Blau-Pysik
Farben
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Weshalb sind die flacheren Dekostufen länger als die tiefen Dekostufen?
Flache Dekostufen: Langsame Gewebe
Es dauert lange, bis sie den überschüssigen Stickstoff abgegeben haben.
Was besagt das Gesetz von Archimedes?
Ein in Flüssigkeit eingetauchter Körper verliert soviel an Gewicht, wie die von ihm verdrängte Flüssigkeit wiegt.
Was verstehst du unter dem Begriff "Auftrieb"?
Gewichtsverlust eines Körpers beim Eintauchen in eine Flüssigkeit.
Gewicht im Wasser = Gewicht am Land - Auftrieb
Auftrieb in Newton = Dichte Flüssigkeit x Volumen Körper x Erdbeschleunigung 10 m/s
Wie verändert sich mit zunehmender Tiefe der Auftrieb eines Freitauchers ohne Anzug?
Wird kleiner wegen der Kompression des Brustkorbes.
Wie verändert sich mit zunehmender Tiefe der Auftrieb eines Gerätetauchers ohne Anzug?
Bleibt gleich, da der Brustkorb sein normales Volumen beibehält.
Wie verändert sich mit zunehmender Tiefe der Auftrieb eines Gerätetauchers mit Anzug?
Wird kleiner wegen dem Volumenverlust des Anzuges. Um den Volumenverlust auszugleichen, wird eine Weste getragen.
Warum sehen wir unter Wasser nur mit einer Tauchermaske scharf?
Das menschliche Auge ist für den Lichtwelleneinfall in der Luft gemacht und ist in der Lage scharfe Bilder auf der Netzhaut abzubilden.
Wird das Licht im Wasser aufgenommen, fallen die Lichtwellen hinter der Netzhaut zusammen. Somit entsteht eine hochgradige Weitsichtigkeit im Wasser und alles wird verschwommen war genommen.
Wasser hat einen anderen Berechungsindex von Licht als die Luft.
Weshalb haben Tauchneulinge mit Distanzen und Grössen Mühe unter Wasser?
Das ist bedingt durch die unterschiedliche Lichtberechung im Wasser.
Beim Übergang, Wasser Tauchermaske, erscheinen alle Gegenstände im Wasser um 1/4 der wahren Entfernung näher und 1/3 ihrer wahren Abmessung grösser.
Unter Wasser begegnet dir ein Zackenbarsch. Geschätze Distanz 3 m, Länge 1,2 m.
a) Wie gross ist er wirklich?
b) Wie weit entfernt ist er?
a) 1,2 m : 1,33 = 0.9 m = 90 cm effektive Grösse
b) 3 m x 1,33 =4 m = 4 m effektive Distanz
Welche Faktoren sind für die Sicht unter Wasser verantwortlich?
- Intensität des Oberflächenlichtes (Sonne, bewölkt)
- Beschaffenheit des Grundes (heller Sand, heller Fels)
- Tauchtiefe
Taucht man in einen Bereich, in dem sich verschieden warmes Wasser mischt, so kann die Sicht verschwommen und flimmernd werden. Erkläre diesen Sachverhalt.
Verschieden warmes Wasser bricht das Licht unterschiedlich stark. Die Lichtstrahlen werden in diesem Bereich in alle möglichen Richtungen und völlig unregelmässig gebrochen.
Beschreibe kurz das Verhalten der Schallwellen unter Wasser.
Da die Dichte von Wasser und Luft sehr unterschiedlich ist, kann nur ein kleiner Teil der Schallenergie in das jeweils andere Medium übertragen werden.
Schallwellen breiten sich im Wasser 4 - 5 mal schneller aus als in der Luft.
Weshalb ist die Schallquellen-Ortung unter Wasser praktisch unmöglich?
Für das Richtungshören ist die Zeitdifferenz zwischen dem Auftreffen des Schalls auf den beiden Ohren verantwortlich. Der Schall breitet sich unter Wasser viel schneller aus als in der Luft.
Der Zeitunterschied wird deshalb zu klein, um aus ihm die Richtung zur Schallquelle bestimmen zu können.
Warum wird beim professionellen Tauchen mit verschiedenen Gasgemischen getaucht? Was sind die Vor- und Nachteile der einzelnen Gase?
- Verringerung der Dekompressionszeiten
- Verlängerung der Aufenthaltsdauer
- Vergrösserung der erreichbaren Tauchtiefe
Zähle ein paar Gasgemische und ihre Einsatzbereiche auf.
- Reiner Sauerstoff / geringe Tiefen
- Nitrox / Sauerstoff-Stickstoff-Gemisch, mittlere Tiefen
- Heliox / Sauerstoff-Helium-Gemisch, grosse Tiefen
- Trimix / Sauerstoff-Stickstoff-Helium-Gemisch, zwischen Nitrox und Heliox
Welche Vor- und Nachteile zeichnen die verschiedenen Atemgase aus?
- Sauerstoff, keine narkotische Wirkung und kein Einfluss auf die Dekozeiten
- Stickstoff, narkotische Wirkung, Dekompression, Dichtezunahme in der Tiefe dadurch erhöhter Atemwiederstand
- Helium, wird vom Körper drei mal so schnell aufgenommen, keine Vergiftungserscheinungen, keine narkotische Wirkung, sollte nicht als Füllgas für den Trockenanzug verwendet werde, da grosse Wärmeleitfähigkeit und schnelles auskühlen des Körpers, während des Abstiegs Helium-Nervenzittern
Was verstehst du unter dem Joule-Thomsen Effekt?
Dieser Effekt ist von maßgeblicher Bedeutung und Ursache für die Automatenvereisung.
Der Joule-Thomson-Effekt tritt auf, wenn ein reales Gas oder Gasgemisch durch Drosselung und anschließender Expansion (negative Druckänderung) eine Temperaturänderung erfährt.
Hierbei kühlt sich das Gas nach Entspannung hinter der Drossel ab.
Erkläre den Begriff laminare und turbulente Strömungen.
- In der laminaren Phase strömt die Flüssigkeit gleichmässig und geordnet.
- In der turbulenten Phase ist die Strömung räumlich und zeitlich verwirbelt.
Zähle die Zusammensetzug der Atemluft beziehungsweise der Ausatemluft auf.
- Die vom Menschen eingeatmete Atemluft entspricht in ihrer Gaszusammensetzung der Atmosphäre (21% Sauerstoff, 0,03% Kohlendioxid, 78% Stickstoff und 1% Edelgase).
- Die vom Menschen ausgeatmete Atemluft unterscheidet sich in ihrer Zusammensetzung. Sie enthält nur noch etwa 17% Sauerstoff, 4% Kohlendioxid und 78% Stickstoff. Ihre Temperatur beträgt etwa 35 °C und ihre relative Luftfeuchtigkeit etwa 95 %.
Was verstehst du unter Anomalie des Wassers?
Wasser hat eine besondere Eigenschaft, die es von fast allen anderen Flüssigkeiten unterscheidet. Es hat bei 4 °C sein kleinstes Volumen und damit seine größte Dichte. Geht man von 4 °C aus, so vergrößert sich sowohl bei Temperaturerhöhung als auch bei Temperaturerniedrigung das Volumen. Die Dichte wird damit kleiner. Dieses nicht normale thermische Verhalten von Wasser wird in der Physik als Anomalie des Wassers bezeichnet.
Was besagt das Gesetz von Boyle-Mariotte?
Es besagt, dass das Produkt aus Druck (p) und Volumen (V) einer abgeschlossenen Gasmenge bei gleichbleibender Temperatur konstand ist. Wird das Volumen verringert erhöt sich der Druck. Reduziert sich der Druck wird umgekehrt das Gasvolumen zunehmen.
p1 = p2 x V2 : V1
p2 = p1 x V1 : V2
Was besagt das Gesetz von Gay-Lussac?
Es besagt, dass der Druck einer abgeschlossenen Gasmenge bei konstantem Volumen proportional zu der Temperatur des Gases ist. Dieses Gesetz ergänzt in gewisser Weise das von Bolye-Mariotte.
T = 0° C = 273 K
p1 = p2 x V2 x T1 : V1 x T2
p2 = p1 x V1 x T2 : V2 x T1
Welcher Brechungsindex hat Wasser und Luft?
- Wasser = 1.33
- Luft = 1.0
Was verstehst du unter Dichte und welche Formel kennst du?
Die Dichte eines Körpers ist das Verhältnis seiner Masse zu seinem Volumen.
Dichte p = Masse m : Volumen V
Was verstehst du unter Druck?
Der Druck ist das Verhältnis der Kraft zur Fläche, auf die sie wirkt.
Druck p = Kraf F : Fläche A
Was verstehst du unter Auftrieb?
Das Gewicht eines Körpers ist durch sein Volumen, seine Materialdichte und die auf ihn wirkende Erdbeschleunigung gegeben.
Gewicht = Volumen x Dichte x Erdbeschleunigung
Welche Dichte hat Salzwasser und Süsswasser?
- Salzwasser 1,03 kg/dm3
- Süsswasser 1,0 kg/dm3
Nenne die drei Grundformen (Aggregatzustände) der Materie und deren Eigenschaften.
- fest (inkompressibel) starre äusser Form
- flüssig (inkompressibel) füllt ein oben offenes Gefäss
- gasförmig (kompressibel) füllt den ganzen vorhandenen Raum
Welchen Einfluss hat die Temperatur auf das Wasser?
Die Temperatur eines Körpers ergibt sich aus der Bewegungsenergie der Atome oder Moleküle. Temperaturanstieg bedeutet Vergrösserung der Geschwindigkeit der bewegten Teilchen (Braun'sche Molekularbewegung)
Warum ist im Meer die Druckzunahme mit der Wassertiefe grösser als im See? Weshalb dürfen wir trotzdem mit 1 bar Druckzunahme pro 10 Meter rechnen?
Die Wassersäule von Salzwasser ist schwerer, da Salzwasser eine grössere Dichte hat als Süsswasser. Dieser Effekt macht nur 3 - 4% aus und liegt somit innerhalb der Luftdruckschwankungen und innerhalb der Messgenauigkeit der Tiefenmesser.
Du tauchst von 2 m Tiefe auf. Wie hoch musst du fliegen, um die gleiche Druckänderung zu erhalten?
2'000 m
Pro 1'000 m Höhe nimmt der Druck um 0,1 bar ab.
Welcher Absolutdruck herrscht in 44 m Tiefe in einem Bergsee, der auf 1'700 m liegt.
5,23 bar
4,4 bar Wasserdruck + 0,83 bar Luftdruck
In einem Bergsee herrscht in 13 Meter Tiefe ein Absolutdruck von 2,0 bar. Wie hoch liegt der See?
3'000 Meter über Meer
Bergseedruck 2,0 bar - 1,3 bar = 0,7 bar
In welchen Tiefenbereichen treten die meisten Barotrauma auf und weshalb?
0 - 10 Meter
Die relative Druckveränderung und damit die relative Volumenveränderung ist in diesem Bereich am grössten.
Was besagt das Gesetz von Dalton?
Der Gesamtdruck eines Gasgemisches setzt sich aus der Summer der Teildrücke (Partialdrücke) der einzelnen Gaskomponeten zusammen.
Daraus lässt sich schliessen, dass eine Erhöhung des Umgegungsdruckes im Tauchen gleichzeitig zu einer Erhöhung der Partialdrücke in der Inspirationsluft führt, insbesondere für Sauerstoff und Stickstoff.
Wo findet das Gesetz von Dalton beim Tauchen seine Anwendung?
Gausaustausch unseres Körpers mit der Umgebung
Gasvergiftung, Tiefenrausch, Dekompression
Wo findet das Gesetz von Henry beim Tauchen seine Anwendung?
Nach dem Henryschen Gesetz löst unser Körper, der zu einem grossen Teil aus Flüssigkeit besteht, Gase in sich.
Gase lösen sich in Flüssigkeit proportional zu ihrem Teildruck.
Nenne die Faktoren, welche die Lösung eines Gases in einer Flüssigkeit beeinflussen.
Partialdruck, Dauer der Einwirkung, Grösse der Kontaktfläche, Löslichkeit, Temperatur, Art der Flüssigkeit, Zirkulation im Gas in der Flüssigkeit
Was ist ein Inertgas? Nenne Beispiel.
Gase, welche in unserem Körpe keine chemische Reaktion eingehen:
Stickstoff, Helium
Wie lässt sich die Aufnahme, bzw. Abgabe der Inertgase erklären? Und auf welchen physikalischen Prinzip beruhen diese Vorgänge?
- Druckausgleich des Parialdruckes
- Diffusion
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Was besagt das Gesetz von Boyle-Mariotte?
Es besagt, dass das Produkt aus Druck (p) und Volumen (V) einer abgeschlossenen Gasmenge bei gleichbleibender Temperatur konstand ist. Wird das Volumen verringert erhöt sich der Druck. Reduziert sich der Druck wird umgekehrt das Gasvolumen zunehmen.
p1 = p2 x V2 : V1
p2 = p1 x V1 : V2
Was besagt das Gesetz von Gay-Lussac?
Es besagt, dass der Druck einer abgeschlossenen Gasmenge bei konstantem Volumen proportional zu der Temperatur des Gases ist. Dieses Gesetz ergänzt in gewisser Weise das von Bolye-Mariotte.
T = 0° C = 273 K
p1 = p2 x V2 x T1 : V1 x T2
p2 = p1 x V1 x T2 : V2 x T1
Welcher Brechungsindex hat Wasser und Luft?
- Wasser = 1.33
- Luft = 1.0
Was verstehst du unter Dichte und welche Formel kennst du?
Die Dichte eines Körpers ist das Verhältnis seiner Masse zu seinem Volumen.
Dichte p = Masse m : Volumen V
Was verstehst du unter Druck?
Der Druck ist das Verhältnis der Kraft zur Fläche, auf die sie wirkt.
Druck p = Kraf F : Fläche A
Was verstehst du unter Auftrieb?
Das Gewicht eines Körpers ist durch sein Volumen, seine Materialdichte und die auf ihn wirkende Erdbeschleunigung gegeben.
Gewicht = Volumen x Dichte x Erdbeschleunigung
Welche Dichte hat Salzwasser und Süsswasser?
- Salzwasser 1,03 kg/dm3
- Süsswasser 1,0 kg/dm3
Nenne die drei Grundformen (Aggregatzustände) der Materie und deren Eigenschaften.
- fest (inkompressibel) starre äusser Form
- flüssig (inkompressibel) füllt ein oben offenes Gefäss
- gasförmig (kompressibel) füllt den ganzen vorhandenen Raum
Welchen Einfluss hat die Temperatur auf das Wasser?
Die Temperatur eines Körpers ergibt sich aus der Bewegungsenergie der Atome oder Moleküle. Temperaturanstieg bedeutet Vergrösserung der Geschwindigkeit der bewegten Teilchen (Braun'sche Molekularbewegung)
Warum ist im Meer die Druckzunahme mit der Wassertiefe grösser als im See? Weshalb dürfen wir trotzdem mit 1 bar Druckzunahme pro 10 Meter rechnen?
Die Wassersäule von Salzwasser ist schwerer, da Salzwasser eine grössere Dichte hat als Süsswasser. Dieser Effekt macht nur 3 - 4% aus und liegt somit innerhalb der Luftdruckschwankungen und innerhalb der Messgenauigkeit der Tiefenmesser.
Du tauchst von 2 m Tiefe auf. Wie hoch musst du fliegen, um die gleiche Druckänderung zu erhalten?
2'000 m
Pro 1'000 m Höhe nimmt der Druck um 0,1 bar ab.
Welcher Absolutdruck herrscht in 44 m Tiefe in einem Bergsee, der auf 1'700 m liegt.
5,23 bar
4,4 bar Wasserdruck + 0,83 bar Luftdruck
In einem Bergsee herrscht in 13 Meter Tiefe ein Absolutdruck von 2,0 bar. Wie hoch liegt der See?
3'000 Meter über Meer
Bergseedruck 2,0 bar - 1,3 bar = 0,7 bar
In welchen Tiefenbereichen treten die meisten Barotrauma auf und weshalb?
0 - 10 Meter
Die relative Druckveränderung und damit die relative Volumenveränderung ist in diesem Bereich am grössten.
Was besagt das Gesetz von Dalton?
Der Gesamtdruck eines Gasgemisches setzt sich aus der Summer der Teildrücke (Partialdrücke) der einzelnen Gaskomponeten zusammen.
Daraus lässt sich schliessen, dass eine Erhöhung des Umgegungsdruckes im Tauchen gleichzeitig zu einer Erhöhung der Partialdrücke in der Inspirationsluft führt, insbesondere für Sauerstoff und Stickstoff.
Wo findet das Gesetz von Dalton beim Tauchen seine Anwendung?
Gausaustausch unseres Körpers mit der Umgebung
Gasvergiftung, Tiefenrausch, Dekompression
Wo findet das Gesetz von Henry beim Tauchen seine Anwendung?
Nach dem Henryschen Gesetz löst unser Körper, der zu einem grossen Teil aus Flüssigkeit besteht, Gase in sich.
Gase lösen sich in Flüssigkeit proportional zu ihrem Teildruck.
Nenne die Faktoren, welche die Lösung eines Gases in einer Flüssigkeit beeinflussen.
Partialdruck, Dauer der Einwirkung, Grösse der Kontaktfläche, Löslichkeit, Temperatur, Art der Flüssigkeit, Zirkulation im Gas in der Flüssigkeit
Was ist ein Inertgas? Nenne Beispiel.
Gase, welche in unserem Körpe keine chemische Reaktion eingehen:
Stickstoff, Helium
Wie lässt sich die Aufnahme, bzw. Abgabe der Inertgase erklären? Und auf welchen physikalischen Prinzip beruhen diese Vorgänge?
- Druckausgleich des Parialdruckes
- Diffusion
Was verstehst du unter Halbwertszeit?
Die Geschwindigkeit, mit der, der Stickstoff in die Gewebe gelangt, kann durch die Halbwertszeit charakterisiert werden. Jedes Gewebe hat eine andere Halbwertszeit.
Welche Auswirkungen haben körperliche Anstrengungen und die Temperaturen unter Wasser bezüglich des Sättigungsverlaufs?
- Bei körperlicher Anstrengung muss mit einer besseren Durchblutung und mit einem etwas schnelleren Stickstoffausgleich gerechnet werden. (Schnellere Sättigung)
- Durch Abkühlung in der Dekompressionsphase kommt es zu einer Engerstellung der Blutgefässe. Dabei erfolgt ein verzögerter Abtransportder Stickstoffmoleküle. (langsame Entsättigung)
Welche Organe gehören zu den schnellen Geweben?
Niere, Leber, ZNS
Welche Organe gehören zu den mittleren Geweben?
Haut, Muskulatur, Innenohr
Welche Organe gehören zu den langsamen Geweben?
Gelenke, Knochen, Knorpel
Welche Gewebe sind für die tiefen Dekostufen verantwortlich?
Tiefe Dekostufen: Schnelle Gewebe
Sie sättigen und entsättigen rasch
Weshalb sind die flacheren Dekostufen länger als die tiefen Dekostufen?
Flache Dekostufen: Langsame Gewebe
Es dauert lange, bis sie den überschüssigen Stickstoff abgegeben haben.
Was besagt das Gesetz von Archimedes?
Ein in Flüssigkeit eingetauchter Körper verliert soviel an Gewicht, wie die von ihm verdrängte Flüssigkeit wiegt.
Was verstehst du unter dem Begriff "Auftrieb"?
Gewichtsverlust eines Körpers beim Eintauchen in eine Flüssigkeit.
Gewicht im Wasser = Gewicht am Land - Auftrieb
Auftrieb in Newton = Dichte Flüssigkeit x Volumen Körper x Erdbeschleunigung 10 m/s
Wie verändert sich mit zunehmender Tiefe der Auftrieb eines Freitauchers ohne Anzug?
Wird kleiner wegen der Kompression des Brustkorbes.
Wie verändert sich mit zunehmender Tiefe der Auftrieb eines Gerätetauchers ohne Anzug?
Bleibt gleich, da der Brustkorb sein normales Volumen beibehält.
Wie verändert sich mit zunehmender Tiefe der Auftrieb eines Gerätetauchers mit Anzug?
Wird kleiner wegen dem Volumenverlust des Anzuges. Um den Volumenverlust auszugleichen, wird eine Weste getragen.
Warum sehen wir unter Wasser nur mit einer Tauchermaske scharf?
Das menschliche Auge ist für den Lichtwelleneinfall in der Luft gemacht und ist in der Lage scharfe Bilder auf der Netzhaut abzubilden.
Wird das Licht im Wasser aufgenommen, fallen die Lichtwellen hinter der Netzhaut zusammen. Somit entsteht eine hochgradige Weitsichtigkeit im Wasser und alles wird verschwommen war genommen.
Wasser hat einen anderen Berechungsindex von Licht als die Luft.
Weshalb haben Tauchneulinge mit Distanzen und Grössen Mühe unter Wasser?
Das ist bedingt durch die unterschiedliche Lichtberechung im Wasser.
Beim Übergang, Wasser Tauchermaske, erscheinen alle Gegenstände im Wasser um 1/4 der wahren Entfernung näher und 1/3 ihrer wahren Abmessung grösser.
Unter Wasser begegnet dir ein Zackenbarsch. Geschätze Distanz 3 m, Länge 1,2 m.
a) Wie gross ist er wirklich?
b) Wie weit entfernt ist er?
a) 1,2 m : 1,33 = 0.9 m = 90 cm effektive Grösse
b) 3 m x 1,33 =4 m = 4 m effektive Distanz
Welche Faktoren sind für die Sicht unter Wasser verantwortlich?
- Intensität des Oberflächenlichtes (Sonne, bewölkt)
- Beschaffenheit des Grundes (heller Sand, heller Fels)
- Tauchtiefe
Taucht man in einen Bereich, in dem sich verschieden warmes Wasser mischt, so kann die Sicht verschwommen und flimmernd werden. Erkläre diesen Sachverhalt.
Verschieden warmes Wasser bricht das Licht unterschiedlich stark. Die Lichtstrahlen werden in diesem Bereich in alle möglichen Richtungen und völlig unregelmässig gebrochen.
Beschreibe kurz das Verhalten der Schallwellen unter Wasser.
Da die Dichte von Wasser und Luft sehr unterschiedlich ist, kann nur ein kleiner Teil der Schallenergie in das jeweils andere Medium übertragen werden.
Schallwellen breiten sich im Wasser 4 - 5 mal schneller aus als in der Luft.
Weshalb ist die Schallquellen-Ortung unter Wasser praktisch unmöglich?
Für das Richtungshören ist die Zeitdifferenz zwischen dem Auftreffen des Schalls auf den beiden Ohren verantwortlich. Der Schall breitet sich unter Wasser viel schneller aus als in der Luft.
Der Zeitunterschied wird deshalb zu klein, um aus ihm die Richtung zur Schallquelle bestimmen zu können.
Warum wird beim professionellen Tauchen mit verschiedenen Gasgemischen getaucht? Was sind die Vor- und Nachteile der einzelnen Gase?
- Verringerung der Dekompressionszeiten
- Verlängerung der Aufenthaltsdauer
- Vergrösserung der erreichbaren Tauchtiefe
