonovho zákona je absolútny (celkový) tlak, rovný súčtu čiastkových (parciálnych) tlakov plynov, z ktorých sa konkrétna zmes skladá.

Tlak (absolútny) = Tlak plynu A + Tlak plynu B + Tlak plynu C + …

 

Parciálny tlak plynu

 

Z uvedeného vzťahu Daltonovho zákona vyplýva, že každý z plynov tvoriacich zmes, sa podieľa na celkovom tlaku časťou, rovnou jeho percentuálnemu zastúpeniu v zmesi.

Ak pripustíme, že vzduch je zmesou kyslíka a dusíka, potom 21% celkového tlaku tejto zmesi pripadá na kyslík a zbytok, to jest 79% tlaku pripadá na dusík. Uvedené tlaky nazývame parciálnymi (čiastkovými).

Daltonov zákon pre vzduch, súčasne aj pre akýkoľvek Nitrox platí ako:

P = PO2 + PN2

absolútny tlak zmesi = parciálny tlak kyslíka + parciálny tlak dusíka

 

Mólový zlomok plynu

 

Ak poznáme parciálny tlak plynu (Pg) a absolútny tlak zmesi (P), môžeme určiť jeho percentuálne zastúpenie v danej zmesi (Fg).

Fg = Pg ÷ P

F plynu = parciálny tlak plynu ÷ absolútny tlak zmesi

Výsledkom je „mólový zlomok“ - podiel plynu (Fg).

Je desatinným ekvivalentom jeho percentuálneho zastúpenia.

 

Tlaky plynov v hĺbke

 

Mólové zlomky plynov (Fg) sa pri potápaní s prístrojom s otvoreným okruhom nemenia. Plyny sa v tomto prípade nachádzajú v uzavretej nádobe a zachovávajú si po celý čas svoje stále percentuálne zloženia. So zmenou hĺbky, sa zmení aj okolitý tlak. Reakciou regulátora na tieto zmeny okolitého sa bude jeho pôsobením proporčne meniť celkový tlak dýchanej zmesi plynov (P) a tým súčasne aj parciálne tlaky (Pg) všetkých jeho zložiek.

Ak sa potápame s EAN32-kou, bude mólový zlomok kyslíka (FO2) vo fľaši konštantne rovný 0,32 na hladine, na dne ako aj počas zostupu a výstupu.

Parciálne tlaky oboch zložiek EAN32-ky, to jest kyslíka (PO2) a dusíka (PN2) v pľúcach, budú v závislosti od hĺbky variovať. Pri zostupe sa budú oba zvyšovať a počas výstupu na hladinu v súlade s redukciou okolitého tlaku klesať na pôvodné hodnoty.

 

Výpočet parciálneho tlaku plynu

 

Parciálnym tlakom (Pg) sme nazvali podiel (latinsky - partum), akým sa konkrétna zložka plynu podiela na celkovom tlaku zmesi.

Vypočítava sa zo súčinu% zložky plynu a absolútneho tlaku zmesi:

Pg = Fg x P

 

img3

 
 

Poznámka na okraj:

Tvoj podvodný manometer ti počas potápania ukazuje hodnotu tlaku plynu vo vnútri fľaše.

Tvoj hĺbkomer zasa zobrazuje prepočítanú hodnotu hydrostatického tlaku vody v danej hĺbke.

 

 

--------------------------------------

Príklad:

Aká je hodnota tlaku v hĺbke 23 metrov ?

(23÷10) + 1 = 3,3 bar

Odpoveď:
V hĺbke 23 metrov pôsobí celkový tlak s hodnotou 3,3 bar.

---------------------------------------

 

 

 

---------------------------------------

Príklad:

Akej hĺbke zodpovedá hodnota tlaku 2,3 bar ?

(2,3 - 1) x 10 = 13 metrov

Odpoveď:
Hodnote tlaku 2,3 bar zodpovedá hĺbka 13 metrov.

---------------------------------------

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

---------------------------------------

Príklad:

Aplikácia Daltonovho zákona pre vzduch na úrovni hladiny mora:

1,0 bar = 0,21 bar + 0,79 bar

---------------------------------------

 

---------------------------------------

Príklad:

Hľadáme mólový zlomok kyslíka FO2 vo vzduchu, v tlakových podmienkach na úrovni hladiny mora.

FO2 = PO2 ÷ P

0,21 ÷ 1 = 0,21.

Odpoveď:
FO2 vo vzduchu na úrovni hladiny mora je 0,21.

Podobnou úvahou by sme vypočítali FN2 na hodnotu ..... 0,79.

---------------------------------------

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

img3

Rozšíriť svoje vedomosti o problematike Nitroxu môžeš napríklad aj štúdiom našej príručky s názvom:
"Potápanie so zmesou NITROX ".
Okrem iného sa v nej v súvislosti s týmto blokom dozvieš:


- Nutnosti úprav výstroja
- Príprava a čistenie fliaš
-Ako sú nastavené hĺbkové limity

img3

Úplnú verziu príručky, si môžeš za poplatok 5 Eur stiahnúť na tomto mieste portálu Scuba.sk

 

img3