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