Als lucht onder water een grotere massa heeft dan water, waarom zinkt het dan niet?

Jurgen, 39 jaar
17 februari 2012

Stel: je neemt lucht mee naar -10000m onder water en laat de lucht daar 'vrij'. 1000l lucht geeft een massa van 1.29kg bij omgevingsdruk. Op 10000m zou - als water volledig niet samendrukbaar zou zijn - een druk heersen van 1000 bar; als onze lucht de wet van BM volgt, zorgt dit voor 1l lucht (op 1000bar) met een massa van 1.29kg. Water heeft een massa van ongeveer 1 kg per liter; met andere woorden: onze lucht heeft een grotere massa dan water, en zal dus zinken... Waar de vereenvoudigingen zitten zie ik wel, maar wat zou in de realiteit gebeuren en hoe leg je dit uit?

Antwoord

Eigenlijk is er niet zo veel uit te leggen.

Je ideale luchtballon van 1000 liter is aan de oppervlakte veel lichter dan water en zal dus een opwaartse druk gewaar worden. Je zal dus veel energie nodig hebben om die ballon 10 meter diep te trekken. Je mag dit niet te snel doen, want zoals de lucht in een een fietspomp, zal de lucht in je ballon opwarmen tijdens het samendrukken.

Na 10 meter is het volume van je ballon afgenomen. Druk * Volume is constant bij gelijkblijvende temperatiuur. De opwaartse kracht op je ballon is kleiner geworden, zodat je minder energie zult nodig hebben om hem nog 10 meter dieper te trekken.

Wanneer je zo steeds dieper gaat, zou de dichtheid van de lucht in de ballon gelijk worden aan de dichtheid van het water. Op dat ogenblik zou de opwaartse kracht op je ballon verdwijnen. Dat zegt alvast de ideale gaswet.

Zover zal het echter niet komen. Lucht is geen ideaal gas. Ideale gassen bestaan gewoon niet. Wat zal er wel gebeuren?

De lucht zal niet langer gasvormig blijven, maar vloeibaar worden. Vloeibare lucht heeft een dichtheid van 870 gram per liter. Dat is nog altijd  minder dan de dichtheid van water. Je ballon lucht zal dus nooit zinken.

Reacties op dit antwoord

Er zijn nog geen reacties op deze vraag.

Enkel de vraagsteller en de wetenschapper kunnen reageren op een antwoord.

Zoek andere vragen

© 2008-2022
Ik heb een vraag wordt gecoördineerd door het
Koninklijk Belgisch Instituut voor Natuurwetenschappen