Taucher unter Wasser - Druck und Volumen

[RudiW]

Ein Sporttaucher taucht mit einer Pressluftflasche. Die Luft in der Flasche hat an der Wasseroberfläche das Volumen 20l, die Temeratur 10Grad und den Druck 180000hPa. In der Tiefe von 40m herrscht ein Druck p2, unter dem der Taucher atmen muss, wobei die Luft auf die Körpertemperatur 37Grad erwärmt wird.
Der äußere Luftdruck an der Oberfläche beträgt 1013hPa.

a) Berechnen Sie das Volumen V2, das die Luft bei der Temperatur 2 und dem Druck p2 bei praktisch vollständiger Entleerung der Flasche annehmen würde.
b) Nach einer halben Stunde beginnt der Taucher aufzutauchen. Unter welchem Druck prest befindet sich die noch in der Flasche vorhandene Luft, wenn der Taucher zur Atmung in jeder Minute 15 Liter Luft der Temperatur 2 und dem Druck p2 verbraucht hat?

- Ein kleines Verständnisproblem:
Wie kann der Taucher 30 mal 15 Liter verbrauchen wenn nur 20 Liter in der Flasche sind?

Vielen Dank schon mal

 

[-ingo-]

AW: Taucher unter Wasser - Druck und Volumen

Für dein Verständnisproblem !!

Die Luft in der Flasche ist unter Druck das bedeutet das sich nicht die 20l Inhalt sondern nur der Druck in der Flasche ändert, das heißt bei normalen Luftdruck sind 20l in der Flasche und bei 180bar sind 3600l Luft in der Flasche.

 

[schleichi]

AW: Taucher unter Wasser - Druck und Volumen

Ein Sporttaucher taucht mit einer Pressluftflasche. Die Luft in der Flasche hat an der Wasseroberfläche das Volumen 20l, die Temeratur 10Grad und den Druck 180000hPa. In der Tiefe von 40m herrscht ein Druck p2, unter dem der Taucher atmen muss, wobei die Luft auf die Körpertemperatur 37Grad erwärmt wird.
Der äußere Luftdruck an der Oberfläche beträgt 1013hPa.

a) Berechnen Sie das Volumen V2, das die Luft bei der Temperatur 2 und dem Druck p2 bei praktisch vollständiger Entleerung der Flasche annehmen würde.
b) Nach einer halben Stunde beginnt der Taucher aufzutauchen. Unter welchem Druck prest befindet sich die noch in der Flasche vorhandene Luft, wenn der Taucher zur Atmung in jeder Minute 15 Liter Luft der Temperatur 2 und dem Druck p2 verbraucht hat?

- Ein kleines Verständnisproblem:
Wie kann der Taucher 30 mal 15 Liter verbrauchen wenn nur 20 Liter in der Flasche sind?

Vielen Dank schon mal

Hallo.

Könnte der verlinkte Thread von cee-kei die gleiche Aufgabe sein:
http://www.techniker-forum.de/physi...9-druck-13180.html?highlight=pressluftflasche

 

[RudiW]

AW: Taucher unter Wasser - Druck und Volumen

Nochmals zum Verständnis.

Wenn ich 20 Liter Luft in der Taucherflasche habe, wie können es dann mehr werden.
Falls ich die 20 Liter komprimiere, dann habe ich die 20 Liter auf einer kleineren Fläche in der Flasche, oder?

Steh a bissl auf dem Schlauch

 

[cee]

AW: Taucher unter Wasser - Druck und Volumen

Bedenke, daß Liter eine Volumenangabe/Raumangabe ist.

Wenn du 20 Liter Volumen komprimierst, dann hast du diese 20 Liter, wie du selbst schreibst auf kleinerem Raum (nicht Fläche). Wenn das aber auf weniger Raum verteilt ist und Liter eine Raumangabe ist, dann sinds keine 20Liter mehr, sondern weniger.

Die Masse, also das Gewicht bleibt gleich, das Volumen wird kleiner, der Druck steigt.

Chris...

 

[RudiW]

AW: Taucher unter Wasser - Druck und Volumen

Das heißt der Taucher kann 40 Meter unter Wasser 53Minuten atmen, an der Wasseroberfläche nur 1,3 Minuten?

 

[cee]

AW: Taucher unter Wasser - Druck und Volumen

Nein, er kann überall mit der Pressluftflasche gleich lang atmen.

Die Angabe wieviel Volumen, also wieviel Liter der Taucher verbraucht, ist bei Normaldruck.

Mal angenommen, du hast einen Behälter, in den 15Liter passen. Da drin ist Luft bei Normaldruck. Wenn der Taucher nun atmet, dann sind die 15 Liter nach 1 Minute "verbraucht".

Wenn du nun den Taucher 2 Minuten lang atmen lassen willst, dann hast du 2 Möglichkeiten. 1. Du gibst ihm einen Behälter mit, der 30Liter fasst. Oder 2. du presst die 30Liter Luft so weit zusammen, daß sie in den 15Liter Behälter passen.

Du hast also aus 30Liter Luft 15 Liter gemacht. Dafür hast du aber den Druck verdoppeln müssen.

Der Taucher verbraucht die Luft ja aber unter Normaldruck. (er würde ja sonst aufgeblasen) Also reichen ihm die 15Liter Luft bei doppeltem Druck auch doppelt so lang.


Stell es dir so vor: Du hast ja 30Liter Luft in den 15 Liter Behälter zusammengepresst. Nun verbraucht der Taucher die ersten 15 (von den 30 Litern) in der ersten Minute, die 2ten 15 Liter in der zweiten Minute.





Je stärker du also die Luft zusammenpresst, desto mehr Luft (unter Normaldruck) ist wirklich im Behälter und desto länger kann der Taucher damit atmen.

Chris...

 

[RudiW]

AW: Taucher unter Wasser - Druck und Volumen

Entschuldigung, ich saß auf einer langen Leitung.:)

Alles klar, einmal kurz in die frische Luft und schon klappst wieder.

Danke für die schnellen Antworten.

 

[Tauchfan]

AW: Taucher unter Wasser - Druck und Volumen

Nein, er kann überall mit der Pressluftflasche gleich lang atmen.

Das ist so nicht richtig. Um sein Lungenvolumen füllen zu können, muss die Atemluft Umgebungsdruck haben.

In beispielsweise 10 Metern Tiefe atmet der Taucher unter einem Druck von 2 Bar - die eingeatmete Luft hat dort nur das halbe Volumen dessen, was es an der Oberfläche hätte. Somit wird bei jedem Atemzug die doppelte Menge Luft verbraucht - der Vorrat schwindet somit in steigender Tiefe schneller.

In 40 Metern Tiefe herrschen 5 Bar Druck, somit wird bei jedem Atemzug die 5-fache Menge dessen gebraucht, was an der Oberfläche nötig wäre.

 

[Motormensch]

AW: Taucher unter Wasser - Druck und Volumen

Tauchfan hat absolut reicht.

Solche Fragen sind zwar interessant für Rechenaufgaben, aber nicht dafür wie ein Mensch leben kann.
Der Mensch atmet eine gleichmäßige Luftmenge ein. Diese ist nun mal bei 5bar 5x so hoch. Somit wird die Luftmenge auch 5x mehr.
Je höher der Druck unter Wasser steigen würde, desto höher würde die Menge werden die der Mensch benötigt. Teoretisch, falls er das aushält.
Somit wird eine Flasche die 3000Liter Inhalt hat, bei 5Meter Tiefe länger halten, als bei 30Meter.

Ein Nichttaucher, der es aber verstanden hat ;)

 

[cee]

AW: Taucher unter Wasser - Druck und Volumen

Nein, er kann überall mit der Pressluftflasche gleich lang atmen.

Das ist so nicht richtig. Um sein Lungenvolumen füllen zu können, muss die Atemluft Umgebungsdruck haben.

Stimmt, von daher ziehe ich die Aussage zurück und behaupte das Gegenteil :) Der Rest der Ausführungen sollte aber richtig sein.

Chris...