leren duik click groot

 

 

Water als warmtegeleider

Als duiker kunnen wij onderkoeld geraken (hypothermie). Dit heeft natuurlijk in belangrijke mate te maken met de temperatuur van het water.

Eén van de belangrijkste eigenschappen van water is dat het zeer goed warmte kan afvoeren. Daarom gebruikt bijvoorbeeld onze wagen een waterkoeling. Het water voert de door de ontploffingen geproduceerde warmte snel af.

Helaas gebeurt net hetzelfde met ons lichaam. Het lichaam is steeds bezig met onze temperatuur op peil te houden. Wanneer wij in water duiken dat kouder is dan 21 °C, verliezen wij meer warmte dan hetgeen ons lichaam kan produceren met onderkoeling als gevolg.

Wij kunnen ons tegen deze afkoeling beschermen door een duikpak te gebruiken. Wanneer wij een nat of halfdroog duikpak gebruiken, dan zal een laag koud water de lege ruimte tussen het pak en ons lichaam vullen. Ons lichaam warmt deze dunne laag water op en dit vormt een goede isolatie. Het is belangrijk dat wij een pak gebruiken dat goed past. Een te groot pak vormt een te dikke tussenlaag van koud water die door ons lichaam nog moeilijk op te warmen valt. Het pak moet ook goed afgesloten zijn zodat er geen cirkulatie mogelijk is. Anders verliezen wij het opgewarmde water en vervangen wij dit de hele tijd met nieuw koud water.

Temperatuur van het water en gewicht

Stoffen die we verwarmen zullen normaal gezien uitzetten. Bij afkoeling krimpen ze terug. Water is echter een zeer speciaal geval.

Bij afkoeling zal het water inderdaad krimpen, maar het houdt zich slechts aan deze regel tot de temperatuur van 4 °C. In plaats van verder in te krimpen, begint het water terug uit te zetten. Bij een temperatuur van 0 °C begint het te bevriezen tot ijs.

waterdichtheidBij een temperatuur van 4 °C is het water dus tot zijn kleinst mogelijke volume ingekrompen. Alle moleculen zitten nu zeer dicht op elkaar. Hierdoor is het soortelijk gewicht toegenomen. Daarom dat een emmer water van 4 °C altijd meer zal wegen dan een emmer water van een andere temperatuur. Zelfs een emmer gevuld met ijs weegt minder dan een emmer met water van 4 °C.

Wanneer wij het water beschouwen als een opeenstapeling van verschillende waterlagen met verschillende temperaturen, dan zal de laag met 4 °C steeds de diepste laag zijn omdat hier het soortelijke gewicht het hoogste is (wet van Archimedes).

waterherfstIn een diep meer zal het water in de herfst beginnen afkoelen. Vooral de aan de koude lucht blootgestelde oppervlaktelaag zal snel afkoelen. Deze bovenlaag begint te krimpen en begint daarom meer te wegen dan de laag onmiddellijk eronder. Het koude water zakt naar beneden en wordt vervangen door het warmere water dat naar de oppervlakte stijgt. Zo krijgen wij een constante wisselstroom bij verdere afkoeling van het meer. Koudere (zwaardere) lagen zakken naar de diepte en worden vervangen door warmere (lichtere) lagen die aan de oppervlakte komen. Dit blijft zo doorgaan tot alle water in het meer is afgekoeld tot een temperatuur van 4 °C.

Wanneer het nu nog kouder blijft worden, dan krijgen wij een ander effekt.

waterwinterBij een temperatuur van minder dan 4 °C begint het water terug uit te zetten en het wordt dus lichter. De laag aan de oppervlakte koelt verder af, maar zal niet meer naar beneden zakken. Het water er onder is immers 4 °C en dus zwaarder. De bovenlaag geeft nog wel koude af aan de onderliggende lagen. De temperatuur van de bovenlaag blijft zakken tot 0 °C. Op dat ogenblik begint de bovenlaag te bevriezen. Omdat ijs nog lichter is (meer uitzetting) dan water van 1 °C, zal het ijs steeds blijven drijven. Meteen onder het ijs vinden wij een laagje water van 1 ° C, daaronder 2 °C, 3 °C en dan een dikke laag van 4 °C tot op de bodem van het meer.

 

Ga naar boven
Stuur een bericht naar de CVD Webmaster