Tauchphysik

Grundlagen

Physik - war das nicht das mit den vielen Einheiten und komplizierten Formeln? Keine Sorge, beim Tauchen brauchen wir nur relativ wenig Formeln und die Natur hat es so eingerichtet, dass mit ein wenig Schummeln alles in unser metrisches System passt!

Was meine ich mit Schummeln? Nun ja, die Erdbeschleunigung (g) hat den Wert 9,81 m/s², wir rechnen aber ganz frech mit dem Wert 10 m/s²! Wozu brauchen wir das? Nun, im Alltag vermischen wir die Begriffe von Masse (m) und (Gewichts)Kraft (F) die in kg (Kilogramm) und N (Newton) angegeben werden. Für unsere Berechnungen verwenden wir entsprechend die Gewichtskraft in Newton. Wie kommen wir dahin (wenn wir wissen, wieviel etwas wiegt)?

Definition von Kraft

Kraft = Masse mal Erdbeschleunigung   =>   F = m · g
Das bedeutet bei einem Körper mit einer Masse von 10kg:
F = 10kg · 10m/s²
F = 100 N

Energie

Neben der Einheit für Kraft ist eine der wichtigsten physikalischen Einheiten die der Energie. Sie wird in Joule dargestellt und ist auch die Maßeinheit für mechanische Arbeit (dazu benötigte Energie) und Wärmeenergie.

Energie = Kraft mal Weg   =   E = F · l
1E = 1N · 1m
1E = 1 NM (Newton-Meter) = 1 Joule

Für Taucher interessant ist die benötigte Energie, um über den Automaten einen Liter Luft zu bekommen. Dies wird berechnet durch Arbeitskraft mal Zeit. Die Euronorm 250 (Norm für Tauchgeräte) legt die oberste Grenze auf 3 Joule/Liter fest.

Wärme

Wärme bezeichnet die Bewegungsenergie von Molekülen.
Wärme wird auf zwei Arten dargestellt:

• Der Wäremezustand eines Stoffes wird als Temperatur angegeben
• Die Wärmemenge eines Stoffes wird als Wärmeenergie in Joule angegeben

Die zwei gebräuchlichsten Temperaturskalen sind Celsius und Kelvin. Bei Celsius wurden Gefrier- und Siedepunkt von Wasser als Eckwerte definiert und in 100 Grad eingeteilt, so dass der Gerfrierpunkt 0° C entspricht und der Siedepunkt 100° C. Der absolute Nullpunkt ist in dieser Skala -273° C. Dies ist der Punkt an dem die Moleküle keine Bewegungsenergie mehr haben, d.h. ihre Wärmemenge beträgt 0 Joule.

Die Temperaturskala von Kelvin beginnt beim absoluten Nullpunkt, d.h. 0° K entspricht -273° C. Die Kelvinskala folgt der Einteilung der Celsiusskala, d.h. eine Temperaturerhöhung um ein Grad Celsius entspricht einer Temperaturerhöhung von einem Grad Kelvin. Dementsprechend sind 0° C = 273° K und 100° C = 373° K. Für Berechnungen in der Physik wird im Regelfall Kelvin als Maßeinheit benutzt.

Weitere wichtige Einheiten

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