FISIKA PENYELAMAN

Indriono Hadi, S.Kep, Ns, M.Kes

A.Tekanan

Tekanan udara permukaan laut (0o C) =760 mmHg (1 Atm)

Tekanan udara pada ketinggian :berkurang

Tekanan pada kedalaman : bertambah

Hukum pascal : tekanan berkurang 1atm setiap kelipatan 10 mtr padaketinggian, sebaliknya bertambah padakedalaman.

Komponen gas dalam udara :

Nitrogen (N2) = 78%

Oksigen (O2) = 21 %

Argon (Ar) = 0.93%

Carbon dioxide (CO2) = 0,04 %

dll

B. Hukum - hukum Fisika yang berhubungan dengan penyelaman :

1. Hukum Boyle

2. Hukum Dalton

3. Hukum Henry

4. Hukum Charles

1. Hukum Boyle (perubahan

tekanan & volume)

Volume berbanding terbalik dengan

tekanan.

PV = K atau P1V1 = P2V2

Jika tekanan meningkat, volume gas akan

berkurang dan sebaliknya.

Jika tekanan menjadi 2x lebih besar,

volume akan menjadi setengahnya.

Permukaan :

Tekanan 1 ATA

Volume paru = 6 ltr

Kedalaman 10 mtr

Tekanan 2 ATA

Volume paru = 3 ltr

Kedalaman 20 mtr

Tekanan 3 ATA

Volume paru = 2 ltr

Hukum Boyle pada penyelaman

Tahan Nafas

Seorang penyelam yang menghirup nafas (6 ltr)di permukaan, akan merasa paru-parunyamakin lama makin tertekan oleh air waktumenyelam.

Bila seorang penyelam menghirup nafas penuh(6 ltr) pada kedalaman 10 meter (2 ATA),menahan nafasnya lalu naik ke permukaan(1 ATA), volume udara dalam paru-parumenjadi 12 ltr. Ia harus menghembuskan 6 ltruntuk menghindari paru-parunya janganmeledak.

P1V1 = P2V2

P1 = 2 ATA

V1 = 6 Ltr

P2 = 1 ATA

V2 = ?

P1V1 2 x 6

V2 = -------- = -------- = 12 ltr

P2 1

Perubahan terbesar volume gas yangmengikuti perubahan air terjadi dekat denganpermukaan Resiko terbesar trauma

Vo

lum

e (

ltr)

2

4

6

8

10

0

Tekanan

Kedalaman

21 3 4 5

0 10 20 30 40

2. Hukum Dalton : tekanan Partial

(PP) dari Campuran Gas.

Jumlah tekanan dari suatu campuran gas-

gas adalah jumlah dari tekanan partial dari

tiap gas yang membentuk campuran

tersebut, jika gas itu secara tersendiri

menempati seluruh ruang (volume).

Jika tekanan secara menyeluruh meningkat,

tekanan partial dari tiap-tiap gas juga akan

meningkat.

Karena udara terdiri dari 80% N2 dan 20% O2,

maka :

N2 = 80% dari 1 ATA = 0,8 ATA

O2 = 20% dari 1 ATA = 0,2 ATA

Permukaan = (1 ATA) = 0,8 ATA N2 + 0,2 ATA O2

(PP O2 = 20% x 1 ATA)

10 Mtr = (2 ATA) = 1,6 ATA N2 + 0,4 ATA O2

(PP O2 = 20% x 2 ATA)

30 Mtr = (4 ATA) = 3,2 ATA N2 + 0,8 ATA O2

(PP O2 = 20% x 4 ATA)

40 Mtr = (5 ATA) = 4,0 ATA N2 + 1,0 ATA O2

(PP O2 = 20% x 5 ATA)

Dari tabel di atas :

Pada kedalaman 40 mtr (tek 5 ATA),

penyelam yang bernafas dengan udara biasa

akan menghirup O2 dengan tek partial yang

sama (1 ATA) seperti bila ia sedang

menghirup 100% O2 di permukaan air.

Hal ini penting untuk mengetahui efek toksik

gas pernafasan pada kedalaman, penyakit

dekompresi dan penggunaan O2 maupun

campuran-campuran gas untuk tujuan

pengobatan.

3. Hukum Henry : Larutan gas dan

Cairan.

Berhubungan dengan penyerapaan gas

dalam larutan.

Pada suhu tertentu jumlah gas yang

terlarut dalam suatu cairan berbanding lurus

dengan tekanan partial gas tersebut di atas

cairan.

Gas Gas

1 ATA 2 ATA

Gas dlm larutan Gas dlm larutan

Di permukan laut (1 ATA) dalam tubuh

manusia terdapat ± 1 ltr larutan Nitrogen.

Bila seseorang menyelam sampai kedalaman

10 mtr (2 Atm), PP N2 yang dihirup menjadi 2

kali lipat N2 yang terlarut dalam jaringan

juga meningkat 2 kali lipat.

Jika tekanan dalam larutan cepat berkurang,

gas keluar dalam bentuk gelembung-

gelembung gas dapat menyumbat

pembuluh darah (dekompresi = bends)

4.Hukum Charles :

Perubahan Suhu dan Volume

Bila tekanan tetap konstan, volume gas

berbanding lurus dengan suhu absolut.

Bila volume tetap dan suhu meningkat,

tekanan akan meningkat

C. DAYA APUNG (Buonancy)

Hukum Archimedes :

Setiap benda yang dibenamkan sebagian

atau seluruhnya ke dalam cairan dapat

mengapung yang disebabkan oleh suatu

tenaga seberat bobot cairan yang digantikan

oleh benda tersebut.

Paru-paru yang mengembang maksimal

dapat mengapung di atas permukaan air laut

(daya apung positif)

Tingkat daya apung seorang penyelam

dipengaruhi oleh :

alat penyelaman

Tabung udara

Pakaian selam (wetsuit)

Volume paru

D. SUHU (Temperatur)

Suhu sekeliling menentukan kenyamanan seorang penyelam

Suhu perairan umumnya lebih dingin dari suhu tubuh normal (37 oC) kehilangan panas.

Makin bertambah kedalaman, makin berkurang suhu air panas matahari berkurang.

Suhu dingin gangguan fisiologis : pusing, sakit kepala, dll.

E. Penglihatan dan Cahaya

Air pembiasan mengganggu

penglihatan.

Topeng muka (Face mask) mengurangi

pembiasan.

Pembiasan kesan palsu : benda

kelihatan lebih dekat dan lebih besar.

Di bawah air, warna tidak tampak seperti di

permukaan penyerapan panjang

gelombang yang berbeda.

Posisi

Sebenarnya

Posisi Semu

Pemindahan Bayangan Dalam Air

Merah paling banyak diserap

Orange

Kuning sedikit kurang diserap

Hijau kurang banyak diserap

Biru

Ungu paling sedikit diserap

Benda warna merah, di bawah air sering terlihat

berwarna hitam karena warna merah diserap air.

F. Suara

Penghantaran gelombang suara tergantung

media yang dilewati

Kecepatan suara di air = 4x kecepatan di udara

Suara di udara cepat kehilangan energinya jika

dipancarkan ke air.

sukar untuk mendengar suara di dalam air.

Gendang telinga lebih mudah menerima

gelombang suara melalui udara.

Di dalam air gelombang suara dihantarkan

melalui tulang kepala.