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Da ja hier explizit auch die physikalischen Grundlagen gefragt waren:
Die Berechnung im Rettungsdienst erfolgt unter der Annahme, dass sich Sauerstoff bis 200 bar als ideals Gas verhält.
Nun wird die thermische Zustandsgleichung idealer Gase benötigt.Diese lautet:
p*V = n*R*T
mit p: Druck, V: Volumen, n: Stoffmenge, R: "spezifische Gaskonstante" (nicht ganz richtig, aber im weiteren nicht von Bedeutung) und T: Temperatur
Nun haben wir zwei Zustände:
- 1. Zustand: in der Flasche
- 2. Zustand: ausserhalb der Flasche
Das ausgedrückt mit der idealen Gasgleichung:
p1*V1=n1*R1*T1 und
p2*V2=n2*R2*T2
Jetzt kommen die "Tricks" zur Berechnung:
- n1 = n2: Beim Austritt aus der Flasche "reagiert" der Sauerstoff nicht, die Stoffmenge bleibt also gleich.
- R1 = R2: Es handelt sich um den selben Stoff, also verändert sich diese Konstante auch nicht.
- T1=T2: Wir gehen von einer isothermen expansion aus.
- Die Temperatur ändert sich also nicht. Auch das Abkühlen beim Austritt wird nicht berücksichtigt.
Jetzt noch etwas Mathematik:
Wenn a = b und a=c dann ist auch b = c
Wir kommen also zu unserer Gleichung zur Berechnung:
p1*V1 = p2*V2
Was wir nun wissen wollen ist also, wie viele "Liter" aus der Flasche kommen. Die Gleichung muss also nach V2 umgestellt werden:
V2 = (p1*V1) / p2
Diese Formel wird den meisten etwas fremd sein. Zumindest wenn man nicht in der hochalpinen oder Luftrettung tätig ist.
In den meisten Rettungsdiensten entspricht der Umgebungsdruck ca. 1 bar also ist p2 = 1 bar (wenn in bar gerechnet) und "fällt weg".
Bei Berechnung mit 1bar Umgebungsdruck ergibt sich
also: V2=p1*V1 oder:
Flaschendruck (in bar) * Flaschenvolumen = Volumen an Sauerstoff, der appliziert werden kann.