81、船下沉時是一直沉到海底,還是當它們下沉到一定深度時壓力就會將它們保持在深水中?
你知道嗎--現代科學中的100個問題 作者:艾薩克·阿西莫夫 投票推薦 加入書簽 留言反饋
如果一個物體的密度大於水,它就會在水中下沉。水的密度是每立方厘米一克,岩石和金屬這樣的物質的密度比水大得多。由大塊鋼材製成的艦船之所以能浮在水上,是因為船內容納著大量的空氣;鋼材和造船用的其他材料加上船內的空氣,它們的平均密度低於水的密度;如果發生意外事故,水進入船中,那麽,造船的材料加上進入船內的水的平均密度大於水自身的密度時,船就要下沉了。
船下沉時,受到越來越大的壓力。在海麵上,每平方厘米麵積的壓力(大氣造成的)是1公斤。在海麵以下10米處,那個深度的水重又在海麵壓力上增加了每平方厘米1公斤的壓力。深度每增加10米,每平方厘米就又增加1公斤的壓力。而在已知的海洋最深部分的海底,壓力約為大氣壓力的1,100倍,即每平方厘米約為1.1噸的壓力。
這樣高的壓力對於能否把下沉的船保持在水中沒有任何影響。從各個方向對船所施加的壓力是相等的,向下的壓力和向上的壓力幾乎完全相等,因此十分明顯,不管壓力怎樣增大,船還要繼續下沉。
但還有另一個因素。壓力能壓縮水,並增加水的密度。水的密度是否能變得非常高,以致這種高壓使得沉船停止下沉,而懸浮在密度較大的深海中呢?
不!壓縮效應是非常小的。甚至在每平方厘米1.1噸的壓力下,水的密度僅由每立方厘米1.00克上升到1.05克左右。如果一個固體的密度為每立方厘米1.02,那麽,它確實會沉到水下去,並在約4.8公裏深度處被浮力止住,不再進一步下沉。然而,普通結構材料的密度大大地大於1.05。鋁和鋼的密度分別為每立方厘米2.7克和7.8克。金屬船會一直沉到最深的海底深淵,絲毫沒有上浮的機會。
但假定海洋還要更深,那麽,一根鋁棒是不是會達到最大的深度而不再下沉呢?回答仍然是:“不會的!”
如果海洋大約深67公裏(而不是最多11公裏深),洋底的壓力就會上升到每平方厘米約7噸,水的密度則上升到每立方厘米約1.3克。然而,在這個時候,水已不再是液體,而會轉化成一種稱為“冰6”的固體物質(冰6的密度大於水,而“冰1”——普通冰——的密度則小於水)。
困此,鋁和密度大於每立方厘米1.3克的任何其他物質,隻要海水是液體,就會一直在海裏繼續沉下去,最後停落在普通海底或冰6的固體表麵上。液體水的密度決不會大到足以浮起固體鋁,更不用說固體鋼了。
船下沉時,受到越來越大的壓力。在海麵上,每平方厘米麵積的壓力(大氣造成的)是1公斤。在海麵以下10米處,那個深度的水重又在海麵壓力上增加了每平方厘米1公斤的壓力。深度每增加10米,每平方厘米就又增加1公斤的壓力。而在已知的海洋最深部分的海底,壓力約為大氣壓力的1,100倍,即每平方厘米約為1.1噸的壓力。
這樣高的壓力對於能否把下沉的船保持在水中沒有任何影響。從各個方向對船所施加的壓力是相等的,向下的壓力和向上的壓力幾乎完全相等,因此十分明顯,不管壓力怎樣增大,船還要繼續下沉。
但還有另一個因素。壓力能壓縮水,並增加水的密度。水的密度是否能變得非常高,以致這種高壓使得沉船停止下沉,而懸浮在密度較大的深海中呢?
不!壓縮效應是非常小的。甚至在每平方厘米1.1噸的壓力下,水的密度僅由每立方厘米1.00克上升到1.05克左右。如果一個固體的密度為每立方厘米1.02,那麽,它確實會沉到水下去,並在約4.8公裏深度處被浮力止住,不再進一步下沉。然而,普通結構材料的密度大大地大於1.05。鋁和鋼的密度分別為每立方厘米2.7克和7.8克。金屬船會一直沉到最深的海底深淵,絲毫沒有上浮的機會。
但假定海洋還要更深,那麽,一根鋁棒是不是會達到最大的深度而不再下沉呢?回答仍然是:“不會的!”
如果海洋大約深67公裏(而不是最多11公裏深),洋底的壓力就會上升到每平方厘米約7噸,水的密度則上升到每立方厘米約1.3克。然而,在這個時候,水已不再是液體,而會轉化成一種稱為“冰6”的固體物質(冰6的密度大於水,而“冰1”——普通冰——的密度則小於水)。
困此,鋁和密度大於每立方厘米1.3克的任何其他物質,隻要海水是液體,就會一直在海裏繼續沉下去,最後停落在普通海底或冰6的固體表麵上。液體水的密度決不會大到足以浮起固體鋁,更不用說固體鋼了。