Ein Objekt ist im Salzwasser schwimmfähiger als im Süßwasser, aber warum? Der Auftrieb eines Objekts wird durch zwei Kräfte bestimmt:

• Die nach unten gerichtete Kraft entspricht dem Gewicht des Objekts
• Die aufwärts gerichtete Kraft: gleich dem Gewicht des Wassers, das das Objekt verdrängt (bekannt als Archimedes-Prinzip)

Die aufwärts und abwärts gerichteten Kräfte wirken einander entgegen. Infolge dieser Kräfte schwimmt das Objekt entweder, sinkt oder bleibt im Wasser hängen. Der Auftrieb des Objekts kann auf drei Arten beschrieben werden:

• Negativ schwimmfähig: Das Gewicht des Objekts ist größer als das Gewicht des Wassers, das es verdrängt. Das Objekt wird sinken.
• Positiv schwimmfähig: Das Gewicht des Objekts ist geringer als das Gewicht des Wassers, das es verdrängt. Das Objekt wird schweben.
• Neutral schwimmfähig: Das Gewicht des Objekts entspricht genau dem Gewicht des Wassers, das es verdrängt. Das Objekt bleibt mitten im Wasser hängen und schwimmt oder sinkt nicht.

Salzwasser wiegt mehr als frisches Wasser

Ein Kubikfuß Salzwasser wiegt durchschnittlich 64, 1 lbs, während ein Kubikfuß Süßwasser nur 62, 4 lbs wiegt. Der Grund für die Gewichtsdifferenz ist, dass Salzwasser Salz darin gelöst hat.

Das Lösen von Salz in Wasser erhöht die Dichte oder Masse des Wassers pro Volumeneinheit. Wenn dem Wasser Salz zugesetzt wird, reagiert es mit den Wassermolekülen und bildet eine polare Bindung mit dem Wasser, die das Salz und die Wassermoleküle mit einem ungewöhnlichen Effekt umlagert:

Ein Kubikzoll Salz, das einem Wasservolumen zugesetzt wird, erhöht das Wasservolumen nicht um einen Kubikzoll. Eine vereinfachende Erklärung ist, dass sich die Wassermoleküle eng um die Salzmoleküle schmiegen - enger zusammengedrückt als wenn das Salz nicht vorhanden ist. Wenn einem Wasservolumen ein Kubikzoll Salz zugesetzt wird, erhöht sich das Wasservolumen um weniger als ein Kubikzoll.

Ein Kubikfuß Salzwasser enthält mehr Moleküle als ein Kubikfuß Süßwasser und wiegt daher mehr.

Denken Sie daran, dass das Archimedes-Prinzip besagt, dass die aufwärts gerichtete Kraft auf ein untergetauchtes Objekt dem Gewicht des Wassers entspricht, das es verdrängt. Salzwasser wiegt mehr als Süßwasser und übt daher eine größere Aufwärtskraft auf ein eingetauchtes Objekt aus. Ein Objekt, das einen Kubikfuß Süßwasser verdrängt, erfährt eine Aufwärtskraft von 62, 4 lbs, wohingegen dasselbe Objekt in Salzwasser eine Aufwärtskraft von 64, 1 lbs erfährt.

Wechsel zwischen Süßwasser und Salzwasser

An diesem Punkt ist es möglich, allgemeine Vorhersagen über den Auftrieb eines Objekts (oder eines Tauchers) zu treffen, wenn dieser von Süß- auf Salzwasser und umgekehrt verschoben wird. Betrachten Sie die folgenden Fälle:

• Ein in Süßwasser neutral schwimmender Gegenstand schwimmt, wenn er in Salzwasser gelegt wird. In Süßwasser ist das Gewicht des Objekts genau gleich dem Gewicht des Wassers, das es verdrängt, und die auf das Objekt einwirkenden Kräfte nach unten und oben sind gleich. Wenn das Objekt zu Salzwasser bewegt wird, erhöht sich das Gewicht des Wassers, das es verdrängt, und die Aufwärtskraft ist größer als die Abwärtskraft. Das Objekt ist in Salzwasser positiv schwimmfähig.
• Ein Gegenstand, der in Salzwasser neutral schwimmt, sinkt, wenn er in frisches Wasser getaucht wird. In Salzwasser ist das Gewicht des Objekts genau gleich dem Gewicht des Wassers, das es verdrängt, und die Aufwärts- und Abwärtskräfte auf das Objekt sind gleich. Wenn das Objekt zu frischem Wasser bewegt wird, verringert sich das Gewicht des Wassers, das es verdrängt, und die nach unten gerichtete Kraft auf das Objekt ist größer als die nach oben gerichtete Kraft. Das Objekt ist in Süßwasser negativ schwimmfähig.
• Ein Objekt, das im Salzwasser negativ oder positiv schwimmt, wird im Süßwasser negativer schwimmen - wir können jedoch nicht vorhersagen, ob es ohne weitere Informationen sinkt oder schwimmt. Ein Objekt erfährt im Süßwasser eine schwächere Aufwärtskraft als im Salzwasser und ist im Süßwasser weniger schwimmfähig. Um jedoch zu bestimmen, ob das Objekt sinkt oder schwimmt, müssen das genaue Gewicht des Objekts und das genaue Gewicht des Wassers, das es verdrängt, bekannt sein.

• Ein Objekt, das im Süßwasser negativ oder positiv schwimmt, wird im Salzwasser positiver schwimmen. Wir können jedoch nicht vorhersagen, ob es ohne weitere Informationen sinkt oder schwimmt. Ein Objekt erfährt im Salzwasser eine stärkere Aufwärtskraft als im Süßwasser und ist im Salzwasser schwimmfähiger. Um jedoch zu bestimmen, ob das Objekt sinkt oder schwimmt, müssen das genaue Gewicht des Objekts und das genaue Gewicht des Wassers, das es verdrängt, bekannt sein.

Wiegen eines Tauchers

Es ist klar, dass ein Taucher im Salzwasser positiver schwimmt als im Süßwasser und sein Gewicht entsprechend anpassen muss. Der Taucher muss mehr Gewicht im Salzwasser tragen als im Süßwasser. Die Menge an Gewicht, die der Taucher tragen muss, hängt von einer Vielzahl von Faktoren ab, einschließlich seiner Körpermasse, seines Expositionsschutzes, der Art des Tanks, den er trägt, und seiner Tauchausrüstung.

Der Gewichtsgürtel eines Tauchers macht nur einen kleinen Prozentsatz seines Gesamtgewichts aus. Sein Körpergewicht, sein Tank und seine Tauchausrüstung tragen ebenfalls zu seinem Gewicht und der Abwärtskraft auf seinen Körper bei. Taucher wechseln häufig Neoprenanzüge (oder Trockentauchanzüge) und andere Ausrüstung, wenn sie den Tauchplatz wechseln. Die aufwärts gerichtete Kraft auf den Taucher hängt von diesen Faktoren sowie von der Art des Wassers ab.

Es ist unmöglich, die erforderliche Gewichtsänderung für einen einzelnen Taucher vorherzusagen, ohne seine Wasserverdrängung, sein Gesamtgewicht und den Salzgehalt des Wassers, in das er eintauchen wird, zu kennen. Die einfachste Möglichkeit für einen Taucher, die richtige Gewichtung zu bestimmen, besteht darin, wann immer ein Auftriebstest durchzuführen Wechseln zwischen Süß- und Salzwasser, und wann immer er ein Stück seiner Tauchausrüstung wechselt. Da jedoch alle Faktoren mit Ausnahme des Wassertyps gleich bleiben, muss ein Taucher möglicherweise sein Gewicht fast verdoppeln, wenn er von Süßwasser zu Salzwasser wechselt, oder es halbieren, wenn er von Salzwasser zu Süßwasser wechselt.

Weitere Überlegungen

Um die Sache noch komplizierter zu machen, variiert der Salzgehalt von Salzwasser auf der ganzen Welt. Einige Gewässer können salziger sein als andere. Natürlich ist ein Taucher in salzigeren Gewässern positiver. Das durchschnittliche Gewicht eines Kubikfußes Salzwasser beträgt £ 64, 1, aber im Toten Meer wiegt ein Kubikfuß Wasser ungefähr £ 77, 3! Ein Taucher wäre im Toten Meer deutlich lebhafter.

Die Temperatur beeinflusst auch die Dichte des Wassers. Kaltes Wasser ist dichter als warmes Wasser. Wasser erreicht seine maximale Dichte bei etwa 100 ° C, und ein Taucher, der sich in sehr kaltes Wasser wagt, kann feststellen, dass er etwas schwimmfähiger ist als in wärmerem Wasser.

Bei vielen Tauchplätzen muss sich ein Taucher durch Schichten mit unterschiedlichen Wassertemperaturen (Thermokline) oder Schichten mit unterschiedlichen Salzgehalten (Halokline) bewegen. Ein Taucher, der sich zwischen diesen Schichten bewegt, wird Veränderungen in seinem Auftrieb bemerken.

Gegenstände (wie Taucher) sind in Salzwasser schwimmfähiger als in Süßwasser. Um den Auftrieb eines Tauchers vorauszusagen, muss sein Gesamtgewicht einschließlich Ausrüstung sowie das Gewicht des Wassers, das er verdrängt, bekannt sein. Es ist viel einfacher, vor einem Tauchgang eine Auftriebskontrolle durchzuführen, als mathematisch die Gewichtsmenge zu bestimmen, die ein Taucher tragen sollte. Außerdem müssen sich Taucher, die Aluminiumtanks verwenden, beschweren, um die Auftriebsänderung des Tanks während eines Tauchgangs auszugleichen. Ein Aluminiumtank wird beim Entleeren positiver schwimmen.