Drijfvermogen in zout water versus zoet water om te duiken

2024 Auteur: Cyrus Reynolds | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-02-08 23:22

Een object drijft meer in zout water dan in zoet water, maar waarom? Het drijfvermogen van een object wordt bepaald door twee krachten:

De neerwaartse kracht: gelijk aan het gewicht van het object
De opwaartse kracht: gelijk aan het gewicht van het water dat het object verplaatst (dit staat bekend als het principe van Archimedes)

De opwaartse en neerwaartse krachten werken tegengesteld aan elkaar. Als gevolg van deze krachten zal het object drijven, zinken of in het water blijven hangen. Het drijfvermogen van het object kan op drie manieren worden beschreven:

Negatief drijvend: Het gewicht van het object is groter dan het gewicht van het water dat het verplaatst. Het object zal zinken.
Positief drijvend: Het gewicht van het object is minder dan het gewicht van het water dat het verplaatst. Het object zal drijven.
Neutraal drijvend: Het gewicht van het object is exact gelijk aan het gewicht van het water dat het verplaatst. Het object blijft in het water zweven en zal niet drijven of zinken.

Zout water weegt meer dan zoet water

Een kubieke voet zout water weegt (gemiddeld) 64,1 lbs, terwijl een kubieke voet zoet water slechts 62,4 lbs weegt. De reden voor deverschil in gewicht is dat in zout water zout is opgelost.

Het oplossen van zout in water verhoogt de dichtheid of massa van het water per volume-eenheid. Wanneer zout aan water wordt toegevoegd, reageert het met de watermoleculen en vormt het een polaire binding met het water die de zout- en watermoleculen herschikt met een ongebruikelijk effect:

Een kubieke inch zout toegevoegd aan een hoeveelheid water zal de hoeveelheid water niet met een kubieke inch vergroten. Een simplistische verklaring is dat de watermoleculen zich stevig om de zoutmoleculen wikkelen en dichter op elkaar drukken dan wanneer het zout niet aanwezig is. Wanneer een kubieke inch zout wordt toegevoegd aan een volume water, neemt het volume water toe met minder dan een kubieke inch.

Een kubieke voet zout water bevat meer moleculen dan een kubieke voet zoet water en weegt daarom meer.

Herinner je dat het principe van Archimedes stelt dat de opwaartse kracht op een ondergedompeld object gelijk is aan het gewicht van het water dat het verplaatst. Zout water weegt meer dan zoet water, dus oefent het een grotere opwaartse kracht uit op een ondergedompeld object. Een object dat een kubieke voet zoet water verplaatst, zal een opwaartse kracht van 62,4 lbs ervaren, terwijl hetzelfde object in zout water een opwaartse kracht van 64,1 lbs zal ervaren.

Overschakelen tussen zoet en zout water

Op dit punt is het mogelijk om enkele algemene voorspellingen te doen over het drijfvermogen van een object (of een duiker) wanneer het van zoet naar zout water wordt verplaatst en vice versa. Beschouw de volgende gevallen:

Een object dat neutraal drijft inzoet water zal drijven wanneer het in zout water wordt geplaatst. In zoet water is het gewicht van het object precies gelijk aan het gewicht van het water dat het verplaatst, en zijn de neerwaartse en opwaartse krachten op het object gelijk. Wanneer het object naar zout water wordt verplaatst, zal het gewicht van het water dat het verplaatst toenemen en zal de opwaartse kracht groter zijn dan de neerwaartse kracht. Het object zal positief drijven in zout water.
Een object dat neutraal drijft in zout water, zal zinken wanneer het in zoet water wordt geplaatst. In zout water is het gewicht van het object exact gelijk aan het gewicht van het water dat het verplaatst, en de opwaartse en neerwaartse krachten op het object gelijk zijn. Wanneer het object naar zoet water wordt verplaatst, zal het gewicht van het verplaatste water afnemen en zal de neerwaartse kracht op het object groter zijn dan de opwaartse kracht. Het object zal in zoet water een negatief drijfvermogen hebben.
Een object dat een negatief of positief drijfvermogen heeft in zout water, zal een negatiever drijfvermogen krijgen wanneer het in zoet water wordt geplaatst, maar we kunnen niet voorspellen of het zal zinken of drijven zonder meer informatie. Een object zal in zoet water een zwakkere opwaartse kracht ervaren dan in zout water en zal in zoet water minder drijvend zijn. Om te bepalen of het object zal zinken of drijven, is het echter noodzakelijk om het exacte gewicht van het object en het exacte gewicht van het water dat het verplaatst te kennen.
Een object dat een negatief of positief drijfvermogen heeft in zoet water, zal positiever drijven wanneer het in zout water wordt geplaatst, maar we kunnen niet voorspellen of hetzal zinken of drijven zonder meer informatie. Een object zal een sterkere opwaartse kracht ervaren in zout water dan in zoet water, en zal meer drijfvermogen hebben in zout water. Om te bepalen of het object zal zinken of drijven, is het echter noodzakelijk om het exacte gewicht van het object en het exacte gewicht van het water dat het verplaatst te kennen.

Een duiker wegen

Het is duidelijk dat een duiker in zout water een positiever drijfvermogen zal hebben dan in zoet water, en dat hij zijn gewicht dienovereenkomstig zal moeten aanpassen. De duiker zal in zout water meer gewicht moeten dragen dan in zoet water. De hoeveelheid gewicht die de duiker moet dragen, hangt af van verschillende factoren, waaronder zijn lichaamsmassa, zijn blootstellingsbescherming, het type tank dat hij draagt en zijn duikuitrusting.

De loodgordel van een duiker is slechts een klein percentage van zijn totale gewicht; zijn lichaamsgewicht, tank en duikuitrusting dragen ook bij aan zijn gewicht en de neerwaartse kracht op zijn lichaam. Duikers wisselen vaak van wetsuit (of droogpak) en andere uitrusting wanneer ze van duiklocatie wisselen, en de opwaartse kracht op de duiker kan variëren afhankelijk van deze factoren, evenals volgens het type water.

Het is onmogelijk om de noodzakelijke gewichtsverandering voor een individuele duiker te voorspellen zonder zijn waterverplaatsing, totale gewicht en het zoutgeh alte van het water waarin hij zal duiken te kennen. De gemakkelijkste manier voor een duiker om het juiste gewicht te bepalen, is door voer een drijfvermogentest uit wanneer hij wisselt tussen zoet en zout water, en wanneer hij een deel van zijn duikuitrusting verwisselt. Echter, gegevendat alle factoren hetzelfde blijven, behalve het watertype, kan een duiker zijn gewicht bijna verdubbelen wanneer hij van zoet naar zout water gaat of het halveren wanneer hij overgaat van zout naar zoet water.

Aanvullende overwegingen

Om de zaken nog ingewikkelder te maken, varieert het zoutgeh alte van zout water over de hele wereld. Sommige wateren kunnen zouter zijn dan andere. Natuurlijk zal een duiker positiever drijven in zouter water. Het gemiddelde gewicht van een kubieke voet zout water is 64,1 lbs, maar in de Dode Zee weegt een kubieke voet water ongeveer 77,3 lbs! Een duiker zou aanzienlijk meer drijfvermogen hebben in de Dode Zee.

Temperatuur heeft ook invloed op de dichtheid van water. Koud water is dichter dan warm water. Water bereikt zijn maximale dichtheid bij ongeveer 39,2° F, en een duiker die zich in zeer koud water waagt, merkt misschien dat hij een wat negatiever drijfvermogen heeft dan in warmer water.

Veel duikplekken vereisen dat een duiker door lagen met verschillende watertemperaturen (thermoclines) of lagen met verschillende saliniteiten (haloclines) gaat. Een duiker die tussen deze lagen beweegt, zal veranderingen in zijn drijfvermogen opmerken.

Objecten (zoals duikers) hebben meer drijfvermogen in zout water dan in zoet water. Om het drijfvermogen van een duiker te voorspellen, moet hij zijn totale gewicht kennen, inclusief uitrusting, en het gewicht van het water dat hij verplaatst. Het is veel gemakkelijker om voor een duik een controle op het drijfvermogen uit te voeren dan te proberen wiskundig te bepalen hoeveel gewicht een duiker moet dragen. Bovendien moeten duikers die aluminium tanks gebruiken zichzelf wegen om dedrijfvermogen van de tank tijdens een duik; een aluminium tank zal positiever drijven als deze wordt geleegd.