Opdrift i s altvand vs ferskvand til dykning

2024 Forfatter: Cyrus Reynolds | [email protected]. Sidst ændret: 2024-02-07 14:01

En genstand er mere flydende i s altvand end i ferskvand, men hvorfor? En genstands opdrift bestemmes af to kræfter:

• Den nedadgående kraft: lig med vægten af objektet
• Den opadgående kraft: lig med vægten af det vand, som objektet forskyder (dette er kendt som Arkimedes' princip)

De opadgående og nedadgående kræfter arbejder i modsætning til hinanden. Som et resultat af disse kræfter vil objektet enten flyde, synke eller forblive suspenderet i vandet. Objektets opdrift kan beskrives på en af tre måder:

• Negativt flydende: Vægten af objektet er større end vægten af det vand, det fortrænger. Objektet vil synke.
• Positivt flydende: Vægten af objektet er mindre end vægten af det vand, det fortrænger. Objektet vil flyde.
• Neutrally Booyant: Vægten af objektet er nøjagtigt lig med vægten af det vand, det fortrænger. Objektet forbliver suspenderet midt i vandet og vil hverken flyde eller synke.

S altvand vejer mere end ferskvand

En kubikfod s altvand vejer (i gennemsnit) 64,1 lbs, mens en kubikfod ferskvand kun vejer 62,4 lbs. Årsagen tilforskellen i vægt er, at s altvand har s alt opløst i sig.

Opløsning af s alt i vand øger vandets densitet eller masse pr. volumenenhed. Når s alt tilsættes vand, reagerer det med vandmolekylerne og danner en polær binding med vandet, der omarrangerer s alt- og vandmolekylerne med en usædvanlig effekt:

En kubiktomme s alt tilføjet til en mængde vand vil ikke øge mængden af vand med en kubiktomme. En forenklet forklaring er, at vandmolekylerne pakker sig tæt omkring s altmolekylerne - de klemmer tættere sammen, end de gør, når s altet ikke er til stede. Når en kubiktomme s alt tilsættes til et volumen vand, øges vandvolumenet med mindre end en kubiktomme.

En kubikfod s altvand har flere molekyler end en kubikfod ferskvand og vejer derfor mere.

Husk på, at Arkimedes' princip siger, at den opadgående kraft på en nedsænket genstand er lig med vægten af det vand, som den fortrænger. S altvand vejer mere end ferskvand, så det udøver en større opadgående kraft på en nedsænket genstand. En genstand, der forskyder en kubikfod ferskvand, vil opleve en opadgående kraft på 62,4 lbs, hvorimod den samme genstand i s altvand vil opleve en opadgående kraft på 64,1 lbs.

skifte mellem ferskvand og s altvand

På dette tidspunkt er det muligt at lave nogle generelle forudsigelser om et objekts (eller en dykkers) opdrift, når det flyttes fra ferskvand til s altvand og omvendt. Overvej følgende tilfælde:

• En genstand, der er neutr alt flydende iferskvand vil flyde, når det placeres i s altvand. I ferskvand er vægten af objektet nøjagtigt lig med vægten af det vand, det fortrænger, og de nedadgående og opadgående kræfter på objektet er lige store. Når objektet flyttes til s altvand, vil vægten af det vand, det fortrænger, stige, og den opadgående kraft vil være større end den nedadgående kraft. Objektet vil være positivt flydende i s altvand.
• En genstand, der er neutr alt flydende i s altvand, vil synke, når den placeres i ferskvand. I s altvand er genstandens vægt nøjagtigt lig med vandets vægt at den forskyder sig, og de opadgående og nedadgående kræfter på objektet er lige store. Når genstanden flyttes til ferskvand, vil vægten af det vand, den fortrænger, falde, og den nedadgående kraft på genstanden vil være større end den opadgående kraft. Objektet vil være negativt flydende i ferskvand.
• Et objekt, der er negativt eller positivt flydende i s altvand, vil blive mere negativt flydende, når det placeres i ferskvand - men vi kan ikke forudsige, om det vil synke eller flyde uden yderligere information. Et objekt vil opleve en svagere opadgående kraft i ferskvand end i s altvand og vil være mindre flydende i ferskvand. Men for at afgøre, om objektet vil synke eller flyde, er det nødvendigt at kende den nøjagtige vægt af genstanden og den nøjagtige vægt af det vand, den fortrænger.
• En genstand, der er negativt eller positivt flydende i ferskvand, vil blive mere positivt flydende, når den placeres i s altvand - men vi kan ikke forudsige, om detvil synke eller flyde uden mere information. Et objekt vil opleve en stærkere opadgående kraft i s altvand end i ferskvand, og vil være mere flydende i s altvand. Men for at afgøre, om objektet vil synke eller flyde, er det nødvendigt at kende den nøjagtige vægt af genstanden og den nøjagtige vægt af det vand, den fortrænger.

Vægtning af en dykker

Det er klart, at en dykker vil være mere positivt flydende i s altvand, end han vil være i ferskvand, og bliver nødt til at justere sine vægte i overensstemmelse hermed. Dykkeren skal bære mere vægt i s altvand, end han skal bære i ferskvand. Mængden af vægt, som dykkeren skal bære, vil afhænge af en række faktorer, herunder hans kropsmasse, hans eksponeringsbeskyttelse, typen af tank, han bærer, og hans dykkerudstyr.

En dykkers vægtbælte er kun en lille procentdel af hans samlede vægt; hans kropsvægt, tank og dykkerudstyr bidrager også til hans vægt og den nedadgående kraft på hans krop. Dykkere skifter ofte våddragter (eller tørdragter) og andet udstyr, når de skifter dykkersted, og den opadgående kraft på dykkeren kan variere afhængigt af disse faktorer, såvel som afhængigt af vandtypen.

Det er umuligt at forudsige den nødvendige vægtændring for en individuel dykker uden at kende hans vandforskydning, samlede vægt og s altholdigheden af det vand, han vil dykke i. Den nemmeste måde for en dykker at bestemme korrekt vægtning er at udføre en opdriftstest, når han skifter mellem fersk- og s altvand, og hver gang han skifter et stykke af sit dykkerudstyr. Dog givetat alle faktorer forbliver de samme med undtagelse af vandtypen, kan en dykker være nødt til næsten at fordoble sin vægt, når han flytter fra ferskvand til s altvand, eller halvere den, når den skifter fra s alt til ferskvand.

Yderligere overvejelser

For at gøre tingene mere komplicerede varierer s altvandets s altholdighed rundt om i verden. Nogle vandområder kan være s altere end andre. Selvfølgelig vil en dykker være mere positivt flydende i s altere vand. Den gennemsnitlige vægt af en kubikfod s altvand er 64,1 lbs, men i Det Døde Hav vejer en kubikfod vand omkring 77,3 lbs! En dykker ville være væsentligt mere flydende i Det Døde Hav.

Temperaturen påvirker også vandets tæthed. Koldt vand er tættere end varmt vand. Vand når sin maksimale tæthed ved omkring 39,2° F, og en dykker, der begiver sig ud i meget koldt vand, vil måske bemærke, at han er en smule mere negativt flydende end i varmere vand.

Mange dykkersteder kræver, at en dykker bevæger sig gennem lag med forskellige vandtemperaturer (termokliner) eller lag med forskellig s altholdighed (halokliner). En dykker, der bevæger sig mellem disse lag, vil bemærke ændringer i sin opdrift.

Objekter (såsom dykkere) vil være mere flydende i s altvand end i ferskvand. At forudsige en dykkers opdrift kræver at kende hans samlede vægt, inklusive gear, samt vægten af det vand, han fortrænger. Det er meget lettere at udføre et opdriftstjek før et dyk end at forsøge matematisk at bestemme den vægt, en dykker skal bære. Derudover skal dykkere, der bruger aluminiumstanke, vægte sig selv for at udligneopdriftsændring af tanken under et dyk; en aluminiumstank vil blive mere positivt flydende, når den tømmes.