1 welcher geschwindigkeit steigen luftblasen tauchern wasseroberfläche

1. Mit welcher Geschwindigkeit steigen Luftblasen von Tauchern an die Wasseroberfläche?

Also Luftblase, Volumen sei V, in einer Tiefe von t metern, die
gerade "sartet", also die geschwindigkeit v=0 m/sec hat.
Welche Kräfte wirken?
1. Auftriebskraft lt. Archimedes sorgt dafür, das die Blase anfängt
zu
steigen
2. Druckkraft in der Tiefe t, von allen Seite annähernd gleiche
Druckkraft , d.h. die Resultierende Kraft ist = 0
Also die Blase beschleunigt und steigt, d.h. der Wasserwiderstand der
Blase steigt an und bremst die Blase. Diese ist abhängig von der Größe
der Blase , der Form
Die Blase steigt also nun auf das Volumen wird größer, damit auch
die Auftriebskraft, aber auch der Wasserwiderstand. Ab einer bestimmten
Blasengröße wird die Blase instabil und sie zerfällt.
So, also jetzt Physikbuch raus und nachgucken:
Archimedes
Berechnung des Wasserwiderstandes
Dann etwas rumhantieren und schon kann man sich in etwa ein Bild machen
wie schnell die Blasen sind.
Wer schlau ist fragt aber einen Verfahrenstechniker ;-))))
Die wissen wo es steht und die haben schlaue Diagramme, in denen man
die maximale Aufstiegsgeschwindigkeit in abhängigkeit vom Blasenvolumen
ablesen kann.
Google Discussiegroepen

In kurzen Worten: Kleine runde Blasen steigen mit max 10m/min auf - das sind diejenigen, an die sich der Taucher richten kann. Ab ca.1,5mm erreichen sie ihre Maximalgeschwindigkeit von etwa 20m/min, dann werden sie elliptisch und die Geschwindigkeit bleibt relativ konstant.
hier weitere Überlegungen.
Luftblasen - diskutiert auf Taucher.Net

Um das genau raus zu kriegen, müsste man wahrscheinlich selbst ein Experiment machen.
Im offenen Meer, bei unterschiedlichen Tiefen mithilfe einer Stoppuhr und 2 oder 3 Leuten

Schau Mal hier Hecker:
Luftblasen - diskutiert auf Taucher.Net
Kleine Luftblasen steigen langsamer auf als große, weil das Verhältnis von Volumen und Oberfläche bei kleinen Blasen kleiner ist, als bei großen Blasen:
Volumen : *Pi*r³
Oberfläche : 4*Pi*r²
Also haben kleine Blasen verhältnismäßig viel Widerstand beim aufsteigen, bei verhältnismäßig wenig Auftrieb.
Da Luftblasen sich beim Aufstieg ausdehnen, werden sie dann auch schneller.
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.also die ganz kleinen bläschen haben eine aufstiegsgeschwindigkeit von ca 10 meter pro min.weil die blasen größer weden steigen sie immer schneller auf.
selber Link

Das kann man näherungsweise unter vereinfachenden Annahmen wie folgt berechnen:
Der Druck in der Tiefe h ist
p = rho * g * h
rho ist die Dichte des Wassers, g der Ortsfaktor
Der Druck in der Blase ist gleich dem Wasserdruck.
Wenn wir jetzt unterstellen, dass die Wassertemperatur in dem von uns betrachteten Bereich konstant ist und die Blase sich isotherm ausdehnt, gilt für deren Volumen nach der idealen Gasgleichung:
V = n * R * T / p
n ist die Anzahl der Gas-Mole in der Blase, R die Gaskonstante.
Für die Auftriebskraft der Blase, deren Gewichtskraft wir vernachlässigen, gilt mit und :
Fa = rho * g * V = n * R * T / h
Im Gleichgewicht ist diese Kraft gleich der Stokesschen Reibung:
Fr = 6*pi*r*eta*v
r ist der Radius der Blase, eta die Viskosität des Wassers und v die Geschwindigkeit der Blase.
Für r können wir mit schreiben
r = 4*pi*rho*g*h
Wenn man und gleichsetzt, für r einsetzt und nach v auflöst, erhält man folgenden Zusammenhang
v = K * rho^ * h^
wobei K=K eine Konstante ist.
Die Blasen werden also immer schneller während sie aufsteigen.
Da Salzwasser eine größere Dichte als Süßwasser hat, steigen die Blasen dort etwas schneller auf. Der Effekt ist aber, da die Dichte mit der dritten Wurzel eingeht, entsprechend gering.

Grösse der Luftblase, Strömungswiderstand, Wasserdruck und auch Dichte des Fluids spielen meiner Überlegung nach eine Rolle. Begründung anhand einer Formel kann ich leider nicht liefern, daher hier nur anmerkend in der Kommentarleiste.
Aufschlussreich fand ich jedoch diesen Link.
Strömungswiderstand – Wikipedia
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GLG

Sonnigen Freitags-, lieber hecker von mir zu dir

Ich dir, wünsche dir ein schönes sonniges Wochenende und dass du auf Kreta bald fündig wirst.
hecker