Das Verfahren basiert auf dem Archimedischen Prinzip, das besagt:Die Auftriebskraft, die Wasser auf ein eingetauchtes Objekt ausübt, ist gleich dem Gewicht des Wassers, das das Objekt verdrängt.
Beispiel 1: Wenn ein Block aus massivem Stein 3 Kilogramm auf trockenem Land und 2 Kilogramm wiegt, wenn er in eine Wanne mit Wasser getaucht wird, dann hat er 1 Kilogramm Wasser verdrängt. Da 1 Liter Wasser 1 Kilogramm wiegt (bei 4 ° C), folgt daraus, dass das Volumen des Blocks 1 Liter und die Dichte (Masse / Volumen) des Steins 3 Kilogramm / Liter beträgt.
Beispiel 2: Betrachten Sie einen größeren Block aus dem gleichen Steinmaterial wie in Beispiel 1, jedoch mit einem 1-Liter-Hohlraum innerhalb der gleichen Steinmenge. Der Block würde auf trockenem Land immer noch 3 Kilogramm wiegen (ohne das Gewicht der Luft in der Höhle zu berücksichtigen), aber er würde jetzt 2 Liter Wasser verdrängen, so dass sein eingetauchtes Gewicht nur 1 Kilogramm betragen würde (bei 4 ° C).
In jedem der obigen Beispiele kann die korrekte Dichte durch die folgende Gleichung berechnet werden:
Db = Ma (Ma – Mw) ÷ Dw – RV {\displaystyle {\mbox{Db}}={\frac {\mbox{Ma}}{\mbox{(Ma – Mw) ÷ Dw – RV}}}}}
Wobei: Db = Dichte des Körpers, Ma = „Masse in Luft“ (d.h. Trockengewicht), Mw = „Masse in Wasser“ (d.h. Unterwassergewicht), Dw = Dichte des Wassers (bezogen auf die Wassertemperatur), RV = Restvolumen (der vom Körper umschlossene ungefüllte Raum – z.B. Luftvolumen in der Lunge + Atemwege nach einer maximalen Ausatmung).
Das Restvolumen in der Lunge kann zu Fehlern führen, wenn es nicht direkt gemessen oder genau geschätzt wird. Das Restvolumen kann durch Gasverdünnungsverfahren gemessen oder anhand des Alters und der Größe einer Person geschätzt werden:
Inches: RV-Est(Men) = 0.033 X Ht. (inches) + 0.022 X Age (yrs.) - 1.232Metric: RV-Est(Men) = 1.310 X Ht. (meters) + 0.022 X Age (yrs.) - 1.232
Inches: RV-Est(Women) = 0.046 X Ht. (inches) + 0.016 X Age (yrs.) - 2.003Metric: RV-Est(Women) = 1.812 X Ht. (meters) + 0.016 X Age (yrs.) - 2.003
Das Restvolumen kann auch als Anteil der Vitalkapazität geschätzt werden (0,24 für Männer und 0,28 für Frauen).