วัตถุลอยตัวในน้ำเกลือได้มากกว่าวัตถุในน้ำจืด แต่ทำไม? การลอยตัวของวัตถุถูกกำหนดโดยแรงสองแรง:

• แรงเคลื่อนลง: เท่ากับน้ำหนักของวัตถุ
• แรงขึ้น: เท่ากับน้ำหนักของน้ำที่วัตถุเคลื่อนที่ (ซึ่งเรียกว่าหลักการของอาร์คิมีดีส)

กองกำลังขึ้นและลงทำงานขัดแย้งกัน ผลที่ตามมาของแรงเหล่านี้วัตถุจะลอยจมหรือลอยอยู่ในน้ำ ทุ่นลอยน้ำของวัตถุอาจอธิบายได้ด้วยหนึ่งในสามวิธี:

• การลอยตัวในทางลบ: น้ำหนักของวัตถุมากกว่าน้ำหนักของน้ำ วัตถุจะจม
• การลอยตัวในทางบวก: น้ำหนักของวัตถุน้อยกว่าน้ำหนักของน้ำ วัตถุจะลอย
• ลอยตัวเป็นกลาง: น้ำหนักของวัตถุเท่ากับน้ำหนักของน้ำที่มันเคลื่อนที่ วัตถุจะยังคงลอยอยู่กลางน้ำและจะไม่ลอยหรือจม

น้ำเกลือมีน้ำหนักมากกว่าน้ำจืด

น้ำเกลือหนึ่งลูกบาศก์ฟุตมีน้ำหนัก (โดยเฉลี่ย) 64.1 ปอนด์ในขณะที่น้ำจืดหนึ่งลูกบาศก์ฟุตมีน้ำหนักเพียง 62.4 ปอนด์ เหตุผลที่ทำให้น้ำหนักแตกต่างกันคือน้ำเกลือมีเกลือละลายอยู่ในนั้น

การละลายเกลือในน้ำเพิ่มความหนาแน่นของน้ำหรือมวลต่อหน่วยของปริมาตร เมื่อเกลือถูกเติมลงไปในน้ำมันจะทำปฏิกิริยากับโมเลกุลของน้ำทำให้เกิดพันธะเชิงขั้วกับน้ำที่จัดเรียงเกลือและโมเลกุลของน้ำกับผลกระทบที่ผิดปกติ:

เกลือหนึ่งลูกบาศก์นิ้วที่เติมลงในปริมาตรน้ำ จะไม่ เพิ่มปริมาณน้ำโดยหนึ่งลูกบาศก์นิ้ว คำอธิบายง่ายๆคือโมเลกุลของน้ำบรรจุตัวเองอย่างแน่นหนารอบ ๆ โมเลกุลของเกลือ - บีบเข้าใกล้กันมากกว่าที่พวกเขาทำเมื่อไม่มีเกลืออยู่ เมื่อเพิ่มเกลือหนึ่งลูกบาศก์นิ้วลงในปริมาตรน้ำปริมาณน้ำจะเพิ่มขึ้น น้อย กว่าหนึ่งลูกบาศก์นิ้ว

น้ำเกลือหนึ่งลูกบาศก์ฟุตมีโมเลกุลมากกว่าน้ำจืดหนึ่งลูกบาศก์ฟุตและมีน้ำหนักมากกว่า

จำได้ว่าหลักการของอาร์คิมีดีสระบุว่าแรงที่เพิ่มขึ้นของวัตถุที่จมอยู่ใต้น้ำนั้นเท่ากับน้ำหนักของน้ำที่มันเคลื่อนที่ น้ำเกลือมีน้ำหนักมากกว่าน้ำจืดดังนั้นมันจึงออกแรงมากขึ้นในวัตถุที่จมอยู่ใต้น้ำ วัตถุที่แทนที่น้ำจืดหนึ่งลูกบาศก์ฟุตจะได้รับแรงขึ้น 62.4 ปอนด์ในขณะที่วัตถุเดียวกันในน้ำเค็มจะได้สัมผัสกับแรงที่เพิ่มขึ้น 64.1 ปอนด์

การเปลี่ยนระหว่างน้ำจืดและน้ำเค็ม

ณ จุดนี้มันเป็นไปได้ที่จะทำให้การคาดการณ์ทั่วไปเกี่ยวกับการลอยตัวของวัตถุ (หรือนักดำน้ำ) ของวัตถุเมื่อย้ายจากสดไปยังน้ำเกลือและในทางกลับกัน พิจารณากรณีต่อไปนี้:

• วัตถุที่ลอยตัวอยู่ในน้ำจืดจะลอยตัวเมื่ออยู่ในน้ำเค็ม ในน้ำจืดน้ำหนักของวัตถุนั้นเท่ากับน้ำหนักของน้ำที่มันเคลื่อนที่และแรงที่ลงและขึ้นลงบนวัตถุนั้นเท่ากัน เมื่อวัตถุถูกย้ายไปยังน้ำเค็มน้ำหนักของน้ำที่มันเคลื่อนที่จะเพิ่มขึ้นและแรงขึ้นจะมากกว่าแรงตก วัตถุจะลอยตัวทางบวกในน้ำเค็ม
• วัตถุที่ลอยตัวเป็นกลางในน้ำเค็มจะจมเมื่ออยู่ในน้ำจืด ในน้ำเค็มน้ำหนักของวัตถุนั้นเท่ากับน้ำหนักของน้ำที่มันเคลื่อนที่และแรงขึ้นและลงบนวัตถุนั้นเท่ากัน เมื่อวัตถุถูกย้ายไปที่น้ำจืดน้ำหนักของน้ำที่มันจะลดลงและแรงที่ลงบนวัตถุนั้นจะมากกว่าแรงที่เพิ่มขึ้น วัตถุจะลอยตัวในน้ำจืด
• วัตถุที่ลอยตัวในทางลบหรือเป็นบวกในน้ำเค็มจะลอยตัวเชิงลบมากขึ้นเมื่ออยู่ในน้ำจืด - แต่เราไม่สามารถทำนายได้ว่ามันจะลอยหรือลอยโดยไม่มีข้อมูลเพิ่มเติม วัตถุจะได้สัมผัสกับแรงที่อ่อนแอกว่าในน้ำจืดมากกว่าในน้ำเกลือและจะลอยตัวในน้ำจืดน้อยลง อย่างไรก็ตามเพื่อตรวจสอบว่าวัตถุจะจมหรือลอยมีความจำเป็นต้องรู้น้ำหนักที่แน่นอนของวัตถุและน้ำหนักที่แน่นอนของน้ำที่มันแทนที่

• วัตถุที่ลอยตัวในทางลบหรือเป็นบวกในน้ำจืดจะลอยตัวในเชิงบวกมากขึ้นเมื่ออยู่ในน้ำเค็ม - แต่เราไม่สามารถทำนายได้ว่ามันจะลอยหรือลอยโดยไม่มีข้อมูลเพิ่มเติม วัตถุจะมีแรงขึ้นในน้ำเค็มมากกว่าในน้ำจืดและจะลอยตัวในน้ำเค็มมากขึ้น อย่างไรก็ตามเพื่อตรวจสอบว่าวัตถุจะจมหรือลอยมีความจำเป็นต้องรู้น้ำหนักที่แน่นอนของวัตถุและน้ำหนักที่แน่นอนของน้ำที่มันแทนที่

น้ำหนักนักประดาน้ำ

เป็นที่ชัดเจนว่านักประดาน้ำจะลอยตัวในน้ำเค็มได้ดีกว่าเขาจะอยู่ในน้ำจืดและจะต้องปรับน้ำหนักของเขาตามนั้น นักดำน้ำจะต้องรับน้ำหนักในน้ำเค็มมากกว่าที่เขาจะต้องพกในน้ำจืด จำนวนน้ำหนักที่นักดำน้ำต้องแบกนั้นขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการรวมถึงน้ำหนักตัวของเขาการป้องกันการสัมผัสของเขาชนิดของถังที่เขาบรรทุกและอุปกรณ์ดำน้ำของเขา

เข็มขัดน้ำหนักของนักดำน้ำนั้นมีน้ำหนักเพียงเล็กน้อยเท่านั้น น้ำหนักตัวถังและอุปกรณ์ดำน้ำของเขาก็มีส่วนทำให้น้ำหนักของเขาและแรงกดลงบนร่างกายของเขา นักดำน้ำมักจะสลับ wetsuits (หรือ drysuits) และอุปกรณ์อื่น ๆ เมื่อเปลี่ยนตำแหน่งการดำน้ำและแรงขึ้นบนนักดำน้ำอาจแตกต่างกันไปตามปัจจัยเหล่านี้รวมถึงตามประเภทของน้ำ

มันเป็นไปไม่ได้ที่จะทำนายการเปลี่ยนแปลงน้ำหนักที่จำเป็นสำหรับนักดำน้ำแต่ละคนโดยไม่ทราบว่าการเคลื่อนที่ของน้ำน้ำหนักรวมและความเค็มของน้ำที่เขาจะดำน้ำวิธีที่ง่ายที่สุดสำหรับนักดำน้ำในการกำหนดน้ำหนักที่เหมาะสมคือ สลับไปมาระหว่างน้ำจืดและน้ำเค็มและเมื่อใดก็ตามที่เขาเปลี่ยนอุปกรณ์ดำน้ำของเขา อย่างไรก็ตามเนื่องจากปัจจัยทั้งหมดยังคงเหมือนเดิมยกเว้นชนิดของน้ำนักดำน้ำอาจต้องเพิ่มน้ำหนักเป็นสองเท่าเมื่อเคลื่อนที่จากน้ำจืดเป็นน้ำเกลือหรือลดลงครึ่งหนึ่งเมื่อเปลี่ยนจากเกลือเป็นน้ำจืด

ข้อควรพิจารณาเพิ่มเติม

เพื่อให้เรื่องซับซ้อนขึ้นความเค็มของน้ำเค็มจึงแตกต่างกันไปทั่วโลก แหล่งน้ำบางแห่งอาจมีความเค็มกว่าคนอื่น แน่นอนนักประดาน้ำจะลอยตัวในน้ำเค็มได้ดีขึ้น น้ำหนักเฉลี่ยของน้ำเค็มหนึ่งลูกบาศก์ฟุตเท่ากับ 64.1 ปอนด์ แต่ในทะเลเดดซีหนึ่งลูกบาศก์ฟุตของน้ำมีน้ำหนักประมาณ 77.3 ปอนด์! นักดำน้ำจะลอยตัวในทะเลเดดซีอย่างมีนัยสำคัญ

อุณหภูมิมีผลต่อความหนาแน่นของน้ำด้วย น้ำเย็นนั้นหนาแน่นกว่าน้ำอุ่น น้ำมีความหนาแน่นสูงสุดที่ประมาณ 39.2 ° F และนักดำน้ำที่ลงไปในน้ำเย็นมากอาจสังเกตว่าเขาลอยตัวในทางลบมากกว่าในน้ำอุ่น

แหล่งดำน้ำหลายแห่งต้องการนักดำน้ำเพื่อเคลื่อนที่ผ่านชั้นของอุณหภูมิน้ำที่แตกต่างกัน (เทอร์โมไลน์) หรือเลเยอร์ที่มีความเค็มต่างกัน (ฮาโลไลน์) นักดำน้ำที่เคลื่อนไหวระหว่างเลเยอร์เหล่านี้จะสังเกตเห็นการเปลี่ยนแปลงในการลอยตัวของเขา

วัตถุ (เช่นนักดำน้ำ) จะลอยตัวในน้ำเค็มมากกว่าในน้ำจืด การทำนายทุ่นลอยน้ำของนักดำน้ำนั้นจำเป็นต้องรู้น้ำหนักรวมของเขารวมถึงเกียร์และน้ำหนักของน้ำที่เขาเคลื่อนที่ มันง่ายกว่ามากที่จะทำการตรวจสอบการลอยตัวก่อนที่จะดำน้ำมากกว่าที่จะพยายามกำหนดปริมาณของน้ำหนักที่นักดำน้ำควรดำเนินการทางคณิตศาสตร์ นอกจากนี้นักดำน้ำที่ใช้ถังอลูมิเนียมจะต้องชั่งน้ำหนักตัวเองเพื่อชดเชยการเปลี่ยนแปลงการลอยตัวของถังในระหว่างการดำน้ำ ถังอลูมิเนียมจะลอยตัวในเชิงบวกมากขึ้นเมื่อมันอบ