Veden paine sukellussyvyydellä
Syötä syvyys ja valitse veden tyyppi. Laskuri käyttää kaavaa p = ρ · g · h ja lisää pinnan ilmanpaineen absoluuttiseen paineeseen.
Syvyydet:
Veden paineen laskuri syvyydellä
Laske veden paine sukellussyvyydellä kaavalla p = ρ · g · h. Karkeasti paine kasvaa noin yhden baarin jokaista 10:tä metriä kohti.
Veden paineen laskuri syvyydellä
Veden paineen laskurilla selvität, kuinka suuri paine vallitsee tietyllä sukellussyvyydellä. Syötä syvyys ja valitse veden tyyppi, niin laskuri laskee veden aiheuttaman paineen ja sukeltajaan kohdistuvan absoluuttisen paineen baareina, kilopascaleina ja ilmakehinä. Laskuri perustuu hydrostaattiseen kaavaan p = ρ · g · h ja sopii fysiikan tehtäviin sekä sukelluksen paineen havainnollistamiseen.
Veden paineen kaava
Veden aiheuttama paine syvyydellä lasketaan hydrostaattisella kaavalla:
p = ρ · g · h
Tässä p on paine (Pa), ρ veden tiheys (makea vesi 1 000 kg/m³), g putoamiskiihtyvyys (9,81 m/s²) ja h syvyys (m). Tulos on veden aiheuttama ylipaine pinnan paineen lisäksi.
Nyrkkisääntö: 10 metriä ≈ 1 bar
Makeassa vedessä paine kasvaa noin 0,098 bar jokaista syvyysmetriä kohti. Tästä saadaan sukeltajien tuttu nyrkkisääntö:
noin +1 bar / 10 m
Eli joka kymmenes metri lisää painetta suunnilleen yhden ilmakehän verran. Pinnalla absoluuttinen paine on noin 1 bar, 10 metrissä noin 2 bar, 20 metrissä noin 3 bar ja niin edelleen.
Absoluuttinen paine sukeltajalle
Sukeltajaa kuormittaa veden paineen lisäksi pinnalla vaikuttava ilmanpaine. Absoluuttinen paine on:
p_abs = p_0 + ρ · g · h
jossa p₀ ≈ 101 325 Pa ≈ 1 bar. Juuri absoluuttinen paine vaikuttaa keuhkojen kaasutilavuuteen ja kaasujen liukenemiseen.
Vaiheittainen esimerkki
Lasketaan paine 20 metrin sukelluksessa makeassa järvessä.
- Veden tiheys: ρ = 1 000 kg/m³.
- Syvyys: h = 20 m.
- Veden paine: p = 1 000 · 9,81 · 20 = 196 200 Pa ≈ 1,96 bar.
- Absoluuttinen paine: p_abs = 101 325 + 196 200 ≈ 297 525 Pa ≈ 2,98 bar.
Sukeltajaan kohdistuu siis lähes kolminkertainen paine pintaan verrattuna.
Makea vesi vai merivesi?
Merivesi on suolapitoisuutensa vuoksi tiheämpää (noin 1 025 kg/m³) kuin makea vesi (1 000 kg/m³). Samalla syvyydellä paine on merivedessä noin 2,5 % suurempi. Suomen järvissä lasketaan makealla vedellä, merellä merivedellä.
Yleisiä virheitä
- Pinnan ilmanpaineen unohtaminen: absoluuttisessa paineessa on mukana noin 1 bar ilmanpainetta.
- Väärä veden tiheys: merivesi tuottaa hieman suuremman paineen kuin makea vesi.
- Yksiköiden sekoittaminen: 1 bar = 100 000 Pa = 100 kPa.
Lukion fysiikan konteksti
Veden paine syvyydellä on suora sovellus hydrostaattisesta paineesta, joka kuuluu yläkoulun ja lukion fysiikkaan. Sama kaava selittää nosteen, patojen mitoituksen ja sukeltajantaudin taustan. Huomaa, että tämä laskuri havainnollistaa fysiikkaa eikä korvaa sukellustaulukoita tai sukellustietokonetta.
Kokeile myös näitä palveluita
Mainos
Usein kysytyt kysymykset
Kuinka paljon veden paine kasvaa syvyyden mukaan?
Makeassa vedessä paine kasvaa noin 9 810 Pa eli noin 0,098 bar jokaista metriä kohti. Tästä syntyy sukeltajien nyrkkisääntö: paine kasvaa noin yhden ilmakehän (1 bar) verran jokaista 10:tä syvyysmetriä kohti.
Mikä on paine 10 metrin syvyydessä?
Makeassa vedessä 10 metrin syvyydessä veden aiheuttama paine on noin 0,98 bar. Kun mukaan lasketaan pinnan ilmanpaine (noin 1 bar), absoluuttinen paine on noin 2 bar eli kaksinkertainen pintaan verrattuna.
Mitä eroa on veden paineella ja absoluuttisella paineella?
Veden paine (p = ρgh) on pelkästään vesipatsaan aiheuttama ylipaine. Absoluuttinen paine on tämä lisättynä pinnalla vaikuttavaan ilmanpaineeseen. Sukeltajan keuhkoja ja kehoa kuormittaa nimenomaan absoluuttinen paine.
Onko merivedessä suurempi paine kuin makeassa vedessä?
Kyllä, hieman. Merivesi on tiheämpää (noin 1 025 kg/m³) kuin makea vesi (1 000 kg/m³), joten samalla syvyydellä paine on noin 2,5 % suurempi. Ero on pieni mutta huomioidaan tarkoissa sukelluslaskuissa.
Miksi paine on tärkeää sukelluksessa?
Paineen kasvaessa keuhkojen ja muiden kaasutilojen tilavuus pienenee ja kaasuja liukenee enemmän vereen. Tämän vuoksi sukeltajan on noustava pintaan hitaasti ja noudatettava nousutaukoja sukeltajantaudin välttämiseksi. Laskuri on tarkoitettu havainnollistamiseen, ei sukellussuunnitelman korvaajaksi.
Oliko tästä laskurista apua?
