Tauchen: Warum ist ab einer gewissen Tiefe der Auftrieb weniger?
Ich habe vor einigen Tagen eine interessante Doku (TerraX Apnoetauchen) gesehen.
Hier wurde gesagt, dass ab einer gewissen Tiefe der Auftrieb weniger wird und man schneller sinkt.
Was mich interessiert:
Warum ist das so ?? - Liegt das am Druck, oder an der Kälte oder am Salzgehalt ?? …
Und was genau ist eigentlich der "Auftrieb"??
Und: Nutzen dann U-Boote dann auch diesen Unterschied aus ??
Da ich leider überhaupt keine Ahnung vom Tauchen habe bzw. in diesem Fall vom ganzen Thema habe: Wer kann mir das erklären ??
4 Antworten
Die bisherigen antworten sind teilweise etwas schwammig und alle nicht komplett, daher antworte ich auch mal.
zunächst was ist Auftrieb? Das Archimediache Prinzip besagt:
Die Auftriebskraft eines Körpers in einem Medium ist ebenso groß wie die Gewichtskraft des vom Körper verdrängten Mediums.
Daraus folgt, dass ein Körper der genau dann schwimmt wenn er mehr kg Wasser verdrängt als er selbst wiegt. Und genau dann sinkt wenn es weniger ist. Halten sich die Werte die Waage, dann schwebt Der Körper.
Ein Apnoe Taucher verdrängt im eingeatmeten Zustand etwas mehr Wasser in Gewicht als er selbst wiegt und schwimmt daher. Hat er noch einen Neopren an, verdrängt die Luft darin noch einmal deutlich mehr Wasser. Deswegen hat er Blei (Gewicht) dabei, um das auszugleichen. Aus Sicherheitsgründen wird er das Blei So wählen, dass er ab etwa der Hälfte der Strecke die er tauchen möchte einen leichten Auftrieb bekommt und von selbst aufsteigt.
Beginnt er nun seinen Abstieg, muss er diesen Auftrieb zunächst mit Muskelkraft überwinden, denn es zieht in ja leicht nach oben. Mit jedem Meter den er abtaucht, steigt der Wasserdruck über dem Taucher (alle 10m macht das etwa 1bar Druck aus).
Einer der Haupteffekte dieses Drucks ist Kompression. Das Gesetz von Boyle-Mariotte besagt, das dass Volumen komprimierbarer Körper umgekehrt proportional zum Druck sinkt. Mit anderen Worten: an der Oberfläche herrscht 1 bar Druck. Auf 10m sind das ca. 2bar (Also das doppelte) und damit sinkt das Volumen komprimierbarer Körper um die Hälfte.
Die Lunge wird nur teilweise komprimiert (denn das hat durch den Brustkorb Grenzen). Was aber viel mehr ins Gewicht fällt ist die Kompression des Neoprenanzugs den er trägt. Denn dort sind zur Isolation Luftblasen eingeschlossen. Auf 10m ist der Auftrieb durch den Neopren aber nun nur noch halb so groß. Das Gewicht des verdrängen Wassers sinkt unter das Gewicht des Taucher und nun hat er Antrieb und sinkt automatisch und ohne Muskelkraft.
Beim Aufstieg beginnt der umgekehrte Prozess. Die Luft im Bei dehnt sich wieder aus, es wird mehr Wasser verdrängt und der Taucher steigt nun von ganz alleine an die Oberfläche.
Bei einem U-Boot ist dieser Effekt zwar theoretisch auch vorhanden, er ist aber verschwindend gering, Da sich Stahl kaum komprimieren lässt und daher auch der Hohlraum im U-Boot nicht komprimiert wird. Wäre das anders, würde auch der Luftdruck im U-Boot selbst steigen, was ab gewissen Tiefen tödlich wäre. So steigt er kaum merklich, was durch die Klimaanlage des U-Boots kompensiert werden kann.
Ich hoffe ich konnte etwas Licht ins Dunkel bringen. Wenn du dich für die Themen Tauchen (Apnoe oder Gerätetauchen) interessierst, wäre ja vielleicht ein Tauchschein etwas für dich. Dort werden alle diese Dinge noch mal detailiert erklärt. Und auch die Zusammenhänge mit dem Tauchen erörtert. Geh doch einfach mal bei einem lokalen Verein Schnuppertauchen.
Auftrieb unter Wasser ist der resultierende Gewichtsunterschied zwischen einem Körper mit gegebenem Volumen und dem gleichen Volumen Wasser. Ist der Körper leichter als das gleiche Wasservolumen, "rutscht" das umgebende schwerere Wasser unter den Körper, bis er an der Oberfläche angekommen ist.
Der Auftrieb von Menschen ergibt sich durch die luftgefüllte Lunge. Bei höherem Wasserdruck wird die Lunge aber zusammengepresst und das Volumen verringert sich, damit auch der Auftrieb, der Körper kann dann nach unten sinken. Neuer Auftrieb kommt dann später durch die Faulgase, die in der Leiche entstehen.
Hmm - ich glaube auch nicht, dass Captain Edward John Smith noch irgendwo auf dem Nordatlantik schwimmt, aufgetrieben durch die Reste seines Dinners am 14.04.1912... Aber alles biologische wird gefressen, auch in der Kälte der Tiefsee. Nichts bleibt ungenutzt.
Die Lunge ist zum Teil mit Gas gefüllt. Das erzeugt Auftrieb.
Wasser und andere Flüssigkeiten lassen sich nicht komprimieren, Gase aber schon. Mit zunehmendem Wasserdruck wird die Lunge zusammengequetscht, eben weil die mit Gas gefüllt ist, das sich zusammendrücken lässt.
Und irgendwann ist dann der Auftrieb futsch und Dein Körper ist schwerer als das Wasser. Dann sinkt man.
das liegt daran, daß leichte Körperteile (z.B. Lunge) durch den Druck zusammengepresst werden. Eine Lunge in großer Tiefe kann bis zu 80% Volumen verlieren. Da der Auftrieb von diesem Volumen abhängt, verringert er sich. Das ist dasselbe, wie wenn man an der Oberfläche komplett ausatmet, dann sinkt man sehr schnell. Bei U-Booten spielt das keine Rolle, da das Volumen und somit der Auftrieb konstant ist. Atmen geht aber trotzdem, da komprimierte Luft genauso viel Sauerstoff enthält.
Danke für Deine Ausführungen :-) kurze Frage noch: angenommen ein Körper sinkt auf 3000 m auf den Meeresboden. Würden dann trotzdem Verwesungsgase entstehen ?? Hier herrscht ja Kälte und großer Druck oder würde sich der menschliche Körper einfach durch das Salzwasser langsam zersetzten ??