如果把一個(gè)皮球放在馬里亞納海溝中,它能否浮上來主要取決于兩方面因素,一個(gè)是皮球的平均密度,還有一個(gè)是皮球的抗壓強(qiáng)度。 馬里亞納海溝的壓強(qiáng)非常高,相當(dāng)于1100個(gè)地表大氣壓。關(guān)于水壓,可以先來看看如下的實(shí)驗(yàn): 一位潛水員拿著一個(gè)裝著空氣的空瓶子(擰緊瓶蓋)進(jìn)行潛水,隨著水深的增加,水壓越來越大,瓶子也變得越來越扁。當(dāng)水深為6米時(shí),瓶子已經(jīng)可以看出來被壓扁: 由于水的深度每增加10米,壓強(qiáng)會(huì)增加1個(gè)地表大氣壓。在6米水深的地方,壓強(qiáng)相當(dāng)于1.6個(gè)地表大氣壓。 當(dāng)水深到了12米時(shí),水壓達(dá)到了2.2個(gè)地表大氣壓,瓶子已被顯著壓扁: 當(dāng)水深達(dá)到23米時(shí),水壓增加到3.3個(gè)地表大氣壓,瓶子已經(jīng)被完全壓扁: 當(dāng)瓶子回到水面之上時(shí),它的內(nèi)外壓強(qiáng)差消失,瓶子又恢復(fù)為原來的形狀: 對(duì)于處在馬里亞納海溝底部的皮球,它將會(huì)承受巨大的水壓。假設(shè)皮球的抗壓強(qiáng)度足夠高,它能夠保證自身不會(huì)被壓扁。在這種情況下,只要皮球的平均密度小于馬里亞納海溝的海水密度,皮球就能浮上來。 由于液體很難壓縮,馬里亞納海溝的海水密度只比表面高了大約5%,約為1080千克/立方米。普通皮球的平均密度只有600千克/立方米,所以皮球會(huì)上浮。 但在馬里亞納海溝底部的強(qiáng)大水壓作用下,由橡膠或者PVC(聚氯乙烯)等聚合物制成的皮球不可能承受得住,它們的結(jié)構(gòu)將會(huì)被壓破掉。如果皮球的材質(zhì)是密度與純水相近的天然橡膠,則破掉的皮球會(huì)慢慢浮上來。但如果是密度為1200千克/立方米的氯丁橡膠,破掉的皮球?qū)?huì)沉在馬里亞納海溝的底部,不會(huì)浮上來。如果是密度為1300千克/立方米的PVC,那么,破掉的皮球也會(huì)沉在海底。 |
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