Vul op deze eerste dia de nodige gegevens in, zoals de productiedatum van deze PowerPointpresentatie, het onderwerp van je presentatie, de naam en

Transcriptie

1 Vul op deze eerste dia de nodige gegevens in, zoals de productiedatum van deze PowerPointpresentatie, het onderwerp van je presentatie, de naam en titel van de spreker. 1

2 2

3 Deze presentatie bevat lesmateriaal voor verschillende niveaus. Om het juiste lesniveau in te schakelen, wordt er gebruikt gemaakt van macro s. Hoe je hier gebruik van maakt, wordt uitgelegd op de volgende drie dia s. Raadpleeg ook de PowerPointpresentatie over hoe je een les moet voorbereiden. Daarin staan nog meer tips in over hoe je een les moet geven. 3

4 Deze presentatie bevat de slides (dia s) voor de niveaus: 1*D, 2*D, 3*D, Assistent-Instructeur en Specialty. Elke slide heeft een aanduiding voor welk niveau hij gemaakt is (de niveaubalk, onderaan links). Elk blokje stelt een niveau voor (1*D, 2*D, 3*D, AI, Specialty). Een groen blokje betekent zichtbaar op dat niveau. Een blauw blokje betekent niet zichtbaar op dat niveau. Opgelet: het aanpassen van de niveaus moet gebeuren via macro s. Verwijder nooit slides, verberg ze, of gebruik de macro s! Verplaats de eerste slide nooit, want daar zitten de macro s aan gekoppeld. 4

5 Voer de macro HideSlides uit, dan kan je het gewenste niveau selecteren. Schakel het tabblad Ontwikkelaars in (opties voor PowerPoint). Selecteer Macrobeveiliging in de tab Ontwikkelaars en stel het correcte niveau in: Alle macro s inschakelen. Toegang tot vba activeren. Sluit de presentatie en open ze opnieuw. In de tab Ontwikkelaars selecteer Macro s en voer HideSlides uit. Selecteer het gewenste niveau en klik op Close (sluiten). De correcte slides worden dan zichtbaar tijdens de presentatie (in de slide show). 5

6 Het niveau aanpassen Schakel macro s in (zie vorige slide). Selecteer de slides die je van niveau wil veranderen. Voor de macro changelevel uit. Selecteer de niveaus waarop de slide zichtbaar moet zijn. Opgelet! Elke slide moet een niveau-indicator hebben (balkje met blokjes, onderaan links). Zelfs als een slide verborgen is, moet de indicator aanwezig zijn), anders werken de macro s niet. Om alle slides een niveau-indicator te geven, voer je de macro SetLevelOnAll uit. Als je slides toevoegt, dan moet je deze macro uitvoeren, anders niet. 6

7 7

8 Een overzicht van wat er daadwerkelijk van de kandidaten verwacht wordt na deze les en waarover ze ook tijdens een examen ondervraagd zullen worden. Beschrijf de link met de gestandaardiseerde indeling van kennisniveaus binnen NELOS. 1. Wat moeten de kandidaten WETEN (WE) of wat moeten ze simpelweg kunnen herhalen, zich herinneren? 2. Wat moeten ze inzien, begrijpen of wat moeten ze aanvoelen, doorzien, interpreteren? In de tekst wordt hieraan gerefereerd door: INZIEN (IZ) of KENNEN (KE), KENNIS HEBBEN VAN Wat moeten ze TOEPASSEN (TO), KUNNEN, als hen erom gevraagd wordt of wat moeten ze spontaan kunnen gebruiken in nieuwe situaties? 8

15 15

16 Wat was het weer allemaal: kracht, massa, gewicht, druk...? A: Kracht = 1 Newton is de kracht die aan een massa van 1 kg na 1 seconde een snelheid van 1 m/s geeft of aan die massa een versnelling geeft van 1 m/s². Symbool: F, eenheid: Newton (N). A: Massa = De grootheid waarmee gemeten wordt hoe gemakkelijk het is om een lichaam te versnellen, noemen we zijn massa. Massa heeft dus te maken met de hoeveelheid materie die een lichaam bevat. Symbool: m, eenheid: kg A: Gewicht = Het gewicht van een lichaam is de kracht waarmee de aarde het lichaam aantrekt. Aangezien het gewicht een kracht is, wordt het gemeten in Newton. Er is gemeten dat 1 kg een gewicht heeft van 9,8 N. Symbool: G, eenheid: N. A: Druk = Druk is een kracht uitgeoefend op een oppervlakte. p=f/a, symbool: p, eenheid: 1 bar = Pa = N/m² V: Wat is de officiële eenheid van druk? A: Pascal (Pa). V: In welke eenheid drukken wij druk uit? A: bar V: Waarom? A: eenvoudig en gebruiksvriendelijk (1bar = Pa) V: Met welke soorten druk worden we in de duiksport geconfronteerd? A: Atmosferische en hydrostatische V: Wat is de druk op 35 m diepte op zee? A: 4,5 bar V: En in een bergmeer op m op dezelfde diepte? A: 4,5 bar 0,3 bar (0,1 bar per 1000 m) = 4,2 bar 16

17 17

18 18

19 Absolute druk = atmosferische druk + hydrostatische druk 19

20 20

21 21

22 Hoe hoog zou de kolom zoet water moeten zijn? En zeewater? Oplossen met de volgende formule: De hydrostatische druk is te berekenen met de formule ρ.g.h, waarbij ρ de massadichtheid van kwik, g de zwaarteveldsterkte en h de hoogte van de kwikkolom voorstelt. Deze hydrostatische druk moet dus gelijk zijn aan de luchtdruk, die we nu in een vergelijking kunnen berekenen: Gegeven ρ Hg = kg/m³ ρ H²O = kg/m³ ρ H²O = kg/m³ g = 9,81 N/kg h = 0,760 m (Kwik) h =? (water) Gevraagd p 0 h =? (water) Oplossing p 0 = p Hg (de luchtdruk is gelijk aan de hydrostatische druk die de kwikkolom uitoefent) p 0 = ρ.g.h (p Hg = ρ.g.h) p 0 = kg/m³ x 9,81 N/kg x 0,760 m p 0 = Pa h = Pa / (1.000 kg/m³ x 9,81 N/kg) = 10,3 m voor zoet water h = Pa / (1.040 kg/m³ x 9,81 N/kg) = 9,9 m voor zout water 22

23 23

24 24

25 25

26 26

27 27

28 28

29 29

30 30

31 Een druk, uitgeoefend op een deel van een vloeistof, plant zich in alle richtingen voort met dezelfde grootte. 31

32 Absolute druk = atmosferische druk + relatieve druk p abs = p atm + p hydr 32

33 33

34 V: Wat is de hydrostatische druk op 33 m diepte? A: Per 10 m waterkolom is de hydrostatische druk = 1 bar. Op 33 m diepte is dit dus 3,3 bar V: Wat is de absolute druk? A: p abs = p atm + p rel = 1 bar + 3,3 bar = 4,3 bar V: Wat is de atmosferische druk op m hoogte? A: Per m hoogte neemt p atm af met 0,1 bar. Op m is de druk dus met 0,35 bar afgenomen. Dus p atm op m hoogte = 1 bar 0,35 bar = 0,65 bar V: De barometer geeft hpa aan. We gaan naar 27 m diepte. Wat is de absolute druk daar? A: p rel = op 27 m diepte = 2,7 bar p abs = p atm + p rel = 1,140 bar + 2,7 bar = 3,840 bar 34

35 35

36 36

37 37

38 Toon met de beschreven proef aan dat lucht is samengesteld uit 2 gassen 38

39 Haal op het bord die lange volzin uit elkaar zodat de cursisten elk onderdeel ervan kunnen begrijpen om daarna de geformuleerde wet ten volle te verstaan. Ga desnoods terug naar de vorige slide om de uitgeschreven tekst op het bord en het begrip partiële druk te verduidelijken. Voor 3*D: Laat de cursisten een aantal toepassingen aanbrengen, eventueel met jou hulp, en vraag hen wat de link is met de Wet van Dalton. Voor AI: Laat de cursisten een aantal toepassingen aanbrengen, en vraag hen wat de link is met de Wet van Dalton. 39

40 Wiskundig kan de wet als volgt weergegeven worden: partiële druk = totale druk x fractie gas. Als geheugensteuntje kun je de T van Dalton gebruiken. Leg deze aan het bord uit met een rekenvoorbeeld. Voor 3*D: Laat vervolgens de cursisten het bordschema 2 vervolledigen met de partiële drukken van O 2 en N 2 op verschillende hoogten en op verschillende diepten. Voor AI: laat de cursisten ook de partiële drukken berekenen in het Titicacameer, hoogte 3800 m, op een diepte van 150 m. 40

41 Voor 3*D: Laat de cursisten de oefeningen oplossen. Vraag per oefening telkens een andere cursist om deze op het bord te laten oplossen. Voor AI: Laat de cursisten ook nog de oefeningen uit het oefenboek oplossen. V: Wat is de partiële druk van zuurstof op 37 m met lucht? En met nitrox 32? A: Op 37 m is p abs = 4,7 bar. De ppo 2 met lucht = 4,7 * 0,2 = 0,94 bar. De ppo 2 met nitrox 32 = 4,7 * 0,32 = 1,504 bar. V: Wat is de maximaal toegelaten duikdiepte met lucht als je rekening houdt met de maximaal toegelaten partiële druk van zuurstof = 1,4 bar? A: p abs = pp/fr = 1,4 bar/0,2 = 7 bar. Deze druk wordt behaald op 60 m diepte. V: Zelfde begrenzing: wat is het optimale nitroxmengsel om te duiken op een diepte van 37 m? A: fr = pp/ p abs = 1,4 bar/4,7 bar = 0,297. Een nitrox 30 is dus het optimale mengsel voor een diepte van 37 m V: Bepaal de partiële druk van helium op 80 m van volgend mengsel: O 2 (15%) - N 2 (44%) - He (41%). A: pphe = p abs x fr = 9 bar * 0,41 = 3,69 bar V: Wat bedraagt de ppn 2? A: ppn 2 = p abs x fr = 9 bar * 0,44 = 3,96 bar V: Wat is de equivalente stikstofdiepte (lucht)? A: p abs = pp/fr = 3,96 bar/0,80= 4,95 bar. De equivalente luchtdiepte is dus 39,5 m 41

42 42

43 43

44 Bij constante temperatuur is het volume van een bepaalde hoeveelheid gas omgekeerd evenredig met de druk. 44

45 45

46 V: Een omgekeerde beker heeft een volume van 2 liter en is gevuld met lucht. Wat is het volume van de lucht indien we de beker op 30 m diepte brengen? A: Beginsituatie van de ballon = 2 liter Situatie op 30 m diepte (=4 bar): 2 liter/4 = 0,5 liter V: Op de duikplaats toegekomen blijkt mijn 12 l duikfles maar 60 bar te bevatten. Gelukkig heeft mijn buddy een dubbel 10 l set (bi) op 200 bar en een overhevelslang. Met welke vertrekdruk kunnen we gaan duiken? A: Beschikbare hoeveelheid lucht: 12 liter X 60 bar = 720 barl 20 liter X 200 bar = barl Totaal 32 liter met barl Druk in de flessen = barl/ 32 liter = 147,50 bar V: Mijn trimvest heeft een max. volume van 25 l. Op 35 m is ze met 14 l gevuld. Op welke diepte zal het overdrukventiel openen als ik stijg zonder lucht te laten ontsnappen? A: Op 35 m is de druk 4,5 bar. Als de trimvest daar gevuld is met 14 l zit daar p X V = constante 4,5 bar X 14 liter = 63 barl lucht in. Druk waarop het volume 25 l wordt: p = constante / V 63 barl/25 l= 2,52 bar 15,2 m 46

47 Dichtheid of soortelijke massa (vroeger soortelijk gewicht genoemd) wordt rho genoemd, symbool ρ 47

48 Tarra = het gewicht van de verpakking, in dit geval het gewicht van de fles. Zo heb je ook nog netto (het gewicht van de inhoud) en bruto (het totaalgewicht of netto + tarra). Oplossing: 10 l x 300 bar = barl l x 1,29g/l = 3870 g = 3,87 kg Totaal gewicht fles + lucht = 19,07 kg 10 l x 50 bar = 500 barl 500 l x 1,29g/l = 645 g = 0,645 kg Totaal gewicht fles + lucht = 15,645 kg We berekenen hier een verschil van 3,225 kg op het einde van duik. We moeten dus voldoende uitgelood zijn op een diepte van -3 m met een flesdruk van 50 bar. 48

49 49

50 Het luchtverbruik is een toepassing op de Wet van Boyle-Mariotte. 50

51 Toepassing: luchtverbruik Persoonlijk verbruik niet bekend, dan luchtverbruik = 20 l/min voor een nietinspannende standaardduik. Steeds een berekeningsreserve van 50 bar voorzien. Dit is niet de bekende duikreserve! Onze berekening heeft tot doel om met 50 bar de oppervlakte te bereiken. Afdaling en bodemtijd => druk op de maximale diepte of de gemiddelde diepte gebruiken voor de berekening. Tijdens het stijgen (10 m/min) rekenen we eveneens met de druk op de maximale diepte. Voor elke decompressietrap rekenen we met de traptijd en de druk op de trapdiepte. 51

52 52

53 Luchtvoorraad Berekeningsreserve Beschikbare luchtvoorraad 2 x 10 l x 200 bar = barl 2 x 10 l x 50 bar = barl barl barl = barl Verbruik afdaling en bodemtijd 20 l/min x 20 min x 5,5 bar = barl Verbruik tijdens het stijgen 20 l/min x 4,5 min x 5,5 bar = 495 barl Verbruik op trap 6 m 20 l/min x 2 min x 1,6 bar = 64 barl Verbruik op trap 3 m 20 l/min x 7 min x 1,3 bar = 182 barl Totaal verbruik barl Resterende flesdruk ( ) barl / 20 l = 52,95 bar De duik is dus op het randje van de veiligheid uit te voeren. Zelfde berekening maar met GOV 14 l/min Verbruik afdaling en bodemtijd 14 l/min x 20 min x 5,5 bar = barl Verbruik tijdens het stijgen 14 l/min x 4,5 min x 5,5 bar = 347 barl Verbruik op trap 6 m 14 l/min x 2 min x 1,6 bar = 45 barl Verbruik op trap 3 m 14 l/min x 7 min x 1,3 bar = 127 barl Totaal verbruik barl Resterende flesdruk ( ) barl / 20 l = 97 bar Een geoefend duiker heeft zijn luchtverbruik goed onder controle en zal deze duik met maximale veiligheid kunnen uitvoeren. 53

54 54

55 V: Hoelang kun je met een GOV van 20 l/min nog trappen maken op 3 m als je nog 50 bar hebt in een 15l-fles? A: Luchtvoorraad: 15 l x 50 bar = 750 barl 15 barl = 735 barl (we kunnen de fles niet vacuüm trekken). Verbruik op 3 m: 20 l/min x 1,3 = 26 l/min. Maximale trapduur op 3 m: 736/26 = 28 minuten V: 15l-fles op 180 bar en GOV van 16 l/min. Kan men de duik van de bovenstaande figuur uitvoeren? Luchtvoorraad 15 l x 180 bar = barl Berekeningsreserve 15 l x 50 bar = 750 barl Beschikbare luchtvoorraad barl 750 barl = barl Verbruik afdaling en bodemtijd Verbruik tijdens het stijgen Verbruik op trap 6 m Verbruik op trap 3 m Totaal verbruik 16 l/min x 6 min x 4,2 bar = 403,2 barl 16 l/min x 20 min x 4,2 bar = 1.344,0 barl 16 l/min x 2 min x 1,6 bar = 51,2 barl 16 l/min x 5 min x 1,3 bar = 104 barl 1902,4 barl Luchtvoorraad = 15 l x (180 bar 50 bar rekenreserve) = 1950 barl Deze duik kan dus veilig worden uitgevoerd. 55

56 56

57 Informatief (bron: Wikipedia) De kelvin (symbool: K) is de eenheid van thermodynamische temperatuur, een van de zeven basiseenheden van het SI-stelsel. De schaal is genoemd naar de fysicus William Thomson, die later in de adelstand werd verheven als Lord Kelvin. De definitie van de kelvin-temperatuurschaal bestaat uit twee delen: * 0 K is gelijk aan het absolute nulpunt, de laagste temperatuur die theoretisch bereikbaar is (alle moleculaire beweging is bij deze temperatuur afwezig). * 1 K is het 1/273,16e deel van de thermodynamische temperatuur van het tripelpunt van water. Dit tripelpunt ligt 0,01 C (graden Celsius) hoger dan het smeltpunt van ijs. Vandaar dat in de omrekening naar graden Celsius de waarde -273,15 gebruikt wordt, want 0 C is gedefinieerd als de temperatuur van smeltend ijs in water bij p=p0. 57

58 V: Op een zonnige dag (25 C) wijst mijn manometer 215 bar aan. Tijdens het te water gaan ben ik verbaasd te zien dat de druk nog maar 200 bar bedraagt. Hoe warm is het water? A: p1/t1 = p2/t2 T2 = (p2 x T1) / p1 = (200 bar x ( ) K) / 215 bar = 277,2 K 4,2 C 58

59 59

60 60

61 61

62 62

63 63

64 64

65 65

66 1. Zinken Werkelijk gewicht > opwaartse kracht (schijnbaar gewicht is positief) 2. Stijgen Werkelijk gewicht < opwaartse kracht (schijnbaar gewicht is negatief) 3. Zweven Werkelijk gewicht = opwaartse kracht (schijnbaar gewicht is nul) 4. Drijven Zweven aan de oppervlakte Gewicht ondergedompelde deel = opwaartse kracht 66

67 Dichtheid of soortelijke massa werd vroeger soortelijk gewicht genoemd. Symbool dichtheid = ρ = Griekse letter rho. 67

68 V: Wat ondervindt de grootste opwaartse stuwkracht: 1 dm³ lood of 1 dm³ hout? A: Aangezien in beide gevallen het gewicht van de verplaatste vloeistof gelijk is, namelijk 1 dm³, zal de opwaartse stuwkracht ook gelijk zijn. V: Een schip heeft een waterverplaatsing van ton. Wat betekent dit? Verklaar aan de hand van de net geziene wet. A: Dit betekent dat het schip een opwaartse stuwkracht krijgt van ton. V: Leg het verband uit tussen een versnelde opstijging en de Wet van Archimedes A: Bij een opstijging zal de lucht in het trimvest steeds uitzetten (wet van Boyle-Mariotte), waardoor de opwaartse kracht steeds zal toenemen en de duiker steeds sneller zal gaan stijgen, tenzij er lucht uit het trimvest wordt geloosd. 68

69 V: Je anker, met een gewicht van 80 N en een volume van 1 l, bevindt zich op 37 m diepte. Je wenst met een hefballon het anker naar boven te sturen. Hoeveel bar kost je dit van je 15 l fles? A: Het anker heeft een volume van 1l (1 dm³) en ondergaat een opwaartse stuwkracht van 10N. Om de bijkomende 70 N van het ankergewicht te overwinnen hebben we een volume van 7 dm³ = 7l nodig. We blazen op de diepte van 37 m lucht in onze ballon tot die een volume van 7l heeft. Op de diepte van 37 m heerst er een druk van 4,7 bar. Hoeveel barl 4,7bar x 7 l = 32,9 barl = ca. 33 barl Hoeveel bar gaat er uit onze fles van 15 l 33 barl / 15 l = 2,2 bar V: Bij het begin van de duik (zoet water) moet ik op 3 m 2 liter lucht in mijn jacket blazen om perfect uitgetrimd te zijn. Op het einde van de duik (50 bar) ben ik perfect uitgetrimd met een leeg jacket. Hoeveel was de begindruk van mijn dubbelset 10l? A: Als we 2 l lucht in onze vest blazen verplaatsen we 2 dm³ water, dit komt overeen met een opwaartse stuwkracht van 20 N (2 kg). Die stuwkracht heb ik nodig om mij goed uit te trimmen. 20 N = 2 kg = 2000 g Hoeveel liter lucht in 2000 g 2000 g / 1,29 g = 1550,38 l Hoeveelheid lucht op einde duik (50 bar) 50 bar x (2x10l) = 1000 l Hoeveel is het totaal aan lucht (verbruik + 50 bar) 1550, l = 2550,38 l De begin druk was gelijk aan => 2550,38 l / 20 l = 127,5 bar 69

70 70

71 71

72 72

73 73

74 Geheugensteuntje = De TAART, waarbij de D staat voor Druk, de T staat voor Temperatuur, de A staat voor de Aard van het gas, de volgende A staat voor de Aard van de vloeistof, de R staat voor het Raakoppervlak en de T staat voor de Tijd. 74

75 75

76 76

77 77

78 78

79 79

80 80

81 81

82 V: Een weefsel, met een periode van 10 minuten, verzadigt gedurende 40 minuten en ontgast vervolgens gedurende 20 minuten. Teken de procentuele verzadiging van het weefsel. A: Na 10 min 50% Na 20 min 75% Na 30 min 87,5% Na 40 min 93,75% Na 50 min 50% van 93,75 = 46,875% Na 60 min 23,437% V: Een gas met een periode van 7,5 minuten verzadigt gedurende 22,5 minuten, ontgast dan gedurende 22,5 minuten en verzadigt dan weer gedurende 15 minuten. Wat is de tijd nodig om het weefsel weer volledig te desatureren? A: Het weefsel zal dan weer 15 minuten nodig hebben om volledig te desatureren. 82

83 83

84 84

85 85

86 86

87 87

88 88

89 89

90 90

91 91

92 92

93 Het geluid onder water beweegt zich ongeveer 4x sneller dan in de lucht en bereikt de oren bijna gelijktijdig. Het geluid komt ook ongeveer 4 x sterker door. Het geluid draagt dan ook veel verder in water dan in de lucht. Gevolg: zowel richting van als afstand tot de geluidsbron is niet of zeer moeilijk te bepalen (bijv. lokaliseren van overvarende boten). 93

94 94

95 95

96 96

97 Onder water lijkt een vis 1/3 groter dan hij in werkelijkheid is. Het lijk ook of die vis 1/4 dichter bij jou zwemt. Ons gezichtsveld vermindert met 1/4 onder water. 97

98 Dankzij een duiklamp krijg je de kleuren weer te zien. 98

99 99

100 100

101 101

102 102

103 103

104 104

105 105

106 106