Tauchtheorie Bronze

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Tauchtheorie Bronze

• Physik

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Was ist Physik?

• beschäftigt sich mit Naturgesetzen
• Natur berechnen
• mathematisch orientiert

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Wozu brauchen Taucher Physik?

• Laien haben mitunter naive Vorstellungen vom
  Tauchen

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Wozu brauchen Taucher Physik?

• ungewohnte Umgebung
• Druck
• Auftrieb
• Temperatur, Abkühlung
• begrenzter Luftvorrat
• Wahrnehmung verändert (Licht, Schall)
• Gefahren erkennen
• Verhalten anpassen
• Grundlage für sicheres Tauchen

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(No Transcript)
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(No Transcript)
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Druck

• Kraft durch Fläche (F/A)
• Druck wirkt in Gasen und Flüssigkeiten allseitig

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Druck 2

• SI-Einheit bar (10 N / cm²)
• Pascal N / m²
• 1 bar 100.000 Pa
• 1 Millibar 1 Hektopascal
• keine SI-Einheiten
• technische Atmosphäre at (kp/cm²)
• Quecksilbersäule mm Hg, Torr
• physikalische Atmosphäre atm (760 mm Hg)
• PSI (pound / inch²)
• Luftdruck 1 bar

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(No Transcript)
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(No Transcript)
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Archimedes 2

• Auftrieb Gewicht lt verdrängtes Wasser
• Jacket, Tarierweste
• Neoprenanzug
• Abtrieb Gewicht gt verdrängtes Wasser
• Bleigurt
• Austariert Gewicht verdrängtes Wasser

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(No Transcript)
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Gesetz von Boyle und Mariotte 2

• p1V1 p2V2
• V2 V1 p1 / p2
• z.B. bei verdoppeltem Druck halbiert sich das
  Volumen
• große Druckänderungen in geringen Tiefen!
• Tarierung
• Volumen von Jacket und Anzug ändert sich mit
  der Tiefe
• Lungenvolumen
• Gefahr von Barotrauma

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Gesetz von Boyle und Mariotte 3

• Ausdehnung des Jackets beim Aufstieg
• Jacket in 20 m halbvoll, in welcher Tiefe voll?
• p1 3 bar
• p2 p1 / 2
• 1,5 bar
• (5 m)

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Gesetz von Boyle und Mariotte 4

• Lungeninhalt beim Aufstieg
• 30 m, 3 l, Aufstieg auf 20 m ohne Ausatmung
• p1 4 bar
• p2 3 bar
• V2 3 l 4 bar / 3 bar
• 4 l
• 10 m, 3 l, Aufstieg zur Oberfläche ohne Atmung
• p1 2 bar
• p2 1 bar
• V2 3 l 2 bar / 1 bar
• 6 l

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Luftverbrauch beim Tauchen 1

• Atemminutenvolumen
• Das von einem Taucher in einer Minute
  verbrauchte
• Luftvolumen
• Einheit l/min
• Atemminutenvolumen unabhängig vom
  Umgebungsdruck!
• Verfügbares Luftvolumen
• VTauchtiefe VDTG pDTG / pTauchtiefe

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Luftverbrauch beim Tauchen 2

• Bestimmung Atemminutenvolumen
• 12 l DTG, 20 m, in 20 min 100 bar verbraucht
• pTauchtiefe
• 3 bar
• VTauchtiefe
• 12 l 100 bar / 3 bar
• 400 l
• AMV
• 400 l / 20 min
• 20 l / min

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Luftverbrauch beim Tauchen 3

• Bestimmung des Luftverbrauchs
• 10 l DTG, 200 bar, 30 m, 25 l / min, 10 min
• pTauchtiefe
• 4 bar
• VTauchtiefe
• 25 l /min 10 min
• 250 l
• pVerbrauch 250 l 4 bar / 10 l
• 100 bar
• pDTG 200 bar 100 bar
• 100 bar

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Luftverbrauch beim Tauchen 4

• Bestimmung der Tauchzeit
• 15 l DTG, 200 bar, 20 m, 25 l / min
• Wann sind 50 bar (Reserve) erreicht?
• pTauchtiefe
• 3 bar
• VTauchtiefe
• 15 l (200 bar 50 bar) / 3 bar
• 750 l
• t
• 750 l / 25 l/min
• 30 min

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Druck und Temperatur

• Verhalten von Gasen bei Temperaturänderung
• Druckanstieg beim Erwärmen
• Druckabfall beim Abkühlen
• Auswirkung auf den Luftverbrauch
• Luft wird bei Körpertemperatur (37C)
  eingeatmet
• Druckänderungen bei gleicher Luftmenge spielen
  keine Rolle

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(No Transcript)
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Gesetz von Gay-Lussac 2

• p1 / T1 p2 / T2
• p2 p1T2 / T1
• DTG, 200 bar bei 20C, erwärmt auf 60C
• T1 293 K
• T2 333 K
• p2 200 bar 333 K / 293 K 227 bar
• abgekühlt auf 8C
• T1 333 K
• T2 281 K
• p2 227 bar 281 K / 333 K 192 bar

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Gesetz von Gay-Lussac 3

• Auswirkung auf den Luftverbrauch
• Luft wird bei Körpertemperatur (37C)
  eingeatmet
• Druckänderungen bei gleicher Luftmenge spielen
  keine Rolle
• 10 l-DTG, 190 bar bei 14C
• Welche Luftmenge atmen wir bei 37C ein?
• T1 287 K
• T2 310 K
• p2 190 bar 310 K / 287 K 205,2 bar
• 205,2 bar 10 l 2052 bar l

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Atemluft 1

• Zusammensetzung der Luft
• Stickstoff N2 78,00
• Sauerstoff O2 21,00
• Kohlendioxid CO2 0,03
• Rest Ar, H2O 0,97
• Ausatemluft
• Sauerstoff O2 17
• Kohlendioxid CO2 4

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Atemluft 2

• Hyperventilation
• verstärktes Abatmen von CO2
• Atemreiz wird unterdrückt
• Gefahr von Schwimmbad-Blackout
• Gasvergiftung bei erhöhtem Druck
• Sauerstoff
• Stickstoff (Tiefenrausch)
• Löslichkeit von Gasen
• steigt mit zunehmendem Druck
• beim Aufstieg muß genügend Zeit zur
  Entsättigung bleiben)

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Atemluft 2

• Hyperventilation
• verstärktes Abatmen von CO2
• Atemreiz wird unterdrückt
• Gefahr von Schwimmbad-Blackout
• Gasvergiftung bei erhöhtem Druck
• Sauerstoff
• Stickstoff (Tiefenrausch)
• Löslichkeit von Gasen
• steigt mit zunehmendem Druck
• beim Aufstieg muß genügend Zeit zur
  Entsättigung bleiben)

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Gefahren der Tauchphasen

• Kompression
• Barotrauma
• Isopression
• Sauerstoffvergiftung
• Tiefenrausch
• Esouflement
• Dekompression
• Dekompressionskrankheit
• Lungenüberdruckunfall

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Licht 1

• Brechung
• unscharfes Bild bei Wasser-Augen Kontakt
• scharfes Bild durch Luftschicht (Tauchermaske)
• Gegenstände erscheinen verzerrt

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(No Transcript)
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(No Transcript)
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Licht 4

• Streuung
• Lichtstrahlen werden unterschiedlich abgelenkt
• durch Fremdteilchen im Wasser verstärkt
• ? schlechte Sicht
• Absorption
• Verschlucken von Licht
• abhängig von Farbe (Wellenlänge) und Tiefe
• Rot ab 10m Tiefe nicht mehr erkennbar

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Schall

• Höhere Schallgeschwindigkeit im Wasser
• Luft 340 m/s
• Wasser 1485 m/s
• Unterwassergeräusche deutlicher
• Entfernung schlecht abzuschätzen
• Überwassergeräusche kaum hörbar (Reflektion)
• Akustische Signale gut hörbar
• Richtungshören nicht möglich
• zu geringer Signalabstand zwischen Ohren
• Gefahr durch nicht lokalisierbare
  Schraubengeräusche

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Wärme

• Wärmeabgabe
• Wärmeleitung
• Wärmeströmung
• Wärmestrahlung
• Schutzmaßnahmen
• Neoprenanzug
• Gut anliegender Anzug
• naß halbtrocken trocken
• Probleme
• Wärmestau
• Kompression des Anzugs mit zunehmender Tiefe
• Wärmeabgabe durch Atmung