Prof.ed fisica

Física del buceo
• Ley general de los gases perfectos
- Ley de Boyle
- Ley de Charles
- Ley de Gay-Lussac
• Otras leyes de física de gases de interés para el buceo
- Ley de Dalton
- Ley de Henry
• Nociones de hidrostática aplicada al submarinismo
- Principio de Arquímedes
- Principio de Pascal
• Otros conceptos físicos deinterés para el buceo
- Presión
    -Atmosférica
    -Relativa
    -Absoluta
[pic]

[pic]Ley general de los gases perfectos:
Definiremos como gas perfecto aquel que cumpla la siguiente relación en todas las circunstancias.
P.V = n. R. T
Donde:
P es la presión de sistema
V es el volumen
n es el número de moles
R es la constante de los gases perfectos(R = 8,314J/mol.K = 1.986 cal/mol.K)
T es la temperatura en grados Kelvin (K = 273+ °C)

El verdadero gas perfecto no existe, pero resulta un concepto útil y sencillo, conectado por la realidad por el hecho de que si la densidad es suficientemente pequeña (i.e., gases enrarecidos), todos los gases tienen un comportamiento similar al de esta abstracción del gas perfecto.

En el caso deque la cantidad de gas no varíe en el sistema n = cte, de donde

P . V = cte. T, luego P. V/T = cte

A partir de la ley general de los gases se obtienen como casos particulares las diferentes leyes de gases de aplicación común en el buceo, veámoslo:

- Ley de Boyle, se considera un sistema isotérmico, es decir T= cte, por lo que la ley general de los gases queda reducida a:

P.V = cteSi tenemos un sistema en dos estados diferentes 1 y 2 se cumplirá la siguiente igualdad:

P1.V1 = P2.V2

Por lo que conociendo tres variables cualesquiera de la ecuación obtendremos la cuarta.
|Ejemplo: A 30 m de profundidad (4 atm) hinchamos un globo de un litro ¿Qué volumen |
|tendrá en superficie (1atm)? |
||
|Solución: 4 atm. 1 l = 1atm . x l, x= 4 l |

APLICACIONES
Sirve para calcular la capacidad de una botella de aire comprimido y de esa forma saber que equipo nos hará falta. También sirve para calcular el consumo instantáneo en una determinada profundidad y así saber eltiempo de inmersión que nos proporciona una botella.
C = Pc x V
donde,
        C = Capacidad de aire de una botella (litros)
        Pc = Presión de carga de la botella ( bar, Kg/cm2, atmósferas)
        V = Volumen de la botella (litros)
 
Ejemplo 1) Calcular la capacidad de una botella de 15 litros cargada a 200 atmósferas.
        C= 200 x 15 = 3.000 litros
Ejemplo 2)Calcular lacapacidad de una botella de 18 litros cargada a 220 atmósferas.
        C = 220 x 18 = 3.960 litros
Ejemplo 3) Calcular que botella/s (cargada/s a 200 bar) nos hará falta en una inmersión que hemos calculado un consumo de 2.400 litros. A) Utilizando la reserva. B) Sin llegar a utilizar la reserva.
        V = C/Pc
        A) V = 2400 / 200 = 12 litros.
        B) V = 2400 / (200-50) = 16litros.
 
Ejemplo 4) Calcular el consumo de un buceador a 30 metros de profundidad (4 atmósferas) y que tiene un consumo en superficie (Cs) de 30 litros/minuto.
     Cf = Cs x P
       donde,
        Cf = Consumo en el fondo
        Cs = Consumo en superficie
        P = Presión absoluta
 
        Cf = 30 x 4 = 120 litros/minuto

- Ley de Charles, se considera un sistema isobárico,es decir P= cte, por lo que la ley general de los gases queda reducida a:

V/T = cte

Si tenemos un sistema en dos estados diferentes 1 y 2 se cumplirá la siguiente igualdad:
V1 = V2
T1 T2

De nuevo, conociendo tres variables cualesquiera de la ecuación obtendremos la cuarta.
|Ejemplo: A 27°C hinchamos un globo hasta alcanzar un volumen de un litro ¿Qué volumen |
|tendrá a -23°C?...