Uzgoj u slanoj vodi u odnosu na slatku vodu za ronjenje

2024 Autor: Cyrus Reynolds | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-02-08 04:53

Predmet je plutajući u slanoj vodi nego u slatkoj vodi, ali zašto? Uzgon objekta određuju dvije sile:

• Sila prema dolje: jednaka težini predmeta
• Sila prema gore: jednaka težini vode koju predmet istiskuje (ovo je poznato kao Arhimedov princip)

Sile prema gore i prema dolje rade u suprotnosti jedna s drugom. Kao rezultat tih sila, objekt će plutati, potonuti ili ostati u vodi. Uzgon objekta može se opisati na jedan od tri načina:

• Negativno pluta: Težina objekta je veća od težine vode koju istiskuje. Objekt će potonuti.
• Pozitivno pluta: Težina objekta je manja od težine vode koju istiskuje. Objekt će plutati.
• Neutralno pluta: Težina objekta je točno jednaka težini vode koju istiskuje. Objekt će ostati visi u vodi i neće plutati niti potonuti.

Slana voda teži više od slatke vode

Kubična stopa slane vode teži (u prosjeku) 64,1 lbs, dok kubična stopa slatke vode teži samo 62,4 lbs. Razlog zarazlika u težini je u tome što slana voda ima otopljenu sol.

Otapanje soli u vodi povećava gustoću vode, odnosno masu po jedinici volumena. Kada se sol doda vodi, ona reagira s molekulama vode, tvoreći polarnu vezu s vodom koja preuređuje molekule soli i vode s neobičnim učinkom:

Kubični inč soli dodan u volumen vode neće povećati volumen vode za kubični inč. Pojednostavljeno objašnjenje je da se molekule vode čvrsto zbijaju oko molekula soli – stišćući se bliže jedna uz drugu nego kada sol nije prisutna. Kada se volumenu vode doda kubični inč soli, volumen vode se povećava za manje od kubičnog inča.

Kubična stopa slane vode sadrži više molekula nego kubična stopa slatke vode i stoga teži više.

Podsjetimo da Arhimedov princip kaže da je sila prema gore na potopljeni objekt jednaka težini vode koju istisne. Slana voda teži više od slatke vode, pa djeluje veću silu prema gore na potopljeni predmet. Predmet koji pomiče kubičnu stopu slatke vode doživjet će uzlaznu silu od 62,4 lbs, dok će isti predmet u slanoj vodi doživjeti silu od 64,1 lbs.

Promjena između slatke i slane vode

U ovom trenutku moguće je napraviti neka opća predviđanja o uzgonu objekta (ili ronioca) kada se premjesti iz slatke u slanu vodu i obrnuto. Razmotrite sljedeće slučajeve:

• Predmet koji neutralno pluta uslatka voda će plutati kada se stavi u slanu vodu. U slatkoj vodi, težina predmeta je točno jednaka težini vode koju istiskuje, a sila prema dolje i prema gore na objektu su jednake. Kada se predmet premjesti u slanu vodu, težina vode koju istiskuje će se povećati i sila prema gore bit će veća od sile prema dolje. Objekt će pozitivno plutati u slanoj vodi.
• Predmet koji neutralno pluta u slanoj vodi će potonuti kada se stavi u slatku vodu. U slanoj vodi, težina predmeta je točno jednaka težini vode da se pomiče, a sile prema gore i prema dolje na predmet su jednake. Kada se predmet premjesti u slatku vodu, težina vode koju istiskuje će se smanjiti, a sila prema dolje na objektu bit će veća od sile prema gore. Objekt će negativno plutati u slatkoj vodi.
• Predmet koji negativno ili pozitivno pluta u slanoj vodi postat će negativniji plutajući kada se stavi u slatku vodu - ali ne možemo predvidjeti hoće li potonuti ili plutati bez više informacija. Predmet će doživjeti slabiju silu prema gore u slatkoj vodi nego u slanoj vodi i bit će manje plutajući u slatkoj vodi. Međutim, da bi se utvrdilo hoće li predmet potonuti ili plutati, potrebno je znati točnu težinu predmeta i točnu težinu vode koju istiskuje.
• Predmet koji negativno ili pozitivno pluta u slatkoj vodi postat će pozitivnije plutajući kada se stavi u slanu vodu - ali ne možemo predvidjeti hoće liće potonuti ili plutati bez više informacija. Objekt će doživjeti jaču silu prema gore u slanoj vodi nego u slatkoj vodi, a u slanoj vodi bit će plovniji. Međutim, da bi se utvrdilo hoće li predmet potonuti ili plutati, potrebno je znati točnu težinu predmeta i točnu težinu vode koju istiskuje.

Utezanje ronioca

Jasno je da će ronilac bolje plutati u slanoj vodi nego u slatkoj vodi, te će u skladu s tim morati prilagoditi svoju težinu. Ronilac će morati nositi više težine u slanoj vodi nego što će morati nositi u slatkoj vodi. Količina težine koju ronilac mora nositi ovisit će o različitim čimbenicima, uključujući njegovu tjelesnu masu, njegovu zaštitu od izloženosti, vrstu spremnika koji nosi i njegovu ronilačku opremu.

Pojas s utezima ronioca je samo mali postotak njegove ukupne težine; njegova tjelesna težina, spremnik i ronilačka oprema također doprinose njegovoj težini i sili prema dolje na njegovom tijelu. Ronioci često mijenjaju mokra odijela (ili suha odijela) i drugu opremu kada mijenjaju mjesto zarona, a sila prema gore na ronioca može varirati ovisno o tim čimbenicima, kao i prema vrsti vode.

Nemoguće je predvidjeti potrebnu promjenu težine za pojedinog ronioca bez poznavanja njegove zapremine vode, ukupne težine i saliniteta vode u koju će zaroniti. Najlakši način da ronilac odredi ispravnu težinu je da provesti test uzgona kad god prelazi između slatke i slane vode i kad god promijeni dio svoje ronilačke opreme. Međutim, s obziromda svi čimbenici ostaju isti osim vrste vode, ronilac će možda morati gotovo udvostručiti svoju težinu kada prelazi iz slatke u slanu vodu ili je prepoloviti kada prelazi iz slane u slatku vodu.

Dodatna razmatranja

Da stvar bude kompliciranija, slanost slane vode varira diljem svijeta. Neke vodene površine mogu biti slanije od drugih. Naravno, ronilac će bolje plutati u slanijoj vodi. Prosječna težina kubične stope slane vode je 64,1 lbs, ali u Mrtvom moru, kubična stopa vode teži oko 77,3 lbs! Ronilac bi bio znatno plovniji u Mrtvom moru.

Temperatura također utječe na gustoću vode. Hladna voda je gušća od tople vode. Voda doseže svoju maksimalnu gustoću na oko 39,2° F, a ronilac koji se upusti u vrlo hladnu vodu može primijetiti da je nešto negativnije plutajući nego u toplijoj vodi.

Mnoga mjesta za ronjenje zahtijevaju od ronioca da se kreće kroz slojeve različitih temperatura vode (termokline) ili slojeve različitog saliniteta (halokline). Ronilac koji se kreće između ovih slojeva primijetit će promjene u svojoj plovnosti.

Objekti (kao što su ronioci) će biti plovniji u slanoj vodi nego u slatkoj vodi. Predviđanje uzgona ronioca zahtijeva poznavanje njegove ukupne težine, uključujući opremu, kao i težine vode koju istiskuje. Mnogo je lakše izvršiti provjeru uzgona prije ronjenja nego pokušati matematički odrediti količinu težine koju ronilac treba nositi. Osim toga, ronioci koji koriste aluminijske spremnike morat će se utegnuti kako bi nadoknadilipromjena uzgona spremnika tijekom ronjenja; aluminijski spremnik će postati pozitivniji kako se isprazni.