Deprecated: mysql_connect(): The mysql extension is deprecated and will be removed in the future: use mysqli or PDO instead in /home/blokjeom/domains/2dive.nl/public_html/mphp/Database.php on line 94

Strict Standards: Only variables should be passed by reference in /home/blokjeom/domains/2dive.nl/public_html/index.php on line 16
2Dive helpt je met het leren van je duiktheorie!

Het effect van druk op gassen

Voor duikers is het van groot belang om te weten wat druk is en wat de invloed van druk is op gassen. Onderwater ademen we namelijk gassen in onder veel hogere druk dan dat we dat normaal gewend zijn. Dit heeft zeer veel invloed op een duiker en kan als er niet goed mee omgegaan wordt leiden tot onveilige situaties met verlammingen of zelfs de dood tot gevolg. Dit benadrukt nogmaals het belang van duiktheorie voor mensen die graag veilig willen duiken. In dit hoofdstuk staan we stil bij de volgende vragen:
- Welke invloed heeft druk op gas?
- Hoe verhouden gassen zich onder druk ten opzichte van elkaar?
- Wat is partiële druk?

Een eigenschap van een gas is dat het een zeer lage dichtheid heeft. Atomen in een gas bevinden zich dus op relatief grote afstand van elkaar. Door deze eigenschap is gas vrij gemakkelijk samen te persen. Als we voor duiktheorie over gassen en druk praten zijn er 2 wetten van groot belang, de wet van Dalton en de wet van Boyle.


De wet van Boyle schrijft voor:

image
Bij een constante temperatuur is het volume van een hoeveelheid gas omgekeerd evenredig met de druk.


De wet van Dalton schrijft voor:

image Als in een afgesloten ruimte, twee of meer gassen voorkomen die samen geen scheikundige reactie aangaan, dan is bij een constante temperatuur de druk gelijk aan de som van de druk die elk gas zou hebben als het zich alleen in dezelfde ruimte zou bevinden.


In de formule bij de wet van Boyle staat p voor Pressure (druk), V voor Volume, en de Constant is een vast getal. Uit deze vergelijking volgt dat wanneer we de druk op een hoeveelheid gas verdubbelen, het volume halveert. Deze constante zullen we op 2Dive ook wel eens aanduiden met de eenheid barl of wel (bar * liter).
De wet van Dalton toont het som teken, deze formule betekend niets anders dan: De druk van alle delen gas bij elkaar opgeteld is de totale druk in het gasmengsel.

Allereerst kunnen we door deze wetten stellen dat we als we de druk hoog genoeg kunnen opvoeren zeer veel lucht (ademgas) in een perslucht cilinder kunnen persen. Immers verkleint volgens de wet van Boyle het volume van gas bij het verhogen van de druk. Met behulp van de wet van Boyle kunnen we berekenen hoeveel druk we nodig hebben om een hoeveelheid gas in een vastgesteld volume te persen.

Voorbeeld:
Als we een hoeveelheid lucht bekijken van 2000l (V) oftewel 2m3 bij een druk van 1 bar (p), dan kunnen we de vergelijking van Boyle invullen. Hieruit volgt:
image
Als we dezelfde hoeveelheid lucht in een duikcilinder willen opslaan met een volume van 10l (V), moeten we de druk zo hoog opvoeren dat uit het vergelijk bij een V van 10l het resultaat 2000barl volgt:
image
We hebben dus een druk nodig van 200bar nodig om 2m3 lucht (bij een druk van 1bar) in een duikcilinder van 10l te persen. Hoe lang je hierop kan duiken verschilt per duiker en diepte, hierover leer je meer in het deel Duikplanning & loggen.

Partiële druk
Als we de wet van Dalton nogmaals bekijken dan kunnen we concluderen dat elk gas in een mengsel zijn eigen bijdrage levert aan de totale druk in het gasmengsel. Deze bijdrage van een afzonderlijk gas in een mengsel noemen we partiële druk. De partiële druk van een afzonderlijk gas is te berekenen als we de verhouding weten waarin het gas zich in een mengsel bevindt. Nemen we lucht als voorbeeld dan stellen we dat er zuurstof en stikstof in voorkomen als meest significante gassen. De verhouding tussen zuurstof en stikstof in lucht stellen we voor het gemak gelijk aan 21% om 79%. Bij een druk van 1bar kunnen we berekenen dat de partiële druk van zuurstof in het mengsel gelijk is aan (21% van 1bar) 0,21bar. De partiële druk van de stikstof in het mengsel is (79% van 1bar) 0,79bar. als we de totale druk van het ademgas lucht verhogen tot 2bar (hetgeen de situatie is op 10m diepte) dan zal gelijk aan de toename van het totaal ook de partiële druk toenemen met een factor 2. Bij 2bar is de partiële druk van zuurstof in lucht dus 0,42bar en van stikstof 1,58bar. Als we de partiële drukken bij elkaar optellen is dit altijd weer gelijk aan de totale druk in het gasmengsel.