ÖNSÖZ Bu kitap, 1990 yılından beri Çukurova Üniversitesi Su Ürünleri Fakültesi ile Beden Eğitimi ve Spor Yüksekokulu öğrencilerine vermekte olduğum "Dalıș Tekniği ve ilk Yardım" dersi için bir temel bașvuru eseri olarak hazırlanmıștır. Günümüzde dalıș eğitimi konusunda çeșitli sportif veya mesleki kurulușlarca hazırlanmıș birçok kitap, broșür ve görsel eğitim kasetleri mevcuttur. Ancak öğrencilerimizin sorgulayıcı ve detaylı bilgi taleplerini karșılamak amacıyla, aletli dalıș tekniği öğretisinin bir ders notu șekline dönüștürülmesine ihtiyaç duyulmuștur. Bu notun hazırlanmasında bașta PADI ve CMAS gibi sportif dalıș eğitimi veren çeșitli kurulușların eğitim kitapları ile dalıș konusunda uzmanlașmıș çeșitli yurtiçi ve yurtdıșı dergilerden faydalanılmıștır. Eserin, bu sahada mevcut önemli bir türkçe kaynak eksikliğini gidereceğine inanıyorum. Doğa sevgisi ve çevre bilinci içerisinde yetiștirmeye çalıștığımız öğrencilerimize her șeyden önce bir doğa sporu olan dalma ile birlikte su ortamlarının da tanıtılması amaçlanmıștır. Onlarla, yașamlarında ilk defa karșılaștıkları yeni bir dünyanın gizemi karșısında duyulan heyecan ve zevki paylașmak uğrașımızın en anlamlı dakikalarını olușturmaktadır. Sualtı dünyasının gizemi karșısında ilk defa duyulan heyecan çoğu kișinin iç dünyasında zamanla bir tutkuya dönüșmektedir. Her tutkuda olduğu gibi dalma sporunda da kiși kendisini hata yapma olasılığı gittikçe artan bir faaliyet içerisinde bulur ve yapar da!. Bu eser ile dalgıç adaylarına kendi fiziksel sınırlarını tayin etmelerinin ne kadar gerekli olduğu vurgulanmıș, sorumluluk ve paylașma isteyen tüm olayların ve becerilerin önemi anlatılmaya çalıșılmıștır. Bazı önemli kavram ve teknik terimlerin İngilizceleri verilerek öğrencilerimize konuyla ilgili uluslararası temel iletișim zemini hazırlanmıștır. Bu ders notunun hazırlanmasında yakın teșvik ve yardımlarını gördüğüm ve yıllarca dalıș deneyimlerimi paylaștığım balıkadam dostlarım, Prof. Dr. Kurtuluș Tuncer, Dr. Hakan Güzel, Mustafa inal, Bülent Özgümüș ve Ayhan Veziroğlu'nu burada șükranla anıyorum. Ayrıca, tüm șekil ve yazıların bilgisayar ortamında hazırlanmasında emeği geçen Canset Çan'a teșekkür ederim. Beni sualtında da yalnız bırakmayarak dip zamanımın bir kısmını paylașan eșim Asiye YAMAN bu eserin hazırlanmasında en büyük destek ve eșin kaynağım olmuștur. Adana, Kasım, 1997 Prof. Dr. Servet Yaman
İÇİNDEKİLER Sayfa ÖNSÖZ TARİHÇE...... 7 BÖLÜM 1 DALMADA TEMEL FİZİKSEL KAVRAMLAR YOĞUNLUK... 10 YÜZERLİK... 11 BASINÇ... 13 Atmosfer Basıncı... 14 Hidrostatik Basınç... 15 SAZ KANUNLARI... 18 Boyle-Mariotte Kanunu... 18 Boyle-Mariotte Kanununun Dalıș Tekniğindeki Pratik Uygulamaları... 21 Guy-Lussac ve Charles Kanunları... 22 Guy-Lussac ve Charles Kanunlarının Dalıș Teknigindeki Pratik Uygulamaları... 23 Dalton Kanunu... 24 Dalton Kanununun Dalıș Tekniğindeki Uygulamaları 25 Henry Kanınu... 27 Henry Kanununun Dalıș Tekniğindeki Uygulamaları 29 Graham Kanunu... 24 Graham Kanununun Dalıș Tekniğindeki 30 Uygulamaları... 30 1
BÖLÜM 2 DALIȘ MALZEMELERİ MASKE... 33 ȘNORKEL... 34 PALETLER... 34 BALIKADAM ELBİSESİ... 35 DENGE YELEĞİ... 37 AĞIRLIK KEMERİ 37 TÜPLER... 38 TÜP VANALARI... 42 REGÜLATÖR... 43 KONSOL... 45 BÖLÜM 3 ALETLİ DALIȘ UYGULAMALARI SUALTI EL İȘARETLERİ... 47 DALIȘ PLANLAMALARI... 47 DALIȘ ȘARTLARI VE DALIȘ ORTAMI... 49 MALZEMELERİN HAZIRLANMASI... 44 DALIȘ ARKADAȘI... 50 DONANIM KONTROLÜ... 50 SUYA GİRİȘ... :... 53 REGÜLATÖR TEMİZLİĞİ... 55 ȘNORKEL KULLANMA... 55 MASKE TEMİZLENMESİ... 56 DENGELEME... 57 SUDA ALÇALMA VE YÜKSELME 58 2
YEDEK HAVA KAYNAKLARI VE ÇİMLENME. 58 ACİL DURUMLAR VE YARDIM... 59 Tükenme.. 60 DİPTE BAYGIN DALGICA YARDIM ve KURTARMA. 60 Yardım.. 61 Kurtarma.. 62 ACİL ÇIKIȘ... 64 EMNİYET KURALLARI... 64 SUNİ TENEFFÜS VE KALP MASAJI... 66 Suni Teneffüs 67 Kalp Masajı 68 BOLUM 4 SUALTI FİZİĞİ SUALTINDA GÖRME...... 70 Kırılma.... 71 Sualtında Ișık ve Renk... 73 Yayılma... 73 Bulanıklık.... 74 Absorbsiyon... 74 SUALTINDA SES... 76 BÖLÜM 5 DENiZ BiLGiSi DENİZLERDE SICAKLIK VE TUZLULUK 78 AKINTILAR. 79 Rüzgar Akıntıları 80 Tuzluluk ve Sıcaklık Akıntıları 80 3
Gel-Git Akıntıları 81 Boğaz Akıntıları. 83 Dalga Akıntıları.. 83 DALGALAR.. 85 Rüzgar Dalgalan 86 DALIȘTA GiRiȘ VE ÇIKIȘ NOKTALARI.. 90 TERMAL TABAKALAȘMA 90 Termoklin.. 91 SUALTI CANLILARI 93 Zehirli Balıklar.. 94 BÖLÜM 6 SUALTI FİZYOLOJİSİ DALIȘ TEHLİKELERİ, KAZALARI VE HASTALIKLARI. 98 Azot Narkozu. 98 Vurgun 100 Vurgunu Arttıran Nedenler 101 Vurgun Belirtileri 102 Vurgun Tedavsi. 103 Oksijen Zehirlenmesi. 105 Karbonmonoksit Zehirlenmesi.... 105 SOLUNUM VE DOLAȘIM SİSTEMLERİ. 108 Solunum Sistemi. 108 Hipervantilasyon.. 112 Dolașım Sistem 113 Karotis-Sinus Refleksi... 114 4
Kramplar... 114 VÜCUTTAKi HAVA BOȘLUKLARI 115 Kulak Boșluğu.. 115 Vertigo.. 118 Sinüs Boșlukları... 119 Akciğerler 120 Hava Embolizması... 121 Pnömotoraks... 122 Diğer Boșluklar.. 123 Diș Boșlukları. 123 Mide Bağırsak Boșlukları.. 124 Maske Boșluğu... 124 SICAK VE GÜNEȘ ÇARPMASI. 124 SU SICAKLIĞI VE ETKiLERi. 125 Hipotermia. 127 Hipoterminin Belirtileri ve Önlemleri... 128 Soğuk Suda Korunma... 129 Kızıșma... 129 STRESS... 130 ZEHİRLİ BALIK SOKMALARI. 131 BÖLÜM 7 DALIȘ TABLOLARI TARİHÇE VE PRENSİPLER 133 DALIȘ PROFiLLERİ.. 136 PADI DALIȘ TABLOSU 138 5
BULHMANN/HAHN DALIȘ TABLOSU.. 143 HAVA TÜKETİM HESAPLARI 149 UNUTULMUȘ DEKOMPRESYON 153 DALIȘTAN SONRA UÇAĞA BİNME 155 SAĞLIK ve DALIȘ. 155 DALIȘ ȘAMANDIRASI ve DALIȘ BAYRAĞI 156 YARARLANILAN KAYNAKLAR 158 6
TARİHÇE İlk insanlar su bitkilerinin, kabuklu hayvanların, balıkların ve iri su memelilerinin karșısında hayranlık ve șașkınlık duymușlardır. Mavi derinliklerin gizemi, denizlerin öngörülemeyen davranıșları ve suda yașayan garip yaratıklar ilk çağlarda bile insanın merakını, cesaretini ve hayalini kamçılamıștır. Denizleri güçlü tanrıların ve korkunç canavarların yașadığı ayrı bir dünya olarak düșlemișler, derin maviliklerin araștırılmasında tehdit edici güçler olarak görmüșlerdir. Buna karșılık fırsat buldukça balık avlamak, yük tașımak, fetihler yapmak amacıyla denirlere açılmıșlar, yolculuklar yapmıșlar ve zamanla derinlerin korkularını yenerek deniș altını araștırmaya bașlamıșlardır. Tarihte ilk apne dalgıçlarının keten kumașları boyamak amacıyla Akdeniz de mor salyangoz avladıkları bilinmektedir. Yüzlerce yıl bu çıplak dalgıçlar balık, yosun, sünger, inci, mercan, kabuklular ve batık hazineleri için denizlere dalmıșlardır. Sümerlerin mitolojilerinde Gılgamıș'ın ölümsüzlük otlarını denizlerin derinliklerinden çıkardığı anlatılır Tarihçi Thucydides, M.Ö. 5'ci yüzyılda Yunanlı savașçı dalgıçların istilacı Pers donanmasına karșı bașarıyla savaștıklarını, Atina donanmasının Sicilya Siraküz limanına saldırısı sırasında dalgıçların liman kapısını açtıklarını kaydetmiștir. İnsan deniz altında akciğerlerinin kapasitesi elverdiği sure ve derinlikte kalabilmiștir. Günümüzde çok kiși șnorkel, palet ve maske kullanarak ve de birkaç derin nefes alarak sığ denizlerde çevrelerini seyrederler. Bu basit araçlarla sualtının birçok alanına erișmek mümkün olmuștur. Ne var ki bu.büyülü dünyada nefes tutularak erișebilinecek derinlik ve sure azdır. Bunları arttırmak için uzun ve güçlü bir eğitim gerekir. Günümüzde Japonya ve Kore kıyılarında yașayan "ame'"ler eskiden beri süregelen midye ve yosun avcılığı geleneklerini sürdürmektedir. Yıllarca nefeslerini tutarak dalan kadın avcılar I8m'ye saatte 60 dalıșı 4 saat boyunca yapabilmektedirler, Pasifik Okyanusundaki Tuamoto adalarındaki yerli inci avcıları ise daha da derinlere ve daha uzun süre dalmaktadırlar. Öyle ki bir taș yardımı ile 30-40 m'ye inebilen avcı günde ortalama 40 dalıș yapabilir. Özel hipervantilasyon egzersizleri yaparak dalıș sürelerini ortalama 1.5-2.5 dakika ve daha uzun sure uzatabilirler. Bu dalgıçların üstün bir fizik güce eriștikten muhakkaktır. 7
Apne dalıșlarının en etkileyici derinlik rekoru 1977'de Jacgues Mayolun ilk defa 100 m'ye ulașan ve 3 dakika 39 saniye süren dalıșıdır Günümüzde bu rekor 127 m ile Kübalı Pipine aittir. İnsanın denizlerden beklediği kazanç anlayıșı geliștikçe su altında daha uzun ve daha derin kalmak istemesi olağandır. Bu amaçla birtakım aletlerin kullanılmasına M.Ö. 900 yıllarında bașlanmıștır Bu tarihlerde deriden yapılmıș ve ucuna taș bağlanmıș torbalardan soluyarak savașan Asurlular ilk aletli dalgıçlar olarak kabul edilirler (Șekil 1). Hatta M.Ö. 300 yıllarında Büyük İskenderin bir Șekil 1. Hava tulumlarından Soluyan ilkel dalgıç çanı içerisinde sualtına Asurlu Dalgıçlar indiği söylenir. Dalgıç çanı orta (M.Ö.900, Taș Kabartma) çağlarda deniz altı çalıșmalarında çok kullanılmıș bir aygıttır (Șekil 2). Çan tersine donmuș bir kap olup içerisinde bulunduğu derinliği yansıtan yüksek basınçta hava bulunur veya hava yukarıdan pompalanır Kabın yukarı çıkması çanın kendi ağırlığı veya ilave ağırlıklarla önlenir. Dalgıç çan içerisinde sıkıștırılmıș havayı solur ve bu șekilde dipte uzun süre çalıșabilir. Șekil 2. Dalgıç Çanı (Halley çanı, 1690) 8
1819 yılında August Siebe dalgıcın bașını içerisine alan ve omuzlara bağlanabilen bir küçük çan geliștirdi. Bu can içerisine gemilerden veya kıyıdan bir pompa yardımı ile hava verilmekteydi. Su miğfere girmediğinden normal nefeslenme yapılabilmekteydi. Artık fazla hava canın alt kısmından çıkmaktaydı. Hareketleri kısıtlı olan bu aygıtla beraber ağır kurșun ayakkabılar gerekliydi, 1850'lerde su geçirmez çadır bezinden yapılmıș ilk dalgıç elbisesi miğfere bağlandı ve miğfere artık havayı atmaya yarayan bir musluk takıldı. Pompalanan hava hem miğfer içerisinde hem de elbise içeriğinde bulunmakta, artık fazla hava ise dalgıç tarafından musluk uygun miktarda açılarak tahliye edilmekteydi Bu klasik dalgıç kıyafeti günümüze kadar gelmiș ve halen kullanılmaktadır. 1947 yılında Jacques Yves Cousteau ve Emile Gagnan tarafındangeliștirilen ve dalgıçların su yüzeyi ile ilișkisini kesen aygıtlar kullanılmaya bașlandı. "Su ciğeri" adı verilen aygıtlar 200-300 bar hava sıkıștırılmıș çelik tüpler ile bundan istenildiği anda hava almayı sağlayan regülatörlerden olușmaktadır. Bundan böyle dalgıç sualtında sorunsuzca soluk alıp verebilir, sırtında tașıdığı hava deposu ile uzunca bir sure bir balık gibi serbest dolașabilirdi. SCUBA (Self Contained Underwater Breathıng Apparatus) adı verilen aygıtların keșfiyle su altı dünyası herkese açılmıș oldu. O zamandan gönümüze dalgıçlık bir spor olarak büyük adımlarla ilerlemiștir. 9
BÖLÜM 1 DALMADA TEMEL FİZİKSEL KAVRAMLAR Bu bölümde, Yoğunluk (özgül ağırlık), Yüzerlik, Basınç ve Gaz Kanunları ile bu kavramların dalmadaki pratik uygulamalarından söz edilecektir. YOĞUNLUK (Density) Doğadaki tüm maddelerin bir ağırlığı vardır. Çoğu kez bu ağırlıklar tarafımızdan ağır veya hafif olarak yorumlanarak algılanır ve hissedilir. Maddenin ağırlık birimi yoğunluğu esas alınarak ifade edilir. Yoğunluk, "Bir maddenin bir birim hacminin ağırlığıdır" seklinde tanımlanır. Bu tanım; d = W / V formülü ile ifade edilir. W : Ağırlık (gr.) V : Hacim (cm 3 ) d : Özgül Ağırlık (gr/cm 3 ) Bu tanımlamada madde; katı (tuz), sıvı (su) veya gaz (hava) olabilir. Katıların hacim ve yoğunlukları sabittir. Sıvılar șekil değiștirebilirler ancak hacimleri değișmez. Gazların ise; hacimleri değișkendir ve sıkıștırabilirler, dolayısıyla yoğunlukları da değișir. Konumuzla ilgili bazı önemli maddelerin yoğunlukları așağıda verilmiștir; Hava.. 0.00129 gr / cm 3 Saf su... 1.00 gr / cm 3 Deniz suyu.. 1.027 gr / cm 3 Demir 7.85 gr / cm 3 Kurșun.. 11.34 gr / cm 3 10
Gaz ve sıvı karıșımların yoğunlukları o karıșımı olușturan maddelerin yoğunluklarına bağlı olarak değișir. Örneğin; saf su içerisine tuz ilave edildiği zaman suyun yoğunluğu artar. Gazların yoğunluğu etkisinde kaldığı basınca göre değișir. Bașka bir deyișle sıkıștıkça (basınç arttıkça) artar, genleștikçe (basınç azaldıkça) azalır. YÜZERLİK (Buoyancy) Su içerisine girdiğimiz zaman kendimizi hafiflemiș hissederiz. Aynı duyguyu ağır bir taș parçasını su içerisinde kolayca kaldırabildiğimiz zaman da hissederiz. Suya giren cisimler adeta hafifleșirler. Bu durum Arșimed Kanunu ile açıklanır; "Sıvıya atılan bir cisim tașırdığı sıvının ağırlığına eșit bir kuvvetle așağıdan yukarı doğru itilir" Bu durumda cisimler suda adeta ağırlıklarından bir kısmını kaybetmiș gibilerdir. Su yoğun ise tașan su daha ağır olacağından kaldırma kuvveti de o kadar fazla olacaktır. Nitekim yoğunluğu fazla olan tuzlu deniz suyunun kaldırma kuvveti tatlı suya göre daha fazladır. Cismin kendi hacmine eșit suyun ağırlığı cismin kendi ağırlığından fazla ise cisim yüzer, aksi halde batar. Yüzen cisim (+) yüzerlikli, batan cisim (-) yüzerlikli, su içerisinde asılı duran cisim ise nötr yüzerlikli kabul edilir. Șekil 3. Yüzerlik kavramı. (+) Yüzerlikli cisimler su yüzeyinde, (-) yüzerlikli cisimler suyun tabanında, nötr yüzerlikli cisimler su içerisinde asılı olarak durur. 11
Genel olarak insanlar ( + ) yüzeliklidir. Bir çoğumuz batabilmek için nefesimizi vermek zorunda kalırız. Nefes vermekle göğüs hacmimiz küçüleceğinden yüzerliğimiz azalır, bu da batmamızı sağlar. Dalgıçlarda vücuda giyilen elbise ve diğer teçhizatlar toplam yoğunluğu düșürdüğü için veya hacim büyümesine neden olduğu için batma güçleșir. Bunun için kursun baklalar içeren kemer seklinde ilave ağırlıklar takmak gerekir, ideal olan, tüm teçhizatını kușanmıș bir dalgıcın su yüzeyinde nefes aldığında yüzer, nefes verdiğinde batar durumda kendini ayarlayacağı ağırlıktaki ağırlık kemeri ile dalmasıdır. Bir dalgıç için yüzerliliğin (+) veya (-) hale getirilebilmesi, yani yüzerlik kontrolü B.C.D. (Buoyancy Control Device) denen șișirilebilir bir yelek ile sağlanır. Nitekim su yüzeyinde (+) yüzerlikli bir dalgıç batmayacağından fazla enerji sarf etmeden su üstünde kalabilir veya B.C.D.'nin havasını tahliye ederek suya batabilir, Nötr yüzerlikti bir dalgıç hiç enerji harcamadan su içerisinde istediği noktada kalabilir. Yüzerliğin kontrol edilmesi bir balıkadam için öğrenilmesi gereken önemli beceri ve uygulamalardan biridir. Dalıșa geçen ve tüm teçhizatını kușanmıș 80 Kg'lık (W) bir dalgıcın yoğunluğunu ortalama 1.1 gr/cm 3 (d) olarak kabul edersek bu dalgıcın hacmi V (dalgıç) ; V(dalgıç) = W / d 'den V = 80/1.1 V = 72.7 lt. dir. Bașka bir ifade ile, Arșimed kanununa göre bu dalgıç suya girdiğinde 72.7 It.'lik, bir su tașırmıș olacaktır. Deniz suyunun yoğunluğunu d = l.027 gr / cm 3 alırsak Deniz suyunun kaldırma kuvveti W = 72.7 x 1.027 ' den W (deniz suyu) = 74.66 kg olacaktır. Dalgıcın batmadan önceki ağırlığı 80 kg olduğundan dalgıcın su içerisindeki ağırlığı W(su) ; W (su) = Dalgıç Ağırlığı - Suyun Kaldırma Kuvveti W (su) = 80-74.66 ' dan W(su) = 5.34 kg gelecektir. 12
Görüldüğü gibi 5.34 Kg'dan az veya biraz daha fazla bir ağırlık dalgıcın yüzerliğini ( + ) veya (-) yapabilmektedir. Aynı hesaplamaları aynı dalgıcın tatlı su (d = 1 gr/cm 3 ) içerisindeki durumu için yapacak olursak suyun kaldırma kuvvetini W (tatlı su) = 72,7 kg buluruz. Diğer yandan; W(deniz suyu) = 74.66 kg olduğu göz önüne alındığında deniz suyunun tatlı suya göre 1.96 Kg daha fazla kaldırma kuvvetine sahip olduğu görülür. Tam teçhizatlı bir dalgıcın suya girdikten sonra ağırlığını değiștirmesi imkansızdır. Bu yüzden yüzerlik kontrolü B.C.D. ile yapılmalıdır. Diğer yandan; neopren malzemeden üretilen dalgıç elbiselerinin kumașı içerisinde hava kabarcıkları (gözenekleri) vardır. Unutulmamalıdır ki bu hava kabarcıkları derinlere indikçe artan basınç karșısında küçülecektir. Bu durumda dalgıcın elbisesi derinlere indikçe incelecek ve hacimce küçülecektir. Bunun doğal sonucu olarak dalgıç, derinlere indikçe daha da ağırlașacaktır. Bu durumlarda dalgıcın yüzerliğini B.C,D ' ye biraz hava vererek ayarlaması gerekir. Çıkıșlarda da tersi bir durum olacağını unutmamak gerekir. Nötr yüzerliğin temini dalgıçlar için önemli bir uygulamadır. BASINÇ (Pressure) Katı maddelerin belirli șekilleri ve hacimleri vardır. Sıvıların belirlenebilen hacimleri vardır, șekilleri yoktur. Gazlar ise değișken bir hacme ve șekle sahiptirler. Katı, sıvı veya gaz maddeler kütlelerinden dolayı içlerinde barındırdıkları cisimlerin üzerine bir kuvvet uygularlar. Bu kuvvete basınç denir. Dalgıçlar üzerinde iki basınç etkilidir. Bunlar Atmosferik Basınç ve Hidrostatik Basınçtır. Basınç "Birim alana etki eden kuvvet " olarak tanımlanır ve (P) harfi ile gösterilir. Basınç birimi atmosfer'dir. Bir cm 2 lik bir yüzeye bir kg'lık bir kuvvet etki ediyorsa basınç bir atmosferdir. P (atm) = F / S P : Basınç ( kg/cm 2 ) F : Kuvvet ( kg) S : Yüzey (cm 2 ) 13
Atmosfer Basıncı (Atmospheric Pressure) Kabaca bir küre șeklinde olan dünyamız üzerindeki atmosfer tabakasının kalınlığı yaklașık 80 km'dir. Bu kalınlık doğal olarak ekvatorda daha kalın kutuplarda daha incedir. Üstümüzdeki bu kalın atmosfer tabakası kendi ağırlığı nedeniyle hem yeryüzüne hem de kendi içinde bulunan yüzeylere bir kuvvet uygular. Bu kuvvetin yüzeyin birim alanına düșen payına açık hava basıncı, ya da Atmosfer Basıncı denir (Șekil 4). İnsan vücudu bu basıncı hissetmez. Hissedilmemesinin nedeni bu basıncın temelde çoğunluğu su olan vücudumuzda vücut içi boșluklar dahil her tarafa eșit olarak dağılmasıdır. Deniz seviyesinde bu basınç ölçülecek olunursa bunun 1 cm çaplı 760 mm yükseklikte bir cıva sütununun yaptığı basınca eșit olduğu görülür. Bu da 1033 gr'lık bir kuvvete eșdeğerdir. Bașka bir ifadeyle taban alanı 1 cm 2 olan ve yüksekliği atmosferin sınırına kadar (80 km) olan içi hava dolu olan bir sütunun ağırlığı 1033 gr'dır (Pratik uygulamalarda 1033 gr yuvarlatılarak 1 kg olarak alınır). Basınç birimleri ülkelere ve yayınlara göre değișik isimler halinde karșımıza çıkabilir. Bunlardan en çok rastlananlar așağıda verilmiștir. 1 bar = 1,02 kg/cm 2 1 atm = 0,98 bar Basınç değișimi birim yüzeye etki eden kuvvetin çoğalması veya azalması ile olur ve barometre ile ölçülür. Atmosfer basıncı doğal olarak deniz seviyesinden itibaren yükseldikçe azalır. Bu azalma her 10.5 m lik yükselme için 0,1 mm'dir. Basınç düșmesi ya yüksek rakımlara çıkmakla, ya da en belirgin șekliyle uçak yolculuğu sırasında olur. Șekil 4. Atmosfer Basıncı. Yaklașık 80 km kalınlığında ve tabanı 1 cm 2 olan bir hava kütlesinin yeryüzüne etki eden ağırlığıdır. 14
Atmosfer tabakası bașta sıcaklık değișimleri ve rüzgarlar olmak zere çeșitli nedenlerle yer yer sıkıșır ve olduğundan daha yoğun bir hale gelebilir. Bu durum kendisini barometre basıncının yükselmesi ile belli eder. Aksi durumlarda ise barometre basıncı düșer, Hava yüksek basınçtan alçak basınca doğru hareket eder. Barometrik basıncın düșmesi bașka bölgelerden o noktaya hava akımı geleceği anlamına gelir ki bu durum çoğu kez bölgeye yağmur ve rüzgarın gelmesiyle ile sonuçlanır. Hidrostatik Basınç (Hydrostatic Pressure) Hidrostatik basınç; su içerisinde bulunan bir cismin yüzeyine su ağırlığının yaptığı basınçtır. P = d x H ile ifade edilir P = Basınç (gr/cm2) d = Suyun özgül ağırlığı (gr/cm3) H = Su derinliği (cm) Su içinde alınan herhangi bir noktaya etki eden su basıncı ; a-suyun özgül ağırlığı ile doğru orantılıdır. b-cismin suyun açık olan yüzeyine olan yüksekliği (derinliği) ile doğru orantılıdır. Cisim ile su yüzeyi arasındaki derinlik basınca etki eden en önemli faktördür, c-su basıncı suyun derinliğine bağlıdır, çevrenin șekline biçimine veya sıvı miktarına bağlı değildir. Cismin üzerindeki su kalınlığı ve suyun yoğunluğu ne kadar fazla ise basınç o kadar fazla olur. Tatlı suların yoğunlukları 1gr/cm3, deniz sularının yoğunlukları ise ortalama 1.02 gr/cm3 olarak alınabilir. Kızıldeniz, Akdeniz gibi bazı çok tuzlu denizlerde su yoğunluğu 1.04 gr/cm3 'e kadar çıkabilir. Su altında artan basınç miktarı her metrede 0.1 atm veya her 10 mlik su kalınlığı için 1 atm.'dir (Șekil 5). Tuzlu deniz suyu için bu rakam her metrede 0.102 atm 'dir. 15
Șekil 5. Atmosfer Basıncı ve Hidrostatik Basınç Örneğin ; Deniz dalıșlarında -10 m' ye inildiğinde dalgıç üzerine etki eden basınç ; P = d x H 'den d = 1.02 gr/cm3 H = 10 m (=1000 cm)'dir P = 1.02 x 1000 P = 1020 gr/cm2 buradan 1 atm = 1000 gr/cm3 olduğundan P = 1.02 alm bulunur. Dalgıç aynı dalıșı bir tatlı su ortamında yapıyor ise ; P = dxh P = 1 x 1 00 P = 1000 gr/cm3 buradan; 1 atm = 1000 gr/cm3 olduğundan, P = 1 atm olacaktır Görüldüğü gibi -10 m' de tuzlu deniz suyunun dalgıç üzerine uyguladığı basınç 0.2 atm. daha fazladır. 16
Örneğin; denizde -14 m de bulunan bir dalgıç üzerine etki eden basınç; P = d x H den d ve H değerleri yerine yazılırsa ; P = 1.02x 1400 P= 1428 gr/cm2 buradan 1 atm =1000 gr/cm2 olduğundan P = 1.428 atm olacaktır Bulunan bu değerler ; deniz yüzeyinde basıncın sıfır olduğu kabul edilerek bulunmuș ve sadece su kalınlığının basıncını yansıtan değerlerdir. Buna Geyç Basıncı denir. Hakikatte su yüzeyinde etkin olan 1 atm 'lik atmosfer basıncı vardır. Bu basınçla birlikte su kalınlığının basıncına Mutlak Basınç (Pm) denir ; Pm = Geyç Basıncı + Atmosfer Basıncı olarak ifade edilir Örneğin ; Su içerisinde -13 m de bulunan bir dalgıcın üzerine etki eden Mutlak Basınç ; P = d x H 'den P = 1 x13 00 buradan ; Geyç Basıncı; P = 1.3 atm olarak bulunur. Pm = Geyç Basıncı + Atmosfer Basıncı olduğundan, Mutlak Basınç ; Pm = 1.3 + 1 den, Pm = 2.3 atm olacaktır. Derinlik Geyç Basıncı Mutlak Basınç 0 m 0 atm 1 atm -10 m 1 atm 2 atm -20 m 2 atm 3 atm -30 m 3 atm 4 atm -40 m 4 atm 5 atm Tablo 1. Derinliğe karșılık Geyç Basıncı-Mutlak Basınç değerleri 17
Pratik uygulamalarda tuzlu deniz sularının yoğunluk değeri yuvarlanarak d = 1gr/cm 3 olarak alınır. Buna göre Derinlik-Geyç Basıncı-Mutlak Basınç ilișkileri așağıda tablo 1 de verilmiștir. Böylece inilen her 10 m için hidrostatik basıncın 1 atm artacağı esas alınır. İnsan vücudu büyük ölçüde sıvılardan meydana geldiği için ve sıvılar sıkıștırılamadığından artan hidrostatik basınç vücudumuzun her tarafına eșit ve simetrik olarak yansır. Ancak aynı durum vücut.içerisindeki sinüs, kulak, akciğer gibi hava boșlukları için bir sorun olușturur. Dıș etkenlere kapalı olan bu boșluklar basınç etkisi karșısında direnç gösteremezler, oldukça hassastırlar. Artan basınç karșısında söz konusu boșlukların davranıșlarını temel gaz kanunları çerçevesinde incelemek gerekir. GAZ KANUNLARI Gazlar içinde bulundukları kapalı kapların çeperlerine veya temasta oldukları yüzeylere basınç uygularlar. Bu basınç gaz moleküllerinin birim yüzeye çarpma sayılarıyla orantılıdır. Kap çeperine çarpan molekül sayısı hemen hemen aynı olduğundan her noktada basıncın değeri aynıdır. Moleküllerin hareketi en çok sıcaklık ve basınç etkisiyle gerçekleșir. Sıcaklık arttıkça molekül hareketleri artacağından meydana gelen hareketlenme çeperi dıșa doğru itme kuvvetini de artırır. Aynı durum gaz üzerine bir basınç uygulandığı zaman da söz konusudur. Bu durumda moleküller sıkıșacağından çepere çarpan molekül sayıları artacaktır, bu da gaz basıncını arttıracaktır. Görüldüğü gibi sıcaklık, basınç ve hacim değișkenleri gazların davranıșlarını belirleyen en önemli etkenlerdir. Boyle-Mariotte Kanunu Gazların sıkıștırılabilme, genișleme ve diffüzyon özellikleri sıvı ve katılardan çok farklıdır. Gazlar sıkıștırılabirler. Nitekim, sabit sıcaklıkta kapalı bir kapta bulunan bir gaz sıkıștırıldığında gazda iki önemli değișiklik olur; a- Gazın hacmi sıkıștırma miktarına göre küçülür, b- Gazın özgül ağırlığı sıkıștıkça artar. 18
Kapalı kaplarda yapılan deneylerde hacim ve basıncın ters orantılı olarak değiștiği ancak basınç ve hacim çarpımlarının daima sabit kaldığı görülmüștür. Sonuçlar șu șekilde ifade edilir, "Sabit sıcaklıkta bir gazın hacmi ile basıncının çarpımı sabittir" Bu kanun matematiksel olarak ; P x V = K (sabit) bağıntısı ile gösterilir, P : Basınç (atm) V : Hacim (cm 3 ) K : Sabit sayı Șekil 6. Basınç (P), Hacim (V) ikilisi. (P) artarken (V) azalır. Bu eșitlikte P küçüldükçe V büyüyecek veya tersi durumda P büyüdükçe V küçülecektir (Șekil 6), Madem ki bir gazın basıncı ile hacminin çarpımı sabittir, o halde aynı gazın hacmini birkaç defa değiștirirsek, her yeni durumda K sabit olacağından ifade ; P 1 x V 1 = P 2 x V 2 = P 3 x V 3 =...= K șeklinde yazılabilir. Bu durum su içerisine indirilen ters bir kova içerisinde sıkıșan ve hacmi gittikçe küçülen hava üzerinde incelenebilir (Șekil 7). Örnek ; Bir gazın hacmi 200 C 'de ve 1 atm basınç altında 10 litre olsun. Aynı sıcaklıkta ve 2 atm basınç altında ölçüm yapılsaydı gazın hacmi ne olurdu? Çözüm ; Madem ki basınç artmıștır, Boyle-Mariotte kanununa göre basınç altında hacim küçülecektir. 19
P 1 = 1 atm V 1 = 10 lt P 2 = 2 atm V 2 =? P 1 x V 1 =P 2 x V 2 bağıntısından, V 2 = V 1 x P 1 /P 2 = 10 litre x 1 atm / 2 atm V 2 = 5 litre bulunur. Șekil 7. Böyle - Mariotte Kanununun pratik uygulaması. Kova derine indikçe artan basınç karșısında içerisindeki hava sıkıșır. Basınç (P) ve Hacim (V) çarpımı sabittir (K). Örnek ; sabit sıcaklıkta bir bisiklet pompasının pistonu ileri doğru itilerek basınç 3 P ' ye çıkarıldığında hacim kaç V olur? Çözüm ; Basınç hacim ile ters orantılı olduğundan, basınç 3 katına çıktığında hacim 1/3 'üne düșer. Yani V/3 olur. Veya ; P 1 x V 1 = P 2 x V 2 ' den hesaplanırsa; P 1 x V 1 = 3P 2 x V 2 yazılabilir, buradan ; V 2 = P 1 x V 1 / 3P 2 = 1 x V 1 / 3 V 2 = V 1 /3 bulunur. 20
Boyle-Mariotte Kanunun Dalıș Deknigindeki Pratik Uygulamaları Boyle - Mariotte kanunu aynı zamanda elastik kaplar ve içerisinde bulunan bir veya birkaç gaz karıșımı için de geçerlidir. Kanunun en önemli öğretisi gazların basınç karșısında hacim değiștirdikleridir. Solunan hava bir gaz karıșım] olduğundan basınç altındaki davranıșları aynı diğer gazlar gibi olacaktır. Bilindiği gibi hidrostatik basınç her 10 m lik su kalınlığına karșılık 1 atm'lik mutlak basınç verir, içi hava dolu olan bir balon sualtına indirildiğinde balon yüzeyine etki eden hidrostatik basınç nedeniyle hacmi küçülecektir. Derinliklere göre havanın sıkıșması sonunda olușan basınç - hacim ilișkileri Șekil 7 'de verilmiștir. Bu șekil dikkatli olarak incelendiğinde en büyük hacim değișikliğinin ilk -10 m 'de olduğu görülür (Șekil 8), Șekil 8. Basınç-Hacim ilișkileri. Basınç (derinlik) arttıkça balon içerisindeki gaz sıkıșır ve balon küçülür Bir an için serbest dalıș yapan ve su yüzeyinde derin bir nefes alarak alçalmakta olan bir dalgıcın ciğerlerini düșünelim; aynı balon gibi o da hidrostatik basınç etkisiyle küçülecektir. Küçülen ciğerlerdeki hava hem sıkıșacak hem de yoğunlașacaktır. Dalgıç tekrar yüzeye ulaștığında ciğer hacmi ve havanın yoğunluğu tekrar bașlangıçtaki haline dönecektir. Aletli dalıș yapan bir dalgıç derinlerde tüpünden nefes aldığı zaman hava o derinliğin mutlak basıncı etkisinde sıkıșmıș halde ciğerlerine dolar. Örneğin dalgıç -10 m de ise, bu derinlikte mutlak 21
basınç 2 atm olduğundan hava 2 defa daha yoğun ve sıkıșmıș olarak ciğerlerine dolacaktır. Dalgıç -10 m'den -20 m'ye gelirse mutlak basınç 3 atm olacağından soluduğu hava daha da sıkıșmıș ve yoğun olacaktır. Dalgıç çıkıș amacıyla yüzeye yaklaștığında örneğin -10 m geldiğinde ciğerlerindeki hava tekrar genleșecektir. Yüzeye çıkıldığında genleșme daha da artıp hava maksimum genleșmeye ulașacaktır. Bu durumda dalgıcın ciğerlerinde genleșen havayı mutlaka tahliye etmesi gerekir. Tahliye devamlı nefes alıp-verme șeklinde veya acil çıkıșlarda devamlı bağırarak yapılır. Havanın değișen basınç karșısında devamlı hacim değiștirdiği gerçeği aletli dalıșın en önemli kuralını ortaya koyar. Bu kural "Dalıș sırasında devamlı nefes al-ver, asla nefes tutma! " șeklinde ifade edilir. Dalgıcın yükselme sırasında nefes tutması veya ciğerlerindeki havayı gerektiği kadar tahliye edememesi durumunda "Hava Embolizması" denilen ve ciddi bir rahatsızlık olan akciğer yırtılmalarına neden olur. Boyle-Mariotte Kanununun diğer bir sonucu da sıkıșan havanın yoğunlașması ile ilgilidir. Derinlerdeki bir dalgıç bulunduğu derinlik basıncına uygun yoğunlașmıș hava solur. Bu durumda dalgıç tüpünde miktarı belli olan hava derinlere gittikçe daha çabuk tükenecektir. Örneğin; yüzeyde dakikada 25 lt. hava tüketen bir dalgıç -10 m' ye indiğinde dakikada 50 lt. tüketecektir, Dalgıçlar, pratikte tașıdıkları hava miktarını ve ineceği derinliği göz önüne alarak hava tüketim zamanlarını hesaplayabilirler. Guy-Lussac ve Charles Kanunları Boyle-Mariotte deneylerinde sıcaklık sabit tutularak basınç ve hacim arasındaki değișimler incelenmiști. Șimdi de basıncı sabit tutup sıcaklığı değiștirdiğimizde hacimde nasıl değișikliklerin olduğu incelenmiștir. Yapılan deneylere göre; sabit basınçta, bir gazın sıcaklığı 1 C arttırıldığında hacmi 1/273 kadar artar. Charles Kanunu sıcaklık ve hacim arasındaki ilișkiyi "Sabit basınçta bir gazın hacmi mutlak sıcaklığı ile doğru orantılıdır" șeklinde ifade eder ve ; V 1 /V 2 =T 1 /T 2 veya V 1 xt 2 =V 2 xt 1 bağıntısı ile gösterilir. 22
Bir gazın hacmini sabit tutup basıncın sıcaklıkla değișimini incelersek Charles kanununa benzer ifadeyle karșılașırız. Guy Lussac Kanunu olarak bilinen bu kanun " Sabit hacimde bir gazın basıncı ile mutlak sıcaklığı doğru orantılıdır" șeklinde ifade edilir ve ; P 1 /P 2 = T 1 /T 2 veya P 1 xt 2 = P 2 xt 1 bağıntısı ile gösterilir. V 1 : ilk hacim ( lt ) V 2 : son hacim T 1 : ilk sıcaklık ( K) T 2 : son sıcaklık P 1 : ilk basınç ( atm ) P 2 : son basınç Burada T mutlak sıcaklıktır ve Kelvin derecesi ( K) ile ifade edilir. T = 273 + t C șeklinde hesaplanır. Burada t C (Centigrad) ölçülen sıcaklıktır. Örneğin ; Bir gaz 12 C de ve 1 atm ' de 600 lt gelmektedir. Bu gaz 22 C 'ye getirilirse hacmi ne olur? Çözüm ; Charles kanununa göre gazın sıcaklığı arttığına göre hacmi de artacaktır, önce T 1 ve T 2 mutlak sıcaklıkları hesaplıyalım ; T 1 = 273 + 12 T 2 = 273 + 22 T 1 = 285 K T 2 = 295 K V 1 = 600 lt dir, V 2 =? V 1 / V 2 = T 1 / T 2 formülünde değerler yerine konursa ; 600 / V 2 = 285 / 295 buradan V 2 = 600 x 295 / 285 tir, V 2 = 621 lt. bulunur. Guy - Lussac ve Charles Kanunlarının Dalıș Tekniğindeki Pratik Uygulamaları Dalıș tüpleri belli hacimleri olan ve belli basınçta hava doldurulan kaplardır. Bunların teknik donatısı, ve kullanım, her dalgıcın bilmesi gereken temel bilgilerdir. Dolu bir tüpün sıcaklığı arttığı 23
zaman iç basıncı da artar. Pratikte tüp ısınmaları tüplerin güneșe bırakılması ile olur. Örneğin ; 12 lt' lik bir dalgıç tüpü sıcaklığı 18 C olan bir su bidonu içerisinde 200 atm lik bir basıçla hava dolduruluyor. Tüp dolumu sonunda güneșe maruz kalan tüp sıcaklığı 36 C ye ulașıyor. Tüp basıncı ne olur? t 1 = 18 C t 2 = 36 C P 1 = 200 atm. P 2 =? sorulmaktadır, Guy-lussac Bağıntısından ; P 1 / P 2 = T 1 / T 2 yazılabilir. T = 273 + t den, T 1 =273+ 18 =291 K T 2 = 273 + 36 = 309 K olarak hesaplanır ve yerine konduğunda; 200 /P 2 = 291/309 dan P2 = 200 x 309 / 291 P 2 = 212.4 atm. bulunur. Görüldüğü gibi sıcaklık artmasıyla tüp basıncı 12.4 atm artmıștır. Yaz aylarında kıyı veya dalıș teknelerinde güneș ıșınları tüpleri 65-70 C ye kadar ısıtabilir. Tüpler her ne kadar 300 atm veya daha yukarı basınçlara dayanıklı yapılmıșlarsa da dolum basıncının üzerinde basınç yüklemesi gereksiz yere tüp metalinin deformasyon limitlerini zorlayacağı muhakkaktır. Bu nedenle dolu tüplerin ısınmayacakları yerlerde muhafaza edilmeleri gerekir. Dalton Kanunu Karıșımlar halindeki gazların basınçlarını inceleyen bağıntıları ortaya koyar. "Bir gaz karıșımının toplam basıncı o karıșımı meydana getiren gazların kısmi basınçlarının toplamına eșittir" șeklinde ifade edilir. Bir karıșım n sayıda gazın karıșmasıyla olușmuș ise bu karıșımın basıncı (P T ) ; P T = P 1 + P 2 +P 3...P n 'dir. 24