Tlak Každý předmět má svou specifickou hmotnost a vlastní hmotnost. Tato tíhová síla působí na plochy, na nichž předmět leží. Tlak je podíl síly předmětu (F) a plochy (S). Čím menší je plocha, tím vyšší je při stejné tíhové síle tlak. Tíha se měří v newtonech (N), přičemž pro potápěče platí: 10 N = 1 bar. U potápění se tlak uvádí v barech. © Ing. Miroslav JANÍČEK 2008 Tlak vzduchu Vzduchový obal, který obklopuje Zemi, svou hmotností vyvíjí tlak na zemský povrch. Tlak této přibližně 10 km silné vrstvy vzduchu činní na hladině moře 1,013 baru na cm2. U horolezectví nebo létání tento tlak s každým 1000 m výšky klesá asi o 0,1 baru. Ve výšce 5000 m tak zůstává pouze asi polovina původního tlaku vzduchu, cca 0,5 baru.

Tlak vody Tentýž tlak stejně jako výše zmíněný vzduchový sloupec o výšce asi 10 km působí 10 m vysoký vodní sloupec na 1m2 plochy, tedy 1 bar. Tlak vody se s každým10 m hloubky o další 1 bar zvyšuje. Tlak okolí (celkový tlak, absolutní tlak) Výsledný tlak sestávající z tlaku vzduchu působící na hladinu vody (na hladině moře 1 bar) a tlaku vody panujícího v hloubce se označuje jako tlak okolí, celkový nebo absolutní tlak. Tlak se při sestupu z 0 m do hloubky 10 m zdvojnásobuje z 1 baru na 2 bary. Aby se tlak znovu zdvojnásobil, je třeba potopit se z hloubky 10 m (2 bary) do hloubky 30 m (4 bary), tedy urazit dvojnásobnou vzdálenost (20 m). © Ing. Miroslav JANÍČEK 2008 © Ing. Miroslav JANÍČEK 2008

Plyny pod tlakem Daltonův zákon Celkový tlak směsi plynů se vypočítává ze součtu dílčích tlaků plynů v této směsi obsažených, úměrně jejich podílu na jejím objemu. Celkový tlak plynné směsi vzduchu se vypočítává z parciálního tlaku kyslíku (pO2), dusíku (pN2) a tlaku zbývajících složek (pzbytk): © Ing. Miroslav JANÍČEK 2008

pO2 = parciální tlak kyslíku pN2 = parciální tlak dusíku pcelk = pO2 + pN2 +pzbytk pcelk = celkový tlak pO2 = parciální tlak kyslíku pN2 = parciální tlak dusíku Pzbytk = parciální tlak zbytkových plynů Parciální tlak plynu se vypočítá tak, že se jeho procentuelní podíl v plynné směsi vynásobí tlakem okolí, v němž se plynná směs nachází. © Ing. Miroslav JANÍČEK 2008

Různé plyny mohou v závislosti na svém parciálním tlaku působit na lidské tělo narkoticky, nebo dokonce jako jed. K těmto plynům patří oxid uhelnatý, oxid uhličitý, dusík, ba dokonce i pro nás životně nezbytný kyslík. Rozlišujeme přitom mezi dýcháním zvýšené koncentrace a účinkem tohoto plynu při téže stálé koncentraci v hloubce. U dýchaného vzduchu činí parciální tlak kyslíku v hloubce 30 m jen 0,84 baru, zatím co v téže hloubce a při použití dýchací směsi Nitrox 40 dosahuje absolutní přípustný parciální tlak kyslíku už 1,6 baru. Již ty nejmenší nečistoty v dýchaném vzduchu představují pro potápěče značné nebezpečí. Jestliže provozovatel plnícího kompresoru zanedbá platné předpisy a pokyny výrobce ohledně nastavení a zacházení, může k takovým znečištěním dojít. Pokud se například potápěčský přístroj plní v blízkosti rušné ulice, mohou se dovnitř dostat ve zvýšené koncentraci plyny jako oxid uhličitý a nebo oxid uhelnatý. © Ing. Miroslav JANÍČEK 2008

P x V = konst. Boyle-Mariottův zákon Tlak neměnícího se množství plynu je při stálé teplotě nepřímo úměrný jeho objemu. Hustota v tomto množství plynu je přímo úměrná tlaku. Součin tlaku a objemu je konstantní : P x V = konst. Jestliže tlak neměnícího se množství plynu při stálé teplotě vzroste, zvýší se hustota stejnou měrou, jakou se zmenší objem. Když tlak klesne, hustota se zmenší stejnou měrou, jakou se objem zvýší. Příklad : Potápěč se šnorchlem, jehož původní objem plic na hladině vody (na hladině moře ) činí 6 l, se na nádech potopí do hloubky 20 m. Počáteční tlak p1 x počáteční objem V1 = konečný tlak p2 x konečný objem V2 . Počáteční tlak ( p1 = 1 bar ) x počáteční objem ( V1 = 6 l ) = konečný tlak ( p2 = 3 bar ) x konečný objem ( V2 = ? ) : © Ing. Miroslav JANÍČEK 2008 Plíce potápěče se šnorchlem mají v hloubce 20 m objem ještě 2 l, tlak vzduchu v plících je však třikrát větší než na hladině vody.

© Ing. Miroslav JANÍČEK 2008

Henryho zákon Tento zákon vysvětluje, proč člověk za normálních atmosférických podmínek nepřijímá žádný dusík. K příjmu a výdeji dusíku dochází pouze při změnách pro člověka běžného tlaku okolí, např. při potápění, létání nebo horolezectví. Množství plynu rozpuštěného za určité teploty v objemové jednotce kapaliny je přímo úměrné tlaku plynu za téže teploty. Jestliže tlak plynu nad kapalinou při konstantní teplotě vzroste, bude se tento plyn v kapalině rozpouštět, dokud se podíl plynu nad a pod hladinou vody nevyrovná. Nasycení = difuze plynu do kapaliny. Když se tlak nad kapalinou zredukuje, fyzikálně rozpuštěný plyn z kapaliny opět vystoupí. Vysycení = difuze plynu z kapaliny. © Ing. Miroslav JANÍČEK 2008

Plyny a teplo Gay –Lussacův zákon Při stálém objemu (V) určitého množství plynu se tlak (p) mění přímo úměrně absolutní teplotě (T). © Ing. Miroslav JANÍČEK 2008 Počáteční tlak p1 : počáteční teplota T1 = konečný tlak p2 : konečná teplota T2

Archimedův zákon Těleso ponořené zcela nebo částečně do kapaliny je nadlehčováno silou (N), jež se rovná hmotnosti kapaliny jím vytlačené. Nazývá se hydrostatická síla. Pokud je vztlaková síla vytlačené kapaliny stejně velká jako hmotnost tělesa, těleso plave. Je kladně vyváženo a má kladný výtlak. Když je vztlaková síla vytlačené kapaliny stejně velká jako hmotnost tělesa, těleso se v kapalině vznáší. Nachází se v hydrostatické rovnováze, má neutrální nebo nulový výtlak. © Ing. Miroslav JANÍČEK 2008

Jestliže je vztlaková síla vytlačené kapaliny menší než hmotnost tělesa, těleso klesá. Je negativně vyváženo a má záporný výtlak. © Ing. Miroslav JANÍČEK 2008

© Ing. Miroslav JANÍČEK 2008

© Ing. Miroslav JANÍČEK 2008

KONEC 2. části DĚKUJI ZA POZORNOST © Ing. Miroslav JANÍČEK 2008