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Faszination Tauchen > Theorie & Praxis > Tauchphysik 10.03.2010

Tauchphysik

Umrechnung Kelvin/Celsius

In physikalischen Formeln wird in der Regel mit Kelvin (K) gerechnet, während üblicherweise am Tauchort die Temperatur in Celsius (C) gemessen wird. Dies macht erforderlich, das die gemessenen Temperaturen von Celsius nach Kelvin umgerechnet werden, damit sie in den entsprechenden Formeln eingesetzt werden können. Vereinfacht gilt: 

°K = 273 + °C 

Beispiel: 10 °C = 283 °K

Umgebungsdruckberechnung

Es gelten folgende vereinfachte Konstanten und Berechnungen:

Der Luftdruck auf Meereshöhe beträgt 1 Bar, pro Kilometer Höhenzunahme nimmt der Luftdruck um 0,1 Bar ab.

Eine Wassertiefe von 10 Metern erzeugt einen Druck von 1 Bar. Der Druck, der auf dem Taucher lastet (Umgebungsdruck), setzt sich zusammen aus Luftdruck und dem durch das Wasser erzeugten Druck:

pgesamt = pluft + pwasser

Beispiel: in einer Meerestauchtiefe von 30 Metern existiert ein Druck von 4 Bar (1 Bar Luftdruck + 3 Bar Wasserdruck).

Berechnung Luftmenge

Um die in einer Pressluftflasche enthaltene Luftmenge zu berechnen, die während eines Tauchgangs zu Verfügung steht, wird folgende Formel angewandt: 

Q = V × p

Q

Luftmenge in barl
VVolumen der Pressluftflasche
pFülldruck der Pressluftflasche
Allgemeine Gasgleichung

Die wichtigsten Gasgleichungen, die von den Forschern Boyle, Mariotte, Gay-Lussac und Charles formuliert wurden, lassen sich zu einer allgemeinen Gasgleichung zusammenfassen, die das Zusammenwirken von Temperatur, Druck und Volumen beschreibt.

p1 × V1 / T1 = p2 × V2 / T2

p1Druck 1 in bar

V1

Volumen 1 in l
T1Temperatur 1 in Kelvin
p2Druck 2 in bar
V2Volumen 2 in l
T2Temperatur in Kelvin

Anwendungsbeispiel: Eine Pressluftflasche mit 10 l Volumen wird bei einer Temperatur von 30 °C mit 200 bar gefüllt. Die Flasche soll in 20 °C warmen Wasser eingesetzt werden. Wie verändert sich der Fülldruck?

p1 × V1 × T2/ (T1 × V2) = p2

Eingesetzt ergibt sich:

200 * 10 * 293 / (303 * 10) = 193,3 Bar.

Berechnung Tauchzeit nach Luftmenge

Um aus der vorhanden Luftmenge die maximale Tauchzeit zu berechnen, muss auch die Tauchtiefe und der Luftverbrauch des Tauchers berücksichtigt werden.

tmax= Q / (AMV × p)

tmaxmaximale Tauchzeit in Minuten 

Q

Vorhandene Luftmenge in barl
AMVLuftverbaruch in l/min (Atemminutenvolumen). Hier kann für Hobbytaucher als Konstante 25 l/min eingesetzt werden.
pUmgebungsdruck in Tauchtiefe in Bar

Beispiel: Die Luftmenge beträgt 1930 barl, die Tauchtiefe soll 20 m sein:

1930 / (25 × 3) = 25,7 min

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