Oppdrift i s altvann vs ferskvann for dykking

2024 Forfatter: Cyrus Reynolds | [email protected]. Sist endret: 2024-02-09 00:06

En gjenstand er mer flytende i s altvann enn i ferskvann, men hvorfor? Et objekts oppdrift bestemmes av to krefter:

• Den nedadgående kraften: lik vekten til objektet
• Den oppadgående kraften: lik vekten av vannet som objektet fortrenger (dette er kjent som Arkimedes' prinsipp)

De oppadgående og nedadgående kreftene jobber i motsetning til hverandre. Som et resultat av disse kreftene vil objektet enten flyte, synke eller forbli hengende i vannet. Objektets oppdrift kan beskrives på en av tre måter:

• Negativt oppdrift: Vekten til objektet er større enn vekten av vannet det fortrenger. Objektet vil synke.
• Positivt oppdrift: Vekten av objektet er mindre enn vekten av vannet det fortrenger. Objektet vil flyte.
• Nøytr alt oppdrift: Vekten til gjenstanden er nøyaktig lik vekten av vannet den fortrenger. Objektet vil forbli hengende midt i vannet og vil verken flyte eller synke.

S altvann veier mer enn ferskvann

En kubikkfot s altvann veier (i gjennomsnitt) 64,1 lbs, mens en kubikkfot med ferskvann bare veier 62,4 lbs. Årsaken tilforskjellen i vekt er at s altvann har s alt oppløst i seg.

Oppløsning av s alt i vann øker vannets tetthet, eller masse per volumenhet. Når s alt tilsettes vann, reagerer det med vannmolekylene, og danner en polar binding med vannet som omorganiserer s alt- og vannmolekylene med en uvanlig effekt:

En kubikk tomme s alt lagt til et volum vann vil ikke øke volumet av vann med en kubikk tomme. En forenklet forklaring er at vannmolekylene pakker seg tett rundt s altmolekylene - de klemmer tettere sammen enn de gjør når s altet ikke er tilstede. Når en kubikktomme s alt tilsettes et volum vann, øker vannvolumet med mindre enn en kubikktomme.

En kubikkfot s altvann har flere molekyler enn en kubikkfot ferskvann og veier derfor mer.

Husk at Arkimedes prinsipp sier at den oppadgående kraften på en nedsenket gjenstand er lik vekten av vannet den fortrenger. S altvann veier mer enn ferskvann, så det utøver en større kraft oppover på en nedsenket gjenstand. En gjenstand som fortrenger en kubikkfot ferskvann vil oppleve en oppadgående kraft på 62,4 lbs, mens den samme gjenstanden i s altvann vil oppleve en oppadgående kraft på 64,1 lbs.

Bytte mellom ferskvann og s altvann

På dette tidspunktet er det mulig å lage noen generelle spådommer om et objekts (eller en dykkers) oppdrift når det flyttes fra ferskvann til s altvann og omvendt. Vurder følgende tilfeller:

• En gjenstand som er nøytr alt flytende innferskvann vil flyte når det legges i s altvann. I ferskvann er vekten av gjenstanden nøyaktig lik vekten av vannet den fortrenger, og kreftene nedover og oppover på gjenstanden er like. Når gjenstanden flyttes til s altvann, vil vekten av vannet den fortrenger øke og den oppadgående kraften vil være større enn den nedadgående kraften. Objektet vil være positivt flytende i s altvann.
• En gjenstand som er nøytr alt flytende i s altvann vil synke når den plasseres i ferskvann. I s altvann er vekten av gjenstanden nøyaktig lik vekten av vannet at den forskyver seg, og de oppadgående og nedadgående kreftene på objektet er like. Når gjenstanden flyttes til ferskvann, vil vekten av vannet den fortrenger avta, og kraften nedover på gjenstanden vil være større enn kraften oppover. Objektet vil være negativt flytende i ferskvann.
• En gjenstand som har negativt eller positivt oppdrift i s altvann vil bli mer negativt flytende når det plasseres i ferskvann, men vi kan ikke forutsi om det vil synke eller flyte uten mer informasjon. En gjenstand vil oppleve en svakere oppadgående kraft i ferskvann enn i s altvann og vil være mindre flytende i ferskvann. For å avgjøre om objektet vil synke eller flyte, er det imidlertid nødvendig å vite den nøyaktige vekten til objektet og den nøyaktige vekten av vannet den fortrenger.
• En gjenstand som har negativt eller positivt oppdrift i ferskvann vil bli mer positivt flytende når det plasseres i s altvann, men vi kan ikke forutsi om detvil synke eller flyte uten mer informasjon. En gjenstand vil oppleve en sterkere oppadgående kraft i s altvann enn i ferskvann, og vil være mer flytende i s altvann. For å avgjøre om objektet vil synke eller flyte, er det imidlertid nødvendig å vite den nøyaktige vekten til objektet og den nøyaktige vekten av vannet den fortrenger.

Weighting a Scuba Diver

Det er klart at en dykker vil være mer positiv flytende i s altvann enn han vil være i ferskvann, og må justere vektene sine deretter. Dykkeren må bære mer vekt i s altvann enn han må bære i ferskvann. Hvor mye vekt dykkeren må bære vil avhenge av en rekke faktorer, inkludert kroppsmassen hans, eksponeringsbeskyttelsen, typen tank han bærer og dykkeutstyret hans.

En dykkers vektbelte er bare en liten prosentandel av den totale vekten hans; kroppsvekten, tanken og dykkeutstyret bidrar også til vekten hans og den nedadgående kraften på kroppen. Dykkere bytter ofte våtdrakt (eller tørrdrakt) og annet utstyr når de bytter dykkested, og den oppadgående kraften på dykkeren kan variere i henhold til disse faktorene, samt i henhold til typen vann.

Det er umulig å forutsi nødvendig vektendring for en individuell dykker uten å kjenne til vannforskyvningen, totalvekten og s altholdigheten til vannet han vil dykke i. Den enkleste måten for en dykker å bestemme riktig vekting på er å utføre en oppdriftstest når du bytter mellom ferskvann og s altvann, og hver gang han skifter en del av dykkeutstyret sitt. Imidlertid gittat alle faktorer forblir de samme bortsett fra vanntypen, kan det hende at en dykker må nesten doble vekten når han går fra ferskvann til s altvann eller halvere den når den skifter fra s alt til ferskvann.

Ytterligere vurderinger

For å gjøre saken mer komplisert, varierer s altholdigheten i s altvann rundt om i verden. Noen vannmasser kan være s altere enn andre. Selvfølgelig vil en dykker være mer positivt flytende i s altere vann. Gjennomsnittsvekten til en kubikkfot s altvann er 64,1 lbs, men i Dødehavet veier en kubikkfot vann omtrent 77,3 lbs! En dykker ville være betydelig mer flytende i Dødehavet.

Temperaturen påvirker også vanntettheten. Kaldt vann er tettere enn varmt vann. Vann når sin maksimale tetthet ved omtrent 39,2° F, og en dykker som begir seg ut i veldig kaldt vann kan legge merke til at han er litt mer negativt flytende enn i varmere vann.

Mange dykkesteder krever at en dykker beveger seg gjennom lag med forskjellige vanntemperaturer (termokliner) eller lag med forskjellige s altinnhold (halokliner). En dykker som beveger seg mellom disse lagene vil legge merke til endringer i oppdriften.

Objekter (som dykkere) vil være mer flytende i s altvann enn i ferskvann. Å forutsi en dykkers oppdrift krever å kjenne til dens totale vekt, inkludert utstyr, samt vekten av vannet han fortrenger. Det er mye lettere å utføre en oppdriftssjekk før et dykk enn å forsøke å matematisk bestemme hvor mye vekt en dykker skal bære. I tillegg vil dykkere som bruker aluminiumstanker måtte vekte seg for å kompensereendring av oppdrift av tanken under et dykk; en aluminiumstank vil bli mer positivt flytende når den tømmes.