Kompressibilität

25. September 2026 Tauchbuddy Tauchphysik Kommentare deaktiviert

Behandschuhte Taucherhand hält unter Wasser eine verschlossene Kunststoffflasche, die vom Umgebungsdruck sichtbar eingedellt ist. — Illustration, mit Google Gemini erzeugt.

Kompressibilität ist das Maß dafür, wie stark sich das Volumen eines Stoffes verringert, wenn der Druck auf ihn zunimmt. Im Tauchen ist sie die Eigenschaft, die alles andere erklärt: Gase sind stark kompressibel, Wasser und Gewebe sind es praktisch nicht. Aus diesem einen Unterschied folgen Druckausgleich, Barotrauma, Tarierung und Luftverbrauch.

Gase: das Volumen folgt dem Druck

Für Gase beschreibt das Gesetz von Boyle-Mariotte die Kompressibilität quantitativ. König und Lipp formulieren es im Lehrbuch für Forschungstaucher so: „Bei gleichbleibender Temperatur ist das Produkt aus Druck und Volumen für eine abgeschlossene Gasmenge konstant.“ Also p × V = konstant, solange die Temperatur gleich bleibt.

Praktisch heißt das: In 10 Metern Tiefe herrscht etwa der doppelte Absolutdruck wie an der Oberfläche, ein abgeschlossenes Gasvolumen ist dort auf die Hälfte zusammengedrückt. In 30 Metern sind es vier bar und ein Viertel des Volumens. Umgekehrt braucht ein Atemzug in 30 Metern die vierfache Gasmenge desselben Atemzugs an der Oberfläche — deshalb steigt der Luftverbrauch mit der Tiefe, ohne dass der Taucher anders atmet. Diese Zahlen sind aus dem Umgebungsdruck gerechnet.

Wasser: praktisch inkompressibel

Für Wasser gilt das Gegenteil. König und Lipp halten fest: „Im Verhältnis zu Luft ist Wasser etwa 800mal schwerer und fast inkompressibel.“ Weil sich die Dichte des Wassers mit der Tiefe kaum ändert, wächst der hydrostatische Druck linear — daraus stammt die Faustregel, dass 10 Meter Wassersäule etwa einem bar entsprechen. Wäre Wasser merklich kompressibel, wäre diese Faustregel falsch, und jede Tiefen-Druck-Umrechnung müsste eine Kurve sein statt einer Geraden.

Was am Taucher kompressibel ist — und was nicht

Der Körper besteht überwiegend aus Wasser und Gewebe und verhält sich deshalb im Wesentlichen wie Wasser. Kompressibel sind allein seine gasgefüllten Räume: Lunge, Mittelohr, Nasennebenhöhlen, der Raum unter der Maske. Genau dort und nur dort entstehen Barotraumen — beim Abstieg, weil das Gasvolumen schrumpft und nicht nachgefüllt wird, beim Aufstieg, weil es sich ausdehnt und nicht entweichen kann. Der Lungenüberdruckunfall ist der Fall, in dem diese Ausdehnung das Gewebe zerreißt.

Dasselbe gilt für die Ausrüstung. Tarierweste und Trockentauchanzug sind absichtlich gasgefüllt und werden deshalb absichtlich kompressibel gehalten: Sie werden beim Abstieg nachgefüllt und beim Aufstieg entlüftet. Auch Neopren ist ein Schaum mit gleichmäßig verteilten Gasblasen, und diese Gasblasen sind nach der Praktikerdarstellung von nowotaucher.de der entscheidende Faktor für die Wärmeisolierung. Da Gase kompressibel sind, werden diese Einschlüsse mit der Tiefe kleiner — was sich in der Tarierung zeigt.

Die Grenze der Rechnung: reale Gase

Das Produkt p × V bleibt nur bei einem idealen Gas konstant. Bei den Drücken, mit denen Tauchflaschen gefüllt werden, trifft das nicht mehr genau zu. Der Kompressibilitätsfaktor beschreibt die Abweichung: „Ein reales Gas ist bei hohem Druck generell schwerer komprimierbar als ein ideales Gas“, und Luft lässt sich „bei Drucken oberhalb etwa 150 bar zunehmend weniger effizient als ideal verdichten“.

Für den Alltag folgt daraus eine nützliche Vorsicht: Eine Flasche mit 300 bar enthält nicht das Anderthalbfache derselben Flasche mit 200 bar, sondern weniger. Wer den Gasvorrat aus Volumen mal Druck überschlägt, rechnet bei hohen Fülldrücken zu großzügig — und eine Gasreserve, die zu großzügig gerechnet ist, ist keine Reserve.

Wird Wasser in der Tiefe nicht doch dichter?

Messbar ja, praktisch nein. König und Lipp nennen Wasser „fast inkompressibel“; in Tauchtiefen ist die Änderung so klein, dass sie in der Druckrechnung keine Rolle spielt. Der Unterschied zwischen Süß- und Salzwasser wirkt sich auf den Druck pro Meter deutlich stärker aus als die Kompression.

Warum steigt mein Luftverbrauch in der Tiefe, obwohl ich ruhig atme?

Weil jeder Atemzug in der Tiefe unter dem dortigen Druck steht. Das Atemvolumen der Lunge bleibt gleich, die darin enthaltene Gasmenge nicht: In 20 Metern steckt in derselben Lungenfüllung die dreifache Menge Gas wie an der Oberfläche, in 30 Metern die vierfache. Der Verbrauch folgt dem Absolutdruck, nicht der Anstrengung.

Wieso muss ich beim Abstieg Luft in die Tarierweste geben?

Weil das Gas in der Weste und im Anzug zusammengedrückt wird und der Auftrieb dabei verlorengeht, während Blei und Flasche gleich schwer bleiben. Was beim Abstieg an Volumen verschwindet, muss nachgefüllt werden — und beim Aufstieg ebenso konsequent wieder heraus, sonst beschleunigt der zunehmende Auftrieb den Aufstieg.

Quellen

König/Lipp, Lehrbuch für Forschungstaucher, Kapitel 1 (PDF) — Formulierung des Gesetzes von Boyle-Mariotte, Wasser als „fast inkompressibel“, Verhältnis der Dichten.
Wikipedia: Kompressibilitätsfaktor — reale Gase bei hohem Druck, Grenze um 150 bar.
nowotaucher.de: Materialien für Tauchanzüge — gleichmäßig verteilte Gasblasen im Neopren als tragendes Element der Wärmeisolierung.

Zur Quellenlage: Die Zahlen zu Volumen und Luftverbrauch sind eigene Rechnungen aus dem Absolutdruck. Für das Verhalten realer Gase liegt nur eine allgemeine physikalische Quelle vor, keine tauchspezifische; ein Zahlenwert für den Fehlbetrag einer 300-bar-Füllung wird deshalb hier nicht genannt. Die Angabe zum Neopren stammt von einer Praktikerseite; dass die Gaseinschlüsse mit der Tiefe kleiner werden, ist die physikalische Folge aus beiden Quellen, nicht eine Angabe dieser Quelle.

Über Tauchbuddy 8 Artikel

Der Tauchbuddy erzählt in der Reihe „Mein erster …“, wie sich die ersten Nacht-, Wrack- und Trockentauchgänge anfühlen, und stellt die Fragen, die man sich als Taucher im ersten Jahr stellt.