217. Sukeltajan kokema paine

  1. Sukeltaja on meressä 42 metrin syvyydessä. Määritä sukeltajan kokema kokonaispaine.
  2. Missä syvyydessä paine on kasvanut kymmenkertaiseksi ilmanpaineeseen verrattuna?

Ratkaisu

a. Kokonaispaine koostuu yllä olevan veden hydrostaattisesta paineesta ([[$\rho gh$]], nyt h on 42 m) sekä ilmanpaineesta ([[$p_0=101325\text{ Pa}$]]). Saadaan
[[$$p=p_{\text{hydr}}+p_0=1000\text{ kg}/\text{m}^3\cdot 9,81\text{ m}/\text{s}^2\cdot 42\text{ m}+101325\text{ Pa}=513345\text{ Pa}\approx 510\text{ kPa}$$]]

b. Kokonaispaineen halutaan olevan 1 013 250 Pa. Syvyys on ratkaistavissa samasta yhtälöstä kuin a-kohdassa:
[[$\begin{align*}p&=\rho gh+p_0& \\ p-p_0&=\rho gh & ||:\rho g \\ h&=\frac{p-p_0}{\rho g}=\frac{1013250\text{ Pa}-101325\text{ Pa}}{1000\text{ kg}/\text{m}^3\cdot 9,81\text{ m}/\text{s}^2}=92,9\dots\text{m}\approx 93\text{ m} & \\ \end{align*}$]]