Galleggiabilità in acqua salata vs acqua dolce per le immersioni subacquee

2024 Autore: Cyrus Reynolds | [email protected]. Ultima modifica: 2024-02-08 07:45

Un oggetto è più galleggiante in acqua salata che in acqua dolce, ma perché? La galleggiabilità di un oggetto è determinata da due forze:

• La forza verso il basso: uguale al peso dell'oggetto
• La forza verso l' alto: uguale al peso dell'acqua che l'oggetto sposta (questo è noto come Principio di Archimede)

Le forze ascendenti e discendenti lavorano in opposizione l'una all' altra. Come risultato di queste forze, l'oggetto galleggerà, affonderà o rimarrà sospeso nell'acqua. La galleggiabilità dell'oggetto può essere descritta in uno dei tre modi seguenti:

• Negativamente galleggiante: Il peso dell'oggetto è maggiore del peso dell'acqua che sposta. L'oggetto affonderà.
• Positivamente galleggiante: Il peso dell'oggetto è inferiore al peso dell'acqua che sposta. L'oggetto galleggerà.
• Neutrally Galleggianti: Il peso dell'oggetto è esattamente uguale al peso dell'acqua che sposta. L'oggetto rimarrà sospeso a mezz'acqua e non galleggerà né affonderà.

L'acqua salata pesa più dell'acqua dolce

Un piede cubo di acqua salata pesa (in media) 64,1 libbre, mentre un piede cubo di acqua dolce pesa solo 62,4 libbre. Il motivo della differenza di peso è che l'acqua salata contiene sale disciolto.

La dissoluzione del sale nell'acqua aumenta la densità dell'acqua, o massa per unità di volume. Quando il sale viene aggiunto all'acqua, reagisce con le molecole d'acqua, formando un legame polare con l'acqua che riorganizza il sale e le molecole d'acqua con un effetto insolito:

Un pollice cubo di sale aggiunto a un volume d'acqua non aumenterà il volume dell'acqua di un pollice cubo. Una spiegazione semplicistica è che le molecole d'acqua si avvolgono strettamente attorno alle molecole di sale, stringendosi più vicine di quanto non facciano quando il sale non è presente. Quando si aggiunge un pollice cubo di sale a un volume d'acqua, il volume dell'acqua aumenta di meno di un pollice cubo.

Un piede cubo di acqua salata contiene più molecole di un piede cubo di acqua dolce e, quindi, pesa di più.

Ricordiamo che il Principio di Archimede afferma che la forza verso l' alto su un oggetto sommerso è uguale al peso dell'acqua che sposta. L'acqua salata pesa più dell'acqua dolce, quindi esercita una forza maggiore verso l' alto su un oggetto sommerso. Un oggetto che sposta un piede cubo di acqua dolce sperimenterà una forza verso l' alto di 62,4 libbre, mentre lo stesso oggetto in acqua salata sperimenterà una forza verso l' alto di 64,1 libbre.

Cambiare tra acqua dolce e acqua salata

A questo punto, è possibile fare alcune previsioni generali sulla galleggiabilità di un oggetto (o di un subacqueo) quando viene spostato dall'acqua dolce a quella salata e viceversa. Considera i seguenti casi:

• Un oggetto che galleggia in modo neutro inl'acqua dolce galleggerà quando viene messa in acqua salata. In acqua dolce, il peso dell'oggetto è esattamente uguale al peso dell'acqua che sposta e le forze verso il basso e verso l' alto sull'oggetto sono uguali. Quando l'oggetto viene spostato in acqua salata, il peso dell'acqua che sposta aumenterà e la forza verso l' alto sarà maggiore della forza verso il basso. L'oggetto sarà positivamente galleggiante in acqua salata.
• Un oggetto che galleggia in modo neutro in acqua salata affonderà quando viene posto in acqua dolce. In acqua salata, il peso dell'oggetto è esattamente uguale al peso dell'acqua che si sposta e le forze verso l' alto e verso il basso sull'oggetto sono uguali. Quando l'oggetto viene spostato in acqua dolce, il peso dell'acqua che sposta diminuisce e la forza verso il basso sull'oggetto sarà maggiore della forza verso l' alto. L'oggetto galleggia negativamente in acqua dolce.
• Un oggetto che galleggia in modo negativo o positivo in acqua salata diventerà più galleggiante se posizionato in acqua dolce, ma non possiamo prevedere se affonderà o galleggerà senza ulteriori informazioni. Un oggetto subirà una forza verso l' alto più debole in acqua dolce rispetto a quella salata e sarà meno galleggiante in acqua dolce. Tuttavia, per determinare se l'oggetto affonderà o galleggerà, è necessario conoscere il peso esatto dell'oggetto e il peso esatto dell'acqua che sposta.
• Un oggetto che galleggia negativamente o positivamente in acqua dolce diventerà più positivo quando viene posto in acqua salata, ma non possiamo prevedere seaffonderà o galleggerà senza ulteriori informazioni. Un oggetto sperimenterà una forza verso l' alto più forte in acqua salata che in acqua dolce, e sarà più galleggiante in acqua salata. Tuttavia, per determinare se l'oggetto affonderà o galleggerà, è necessario conoscere il peso esatto dell'oggetto e il peso esatto dell'acqua che sposta.

Ponderazione di un subacqueo

È chiaro che un subacqueo sarà più positivo in acqua salata che in acqua dolce e dovrà regolare i suoi pesi di conseguenza. Il subacqueo dovrà portare più peso in acqua salata di quanto dovrà trasportare in acqua dolce. La quantità di peso che il subacqueo deve trasportare dipenderà da una varietà di fattori, tra cui la sua massa corporea, la sua protezione dall'esposizione, il tipo di bombola che trasporta e la sua attrezzatura subacquea.

La cintura zavorra di un subacqueo è solo una piccola percentuale del suo peso totale; anche il suo peso corporeo, la bombola e l'attrezzatura da immersione contribuiscono al suo peso e alla forza verso il basso sul suo corpo. I subacquei spesso cambiano mute (o mute stagne) e altri attrezzi quando cambiano posizione di immersione e la forza verso l' alto sul subacqueo può variare in base a questi fattori, nonché in base al tipo di acqua.

È impossibile prevedere la variazione di peso necessaria per un singolo subacqueo senza conoscere lo spostamento dell'acqua, il peso totale e la salinità dell'acqua in cui si immergerà. Il modo più semplice per un subacqueo di determinare il corretto peso è quello di eseguire un test di galleggiamento ogni volta che si passa dall'acqua dolce a quella salata e ogni volta che cambia un pezzo della sua attrezzatura subacquea. Tuttavia, datoche tutti i fattori rimangono gli stessi ad eccezione del tipo di acqua, un subacqueo potrebbe dover quasi raddoppiare il suo peso quando si sposta dall'acqua dolce a quella salata o dimezzarlo quando passa dall'acqua salata a quella dolce.

Considerazioni aggiuntive

A complicare le cose, la salinità dell'acqua salata varia in tutto il mondo. Alcuni specchi d'acqua possono essere più salati di altri. Naturalmente, un subacqueo sarà più positivo in acqua più salata. Il peso medio di un piede cubo di acqua salata è di 64,1 libbre, ma nel Mar Morto, un piede cubo d'acqua pesa circa 77,3 libbre! Un subacqueo sarebbe molto più dinamico nel Mar Morto.

La temperatura influisce anche sulla densità dell'acqua. L'acqua fredda è più densa dell'acqua calda. L'acqua raggiunge la sua densità massima a circa 39,2° F, e un subacqueo che si avventura in acque molto fredde può notare che è un po' più dinamico in negativo che in acque più calde.

Molti siti di immersione richiedono che un subacqueo si muova attraverso strati di diverse temperature dell'acqua (termocline) o strati di diversa salinità (alocline). Un subacqueo che si muove tra questi strati noterà dei cambiamenti nel suo assetto.

Gli oggetti (come i subacquei) saranno più galleggianti in acqua salata che in acqua dolce. Per prevedere la galleggiabilità di un subacqueo è necessario conoscere il suo peso totale, inclusa l'attrezzatura, nonché il peso dell'acqua che sposta. È molto più facile eseguire un controllo dell'assetto prima di un'immersione che tentare di determinare matematicamente la quantità di peso che un subacqueo dovrebbe trasportare. Inoltre, i subacquei che utilizzano bombole in alluminio dovranno pesarsi per compensare ilcambio di assetto della bombola durante un'immersione; un serbatoio di alluminio diventerà più positivo man mano che viene svuotato.