Das Gesetz von Henry (nach dem englischen Chemiker William Henry)

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1 Das Gesetz von Henry (nach dem englischen Chemiker William Henry)
Tauchphysik Das Gesetz von Henry (nach dem englischen Chemiker William Henry)

2 Das Gesetz von Henry (nach dem englischen Chemiker William Henry)
Tauchphysik Das Gesetz von Henry (nach dem englischen Chemiker William Henry) Grenzen der Gültigkeit Strenggenommen ist das Henry Gesetz nur für kleine und mäßige Drücke bis ungefähr 5 bar anwendbar. Und es ist nur für verdünnte Lösungen gültig, d.h. bei niedrigen Partialdrücken. Zudem darf das gelöste Teilchen nicht mit dem Lösungsmittel reagieren, wie Kohlenstoffdioxid mit Wasser, da sonst das Gleichgewicht gestört wird. Anwendung im Tauchsport Mit dem relativ einfachen Henry-Gesetz lässt sich die Dekompressionserkrankung bei Tauchern erklären. Der Umgebungsdruck nimmt um etwa 1 bar pro 10 Meter Wassertiefe zu. Mit zunehmendem Partialdruck löst sich mehr Stickstoff zunächst im Blut, das ihn in die Peripherie transportiert. Dort diffundiert er vorzugsweise in Kompartimente mit hohem Fettanteil. Erfolgt das Auftauchen zu schnell bzw. ohne die evtl. notwendigen Dekompressionspausen, so ist die Rückdiffusion von Stickstoff (Gewebe => Blut => Lunge) zu langsam, so daß er ausperlt. Findet dies im Gewebe statt, spricht man von "bends" (Gelenkschmerzen), im Lungenkreislauf von "chokes" (Atemproblemen) oder bei Blasenbildung in Arterien, die Hirn- oder Rückenmark versorgen, von "staggers" (neurologischen Symptomen).

3 Welche Rolle spielt die Geschwindigkeit?
Tauchphysik Das Gesetz von Henry (nach dem englischen Chemiker William Henry) Welche Rolle spielt die Geschwindigkeit? Die Geschwindigkeit, mit der die Gasmoleküle in die Flüssigkeit gelangen, hängt ab von: der Größe der Oberfläche, an der die Diffusion erfolgen kann. der Löslichkeit des Gases in der betreffenden Flüssigkeit.

4 Welche Rolle spielt der Druck?
Tauchphysik Das Gesetz von Henry (nach dem englischen Chemiker William Henry) Welche Rolle spielt der Druck? Welche Menge an Gasmolekülen pro Zeiteinheit aufgenommen werden kann, hängt Von dem Unterschied zwischen den Partialdrücken des Gases über der Flüssigkeit und in der Flüssigkeit selbst ab.

5 Welche Gasmenge kann maximal gelöst werden?
Tauchphysik Das Gesetz von Henry (nach dem englischen Chemiker William Henry) Welche Gasmenge kann maximal gelöst werden? Wie viele Gasteilchen sich im Sättigungszustand lösen können hängt ab von: Dem Teildruck des Gases über der Flüssigkeit Der Temperatur der Flüssigkeit Die Löslichkeit des Gases in der betreffenden Flüssigkeit Der Flüssigkeitsmenge

6 Die unterschiedlichen Gewebe
Tauchphysik Das Gesetz von Henry (nach dem englischen Chemiker William Henry) Die unterschiedlichen Gewebe Die Stickstoffsättigung im Organismus des Tauchers ist abhängig von der Art des Gewebes. Wir unterscheiden hier schlicht: Schnelle Gewebe Mittlere Gewebe Langsame Gewebe

7 Die unterschiedlichen Gewebe
Tauchphysik Das Gesetz von Henry (nach dem englischen Chemiker William Henry) Die unterschiedlichen Gewebe Wir unterteilen hinsichtlich der Gewebe die Arten lediglich in drei verschiedene Sättigungsgeschwindigkeiten. Die schnellen Gewebe (wie Blutgewebe, Lungengewebe und Muskulatur) Die mittleren Gewebe (wie innere Organe, Haut, Nervengewebe) Die langsamen Gewebe (wie Bänder, Sehnen, Knorpel und Knochen) Im Wesentlichen hängt die Geschwindigkeit der Sättigung von der Durchblutung ab. Übergänge zwischen den verschiedenen Gewebearten sind fließend. Bei der Entwicklung von Dekompressionsmodellen wird in bis zu 20 verschiedene Gewebearten unterteilt.

8 Das Gesetz von Gay Lussac
Tauchphysik Das Gesetz von Gay Lussac

9 Das Gesetz von Gay Lussac
Tauchphysik Das Gesetz von Gay Lussac Bei konstantem Volumen wächst der Druck einer gegebenen Gasmenge im gleichen Verhältnis, wie die absolute Temperatur. p / T = konstant

10 Das Gesetz von Gay Lussac
Tauchphysik Das Gesetz von Gay Lussac

11 Physikalische Einheiten / Tauchdruck
Tauchphysik Physikalische Einheiten / Tauchdruck

12 Tauchphysik Luftdruck + Wasserdruck = Umgebungsdruck
Physikalische Einheiten / Tauchdruck Luftdruck + Wasserdruck = Umgebungsdruck

13 Physikalische Einheiten / Tauchdruck
Tauchphysik Physikalische Einheiten / Tauchdruck

14 Physikalische Einheiten / Tauchdruck
Tauchphysik Physikalische Einheiten / Tauchdruck

15 P = p1 + p2 + p3 + pn Tauchphysik Das Gesetz von Dalton
Die Summe aller Teildrücke (Partialdrücke) eines Gasgemisches ergibt den Gesamtdruck P = p1 + p2 + p3 + pn

16 Die Zusammensetzung der Luft
Tauchphysik Das Gesetz von Dalton Die Zusammensetzung der Luft

17 Tauchphysik Das Gesetz von Dalton

18 Lebenswichtig Tauchphysik ist somit 56,66 Meter Das Gesetz von Dalton
Sauerstoff wird ab einem Partialdruck von 1,4 bar giftig Dies ist unabhängig von Temperatur oder Anstrengung. Maximale Einsatztiefe für Pressluft mit 21 % Sauerstoff ist somit 56,66 Meter

19 Stickstoffvergiftung
Tauchphysik Das Gesetz von Dalton Ab 30 Meter Wassertiefe kann, ab 40 Meter muss mit einem Tiefenrausch gerechnet werden. Stickstoffvergiftung Dies entspricht einem Partialdruck von 3,9 bei 40 Metern und bei 30 Metern?

20 Der Satz des Archimedes
Tauchphysik Der Satz des Archimedes

21 Der Satz des Archimedes
Tauchphysik Der Satz des Archimedes Ein Körper, der in eine Flüssigkeit eintaucht, verliert scheinbar so viel an Gewichtskraft, wie die von ihm verdrängte Flüssigkeit wiegt

22 Tauchphysik Der Satz des Archimedes
Ein Körper, der in eine Flüssigkeit eintaucht, verliert scheinbar so viel an Gewichtskraft, wie die von ihm verdrängte Flüssigkeit wiegt Was bedeutet das für den Taucher?

23 Der Satz des Archimedes
Tauchphysik Der Satz des Archimedes

24 Tauchphysik Der Satz des Archimedes
Welchen der drei Zustände streben wir beim Tauchen an?

25 Alle drei Tauchphysik Der Satz des Archimedes
Welchen der drei Zustände streben wir beim Tauchen an? Alle drei

26 Tauchphysik Der Satz des Archimedes
Welchen der drei Zustände streben wir beim Tauchen an? Abtrieb um abtauchen zu können

27 Tauchphysik Der Satz des Archimedes
Welchen der drei Zustände streben wir beim Tauchen an? Abtrieb um abtauchen zu können Schweben …….um austariert tauchen zu können

28 Tauchphysik Der Satz des Archimedes
Welchen der drei Zustände streben wir beim Tauchen an? Abtrieb um abtauchen zu können Schweben …….um austariert tauchen zu können Auftrieb ………. um wieder auftauchen zu können

29 P zu V ist umgekehrt proportional
Tauchphysik Das Gesetz von Boyle und Mariotte Bei gleich bleibender Temperatur steht für eine gegebene Gasmenge der Druck im umgekehrten Verhältnis zum Volumen P x V = konstant P zu V ist umgekehrt proportional

30 Das Gesetz von Boyle und Mariotte
Tauchphysik Das Gesetz von Boyle und Mariotte Wir erinnern uns

31 Das Gesetz von Boyle und Mariotte
Tauchphysik Das Gesetz von Boyle und Mariotte

32 Das Gesetz von Boyle und Mariotte
Tauchphysik Das Gesetz von Boyle und Mariotte

33 Das Gesetz von Boyle und Mariotte
Tauchphysik Das Gesetz von Boyle und Mariotte

34 Das Gesetz von Boyle und Mariotte
Tauchphysik Das Gesetz von Boyle und Mariotte

35 Tauchphysik Das Gesetz von Boyle und Mariotte
Halte beim Tauchen mit Druckluftgerät nie die Luft an Atme stets ruhig und gleichmäßig weiter Überschreite nie die zulässige Austauchgeschwindigkeit Gebe beim Austauchen der „Druckluft“ immer genügend Zeit zum Abatmen.

36 Das Gesetz von Boyle und Mariotte
Tauchphysik Das Gesetz von Boyle und Mariotte