Prawo Daltona (prawo ciśnień parcjalnych)
Umiejętność wyliczania ciśnienia parcjalnego danego gazu jest niezwykle ważna, bo to ciśnienie parcjalne decyduje o oddziaływaniu danego gazu na naszą fizjologię czyli zachowaniu się naszego organizmu pod wodą. Tematy związane z ciśnieniem parcjalnym powinny być znane wszystkim płetwonurkom a w szczególności nurką którzy stosują mieszanki oddechowe inne niż powietrze (nitrox, trimix),
Prawo ciśnień parcjalnych
Ciśnienie mieszaniny gazów równa się sumie ciśnień, jakie wywierałyby poszczególne składniki gazu gdyby były same w danej objętości (ciśnienie jakie wywierałby gaz gdyby znajdował się sam w zbiorniku).
Ciśnienie całkowite mieszaniny gazowej jest równe sumie ciśnień parcjalnych wszystkich składników.
Ptot = PP1 + PP2 + ... + PPn [at] (1)
gdzie:
Ptot - ciśnienie całkowite (absolutne) mieszaniny gazów
PP1 - ciśnienie parcjalne gazu 1 (Partial preasure)
PP2 - ciśnienie parcjalne gazu 2
PPn - ciśnienie parcjalne gazu n-tego
Każdemu składnikowi mieszaniny możemy przypisać tzw. ciśnienie parcjalne PP, będące iloczynem ciśnienia całkowitego Ptot i jego procentowej zawartości objętościowej czyli frakcji F (wyrażonej w setnych częściach z całości).
PP = Ptot * F [at] (2)
Przykładowo procentowa zawartość (frakcja) tlenu O2 w powietrzu atmosferycznym (czyli dla ciśnienia 1at) wynosi 21%, po zamianie na setne będzie to F=0,21 czyli otrzymamy:
PPO2 = 1at * 0,21 = 0,21at
Dla azotu N2 znajdującego się w powietrzu atmosferycznym (79%) będzie to:
PPN2 = 1at * 0,79 = 0,79at
Jeżeli chcemy obliczyć ciśnienie parcjalne danego gazu na dowolnej głębokości we wzorze (2) musimy uwzględnić zwiększenie ciśnienia całkowitego (absolutnego). Ciśnienie całkowite jest równe ciśnieniu atmosferycznemu i hydrostatycznemu i można je obliczyć z wzoru:
Ptot = D/10 + 1 [at] (3)
gdzie: D - głębokość wyrażona w metrach [m]
połączenie wzoru (2) i (3) da nam:
PP = (D/10 + 1) * F [at]
Przykładowo ciśnienie parcjalne na głębokości 30m dla tlenu o frakcji FO2=0,21 wyniesie
PPO2 = (30/10+1) * 0,21 = 4 * 0,21 = 0,84at
jeżeli jednak nurkowanie będzie na nitroksie o frakcji tlenu FO2=0,36 to otrzymamy ciśnienie parcjalne tleny:
PPO2 = (30/10+1) * 0,36 = 4 * 0,36 = 1,44at
W nurkowaniu amatorskim w trakcie zanurzania nie wolno przekraczać ciśnienia parcjalnego tlenu 1,4at stąd wniosek, że nie jest to już właściwa mieszanka dla tej głębokości.
Oczywiście możemy mieć również przypadek odwrotny w czasie nurkowania na trimiksie w którym frakcja tlenu FO2=0,04, po wstawieniu wartości do wzoru otrzymamy:
PPO2 = (30/10+1) * 0,04 = 4 * 0,04 = 0,16at
Taką mieszanką nie da się oddychać i albo należy zmienić skład mieszanki albo głębokość na której zakończymy na tej mieszance oddychać.
Są również, odpowiednie tabele, np. tabela ciśnień parcjalnych tlenu. Stosowanie tabel jest wygodne, zwalnia nas z obliczeń, dzięki czemu redukuje ilość pomyłek.
