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100斤的实心铁球,放到10000米深的海底,会发生什么?

人类总是喜欢探寻未知,用现有的科学来探寻未知的世界,深海一直是人类喜欢探索的地方,而学过高中物理的都知道,想要潜入海底首先需要克服的就是海水的压强,而人类肺部的极限在一百米水深左右,就是说人类下潜到一百米深处肺部的呼吸就受限了,不可再继续深入了。那如果将一个一百斤的实心铁球,一下丢到世界上最深的海底,它会被压扁吗?

首先先要明确的是世界上最深的海位于北太平洋的马里亚纳深海沟,这里海水的最深处达到了11034米,用大气压强来换算,十米的水压就是一个大气压强,那么换用公式P=ρgh,密度直接粗略取水的密度10³千克/立方米,最终的结果等于1.081*10^8pa,也就是一千多个大气压,如果铁球的表面积为1平方厘米,那它得承受的重量就是1吨多一点,这么重的重量,可以轻易将许多东西压扁。

再说回这个被扔进深海的实心铁球,这里可以分为两种状况,如果铁球的密度足够大,它里面的缝隙很小,小到不足以让水侵入里面,这样的状况下它承受过多的重量,是会变形的。如果用带入实际的数值,铁球的密度约为7.9g/cm^3,100斤实心的铁球直径为23cm,表面积为0.6平方米,粗略计算一下,竟然发现它受力会有七千多吨,是会有些微的变形,但因为是实心铁球,它的形变量十分的微小,轻易看是看不出来它发生了变化的。另一种情况则是铁球的密度不够,里面会有小孔状的缝隙会有水浸入,这样其实在下降的过程中,就会有海水不断进入铁球的体内,造成内外压强一样,铁球根本不会感受到压力。

第二种情况则跟很多在深海生存的水生物一样,它们之所以能在深海生存的原因也是因为它们的体内体外的压强相同,不受力。但如果让它们变换到浅海处,足够浅的话,体内的压强和体外的压强不平衡,体内压强远大于体外,它们就会爆炸!

说一个十分的有趣的探索经历,有一位好莱坞的导演就为了探寻深海的秘密而和他的团队做了一艘潜水器,这艘潜水器的外面一层用的是承压钢板,他坐在这艘潜水器的内部一起进入马里亚纳海沟一万一千米左右的深度,神奇的是当他返航后,这艘“深海挑战号”竟然缩短了七厘米。

这个奇特的现象其实是因为潜水器的内部是空心的,因为外部有承压钢板承受了一部分的压力所以形变量不足以将整个潜水器给压扁,但还是产生了七厘米的形变。而实心球内部是实心的,形变量只会更小,但这个理论推断免去了海水中各种复杂情况。比如说海水内含有大量的盐,密度比水更大,而实心铁球在沉入海底后也会被高浓度的海水腐蚀,内里产生气孔,最后整个铁球变成了空心,内外压强相同,铁球不受力。

如果你将铁球实心铁球换为表面密闭内里是空的空心铁球,别说下降到深海处,它就连沉下去都非常困难,只能浮在水面上。大自然的力量是十分神奇的,它等着人类去尽情探索它的神秘。

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