Mindennapi búvártudomány – Dalton törvénye

Sorozatunkban olyan emberekről írunk, akik közvetlenül vagy közvetetten hozzájárultak búvárkodásban alkalmazott tudományok, törvények, szabályok, felszerelések, stb megszületéséhez. A mostani témánk: Dalton törvénye.

John_Dalton_by_Charles_Turner
John Dalton

A XVIII: – XIX. század pezsgő tudományos életének egyik kétségkívül kiemelkedő alakja volt John Dalton, angol kémikus, fizikus és meteorológus. Mivel színvak volt, ezért ezt a területet is vizsgálta, és az orvosi irodalom még ma is gyakran daltonizmus néven említi a színvakságot. Egyszerű emberként ismerték, aki a számos kitüntetés, elismerés, állami nyugdíj vagy a Royal Society-beli tagsága ellenére egész életében folytatta az alapszintű aritmetika oktatását egy manchester-i külvárosi iskolában. Amikor 1844-ben meghalt, 2 mérföld hosszú sorban 40 ezeren jöttek el a koporsójához, hogy tiszteletüket tegyék.

A búvárkodással kapcsolatos leghíresebb hozzájárulása a tudományhoz a parciális nyomást (szokták még rész-nyomásnak vagy részleges nyomásnak is hívni) leíró, Dalton törvényének nevezett összefüggést tartjuk. E szerint egy gázkeverék teljes nyomását az őt alkotó egyes gázok nyomásának összessége adja.

Másképpen megfogalmazva: ha vesszük egy gázkeveréket, mundjuk a levegőt, amely egy kis egyszerűsítéssel nitrogénből és oxigénből áll, akkor a két gáz, külön-külön vett nyomása adja ki a levegő nyomását.

DSC_0226
A többgázas merülések nem létezhetnének Dalton törvénye nélkül

Ez a búvár számára azt jelenti, hogy a belélegzett gázkeverékben az egyes gázok hatását is külön-külön kell számításba vennie, azaz – a levegőnél maradva – például mikor okoz az oxigéntartalma oxigénmérgezést és a nitrogéntartalma pedig narkózist. Továbbá, ha változtatjuk e gázok arányát (pl. nitroxot lélegzünk be), milyen kedvező (dekompressziós kötelezettség csökkenés) és milyen hátrányos (oxigénmérgezés kockázata) tulajdonságok jönnek elő. (Az oxigénmérgezésről hamarosan Paul Bert kapcsán lesz részletesebben szó.) De a mélymerüléseken, amikor a búvárok három gázból álló keverékeket (trimixet) használnak, akkor is a Dalton törvény szerint választják ki a megfelelő légzőgázt.

Az egyes gázok hatását a Dalton törvényből származó képlettel szokták leírni, melyet több néven is emlegetnek: T-formula, Dalton-gyémánt, Dalton-háromszög, stb. E szerint:

Adott gáz parciális nyomása egy gázkeveréken belül = Környezeti nyomás szorozva az adott gáz térfogatszázalékával.

Számokkal kifejezve: Mennyi a Nitrox32-es gázban (amely 32% oxigénből és 68% nitrogénből áll) lévő oxigén parciális nyomása (pPO2) 20 méteres mélységben (3 ATA)?

pPO2 = 3 ATA x 0,32 = 0.96 ATA

A gyakorlatban a Dalton-törvényt rengeteg helyen használjuk és kijelenthető, hogy a mai modern búvárkodás, ahol rengeteg változóval dolgozunk, nitroxot, trimixet lélegzünk be, nem létezhetne ezen összefüggés nélkül.