Wet van Boyle

Robert BoyleIedereen kent het wel… Je gaat op vakantie met het vliegtuig of de auto en je krijgt een onbehagelijk gevoel bij je oren wanneer het vliegtuig opstijgt/daalt of de auto een dal in rijdt. Dit komt door het drukverschil op jouw lichaam dat op zulke momenten ontstaat. De lucht om jou heen en boven jou heeft namelijk een bepaalde dichtheid en daarmee gewicht. Bevind je je lager in de atmosfeer dan heb je meer lucht boven jou en daarmee drukt er meer gewicht op je lichaam. Dat je je oren voelt bij drukverschil komt doordat er ook lucht in jouw lichaam zit (zoals bij je oren) waarvan het volume verandert bij een verschil in druk.

Voor duikers is het natuurkundige begrip druk een belangrijk onderdeel van de hobby en kennis over dit onderwerp is essentieel om een veilige duik te kunnen maken. De reden dat duikers zoveel met druk te maken hebben is omdat de dichtheid van water (en daarmee de druk) veel hoger is dan van lucht. Op zeeniveau is de druk van de atmosfeer bijvoorbeeld slechts één bar, terwijl deze druk op tien meter onderwater al twee bar betreft.


De formule van Boyle

De werking van druk kunnen we uitleggen aan de hand van de Wet van Boyle. Boyle was een Ierse filosoof, natuur- en scheikundige en leefde in de 17de eeuw. Boyle stelde dat de druk van een gas omgekeerd evenredig is aan het volume dat dit gas heeft. De formule die hierbij hoort is:

P X V = C
P = Druk
V = Volume
C = Constant

Ballon-experiment

Voorbeeld Wet van BoyleEen voorbeeld voor de werking van de wet van Boyle is een ballon-experiment die wellicht menig duiker onder ons kent. Je neemt een lege ballon mee onderwater naar een diepte van 20 meter. Hier is de druk 3 bar. Je blaast de ballon op. Vervolgens neem je hem mee naar het wateroppervlak. Hier is de druk nog maar 1 bar (3 keer zo klein). Volgens de Wet van Boyle is daarmee het volume van de lucht in de ballon 3 keer zo groot geworden. Grote kans natuurlijk dat de ballon onderweg al is geknapt.

Wat betekent dit voor de duiker

Als duiker is het belangrijk om te weten wat druk is, hoe de Wet van Boyle werkt en hoe je met drukverschillen om moet gaan. Omdat jouw lichaam op verschillende plekken lucht bevat, heeft drukverschil een groot effect op jouw lichaam. Een paar voorbeelden:

Longen
Jouw longen bevatten de meeste lucht dat zich in jouw lichaam bevindt. Met het ballonexperiment van hierboven nog in gedachten moet je dus nooit je adem inhouden tijdens het duiken.

Hoofdholtes
Ook je hoofd bevat holtes met lucht. Tijdens het dalen wordt het volume lucht in deze holtes kleiner. Dit volume vul je aan door te klaren.

Duikbril
Om zicht te hebben tijdens het duiken draag je een duikbril. Deze duikbril zit vol met lucht en ondanks dat deze lucht zich niet in jouw lichaam bevindt zal de duikbril zich wel tegen jouw gezicht aan zuigen onder druk. Af en toe door je neus uitademen lost dit probleem op.

Droogpak
Ook een droogpak kan zich aan je lichaam zuigen onder druk. Dit ga je tegen door af en toe lucht in het pak te laten stromen.