從萬米深海里,裝水後密封,撈上來還有巨大水壓嗎?

xwaicdd


萬米深海雖然壓力巨大,但是從那裡裝出來的水撈上來後卻沒有什麼壓力了。

水的壓力和深度有關,深度越深壓力越大,其壓力公式:

P=pgh

p是海水的密度,h是海水的深度,所以從這個公式可以得到每10米深水合一個大氣壓,那麼1萬米深的水,就是1000個大氣壓,即100兆帕。這麼大的氣壓據說連坦克都可以壓扁,但是壓力雖然大,卻無法壓縮海水。海水分子之間的空隙已經無法再進行壓縮,而原子之間更是不可能被壓縮,除非是像太陽內核那樣巨大的壓力才有可能把原子都“壓碎”擠在一起。



所以,即便我們從深海密封一部分海水出來,海水也沒有什麼壓力。就像是我們從深海中撈出來一塊石頭,石頭也不會爆炸一樣,因為沒壓力。


科學探秘頻道


這是一個非常好玩的問題。

大家都知道液體的壓力只與深度和密度有關,公式為:p=ρgh;p就是壓強,g就是重力加速度,h就是深度。大約每下降10就增加一個大氣壓的壓力,水深10000米就是1000個大氣壓。



這樣的壓力無疑是非常大的。水會被這種壓力壓縮嗎?一般為了計算方便,會認為液體無法被壓縮。但實際上是會有一點點壓縮的,但這一點點壓縮幾乎不影響計算,所以被忽略了。

抵抗巨大壓力的是泡利不相容原理,這個原理說的是:兩個全同的費米子不能處於相同的量子態。而電子就是費米子。這就是為什麼每一個原子軌道上都只能有固定數量電子數的原因。

圖:氧原子示意圖

泡利不相容原理提供的力非常的大,這就導致了在地球這種環境中無法對原子進行壓縮,只有如同太陽這樣的恆星在燃料耗盡後,其巨大質量引起的壓力才能將電子壓縮到最低能量級,這就是電子簡併態。太陽就形成了白矮星。白矮星的密度非常大,一個太陽質量的白矮星大約只有地球大小。

圖:一個太陽質量的白矮星與地球的比較

由於1000個大氣壓幾乎對水沒有任何影響。水沒有發生變形,就沒有儲存到能量。所以,即使密封在一個牢固的盒子裡,它也不會保存水壓。就像你壓縮一個巨大的彈簧,但由於你的力量太小,沒能使彈簧產生形變,彈簧也就沒能儲存到彈力勢能。

要怎麼才能使水儲存到壓力呢?把水壓縮到電子簡併態,也就是白矮星狀態。這是目前人類還不能辦到的。即使能夠壓縮,水中的氫就會在這種巨大的壓力下發生核聚變反應。知道核聚變反應意味著什麼嗎?看下圖:
圖:氫彈爆炸


講科學堂


回答這個問題需要作幾個假設,才能一步一步回答:

1. 容器材料的耐壓性

一個敞開的容器放到深水處,雖然容器內和容器外液體的壓強是相等的,但是兩邊的水同時對容器壁的壓強卻非常大,如果是玻璃容器,相當於同時對一塊玻璃兩側施加非常大的壓強,玻璃一定會碎裂。因此容器的材料必須有非常高的強度。

2. 容器密封后內部的水壓

如果容器有足夠的強度,水下密封以後,內部的水壓的壓強就是深水區的水壓,壓強非常大。

3. 密封拿到水上的容器的內部壓力,取決於容器是不是剛性

如果容器是剛性材料,不會發生形變,拿到岸上,那麼容器中的壓力依然是深水中的高壓。雖然水的可壓縮性很小,但是就是因為這一點點體積的變化產生了巨大的壓力。

如果容器材料是完全剛性的,又不夠強度,那麼拿到岸上容器就會碎裂。

假設容器是可以變形的,那就只需要一點點形變(體積增大)就可以釋放水壓。

總之,這個問題問得很好。

潛水艇和深海探測船下潛的深度是不一樣的,後者因為體積小,製造小型的耐壓容器更容易,所以下潛深度更深。


我是誰誰是我誰是誰2


答:如果你在海底裝滿水,並密封在強度足夠的容器內;那麼打撈上來後,裡面當然還是高壓!比如深海潛水時的減壓病,就是人體回到常壓時,體內溶解的氮氣突然降壓,然後產生氣泡導致氣栓引起的。


深海壓力

我們知道,隨著大海深度的增加,壓力也是不斷增加的,而且深度和壓強成正比,既p=ρgh;一個大氣壓等於1.01325×10^5Pa,相當於10.3米的水柱壓力。

世界上最深的地方是馬裡亞納海溝,有11034米,這裡的水壓高達1071個大氣壓(108.5兆帕),這是非常高的壓力;要知道,對於超超臨界的火電廠鍋爐裡面,也就只達到30多兆帕。


這麼大的壓力,是很難有容器能夠承受的,如果我們在海底用密封的金屬盒子,裝滿水之後帶回海面,如果盒子不變形,那麼內部的壓力當然還是1000多個大氣壓,和液壓裝置裡面的高壓強沒區別。

簡單計算一下,如果我們的正方形盒子長寬高均是10cm,那麼每個面將承受108噸的重量,相當於十多倆大客車的重量,壓在一個0.01平方米的面積上,幾乎沒有任何常規物質能夠保證不變形。

而人類製造的深海潛水器,可以下沉到1萬米的海底,因為潛水器採用了多層承壓設計,使得各層之間壓強差縮小,就不會對內部造成損害,這也是深海魚不會被壓扁的原因。


減壓病

而深海潛水常遇到的減壓病,就是人體在潛水時,吸入的氣體也是經過加壓的,這些氣體溶解在人體內部,以此平衡人體內外的壓強。

當潛水完成後,如果立馬游回海面,那麼身體內部的氣體(尤其是氮氣),會因為突然減壓在體內產生氣泡,從而引起栓塞,嚴重的會導致減壓性骨壞死,甚至危及生命。

對於每一個深度的潛水,都有一個免減壓時間,超過免減壓時間後就有可能造成減壓病,需要在浮出水面時進行嚴格的減壓操作;比如5米深時,大概有3小時的免減壓時間;30米深時,只有幾分鐘的免減壓時間。


好啦!我的內容就到這裡,喜歡我們文章的讀者朋友,記得點擊關注我們——艾伯史密斯!


艾伯史密斯


這個問題其實是一個哲學問題。當然,也會有人把它看成是一個搞笑的問題。但是是不是把它看作一個搞笑的問題本身,就又是一個哲學問題。因為,我們團隊決定用哲學的觀點來分析這個問題。

從萬米深海里裝水,首先就是要明確裝多少水的問題。如果您乘坐俄亥俄級潛艇下去了,或者是坐蛟龍下去的,只裝了5ML的水,就像是平常打針那一小瓶的劑量,那麼,你從萬米深海把它帶上來,是不會存在多大水壓的。不僅沒有水壓,想洗把臉都不夠,最多能作為白景琦“茶能明目”的用水,前提是他還得不往外彈水,全部都明目用嘍。

如果裝水的量是太平洋總面積18134.4萬平方公里乘以1米,就裝1米深的水,那也是18萬立方公里的水,密封起來拿到陸地上來,你給他像酒瓶子那麼放,最底下的水的水壓還是非常之大的,足以把一個動物給壓死。

回答這個問題,其實我們運用了哲學裡面的辯證法觀點,也就是普遍聯繫的觀點,任何事物都處於普遍聯繫之中。整個世界是相互聯繫的統一整體。從深海取水問題,也不能孤立地去看問題,要分析宏觀情況和微觀情況,全面地看待問題。

回答到這裡,可能有看官要笑了。但是,當初2個鐵球同時落地實驗時,是不是也有很多人在笑。最後呢,這個實驗成為物理學的一個定律。回答這個問題,至少能夠讓高中生進一步明確自己學習過的水壓的問題,有利於他們考取985名校。


軍林天下


肯定有巨大壓力的,水雖然是被認為不易壓縮的,但實際上水多少還是能被壓縮一點點的,水的壓力就是因為水被壓縮了那麼一點點,我們的市政自來水壓力大概是0.4MPa,它的壓力是被水泵強行壓縮出來的,萬米深的水壓力大概100MPA,這裡的壓力是被它上面的水的重力壓出來的,也是被壓縮了的。在這個位置把水裝到一個密閉容器裡,再拿到岸上來,它的體積沒有增大,被壓縮的部分得不到釋放,壓力肯定還在的。氫氣球拿在我們手裡沒事,但一旦我們鬆手,氣球升到高空,它的體積會越來越大,一旦承受不了就會爆開,一個道理


王恆9949


不會有巨大壓力。

根據公式,壓力=壓強*受力面積( F=PS)

根據伯努利方程,不可壓縮流體的總壓等於靜壓與動壓之和。

雖然水從深海撈出,但是水的體積基本上是不變的,他在深海壓力大,是因為自己身上的有很深的水的重力疊加在一起,一旦拿出水面,水的壓力只有氣壓和自身重量之差。

由於水基本上可以認為是不可壓縮的流體,密封后基本上可以算是靜止的,也不存在各種應力,也沒有彈性勢能,所以水拿出來就不會有巨大壓力,唯一一點就看溶解在水中的氣體有多少,如果沒有多少氣體,基本上就沒有其他多餘的壓力。

與之不同的是如果是深海中的可燃冰,拿出水面,他倒是可以釋放巨大的壓力。

而深海里面的魚類一旦快速拿出水面,一般都會因為溶解在體內的空氣膨脹而導致爆裂。


龍游信陵


哎呀,力取決水體最終形變情況(對於液體一般就是體積變化情況V),具體來說總體三種情況。如果你的容器是剛體(無彈性),那麼當你在10000處水中密封完成後水壓就沒了,海水壓力由剛體承受,將剛體由牽引繩(假設有這根繩)提出的過程,剛體收到的水壓遞減只至外部壓力降低至當地大氣壓。如果你的容器是具有彈性的且在1萬米水壓下無塑性應變,那麼在1萬米處完全封閉後(內部水充滿),容器外部收到1萬米水壓發生形變,容器壓力部分傳遞到內部水體,水體收到一定壓力,當容器逐漸被提出水面,容器外部壓力逐漸遞減,形狀恢復,從而內部水體壓力逐漸遞減,直至容器外部壓力恢復到大氣壓,內部充滿的水體作為一個整體僅僅收到重力和外部傳遞進來的氣壓(除去容器作為結構承擔的部分)。如果你的容器在1萬米水壓下發生不可恢復的塑性應變,那麼當提出水面後,容器最終無法恢復的形變造成的水體收到擠壓,水體作為整體還收到一部分的壓力,如果極端情況容器在1萬米處發生的塑性形變完全沒有回覆,除去容器作為結構承擔的部分壓力,其餘絕大部分在1萬米處傳遞給水體的壓力會繼續保持在水體上。


中瑞家


你好好看看初中物理,水壓是p=ρgh,F=ps在萬米深的水裡壓力大是因為壓強大,作用在一定面積上的壓力才大,你把水裝在容器中就相當於隔絕了水的壓力,這時水的壓力只跟容器的高度有關,也就是h是容器的高度。就算你不從萬米水中拿出,這時候容器裡的壓力也不大,沒拿出來時容器的外殼壓力還是萬米以下的壓力,因為裡面水的密度比水面的水的密度大能承受的壓力也大,所以容器不會壓壞,也就是內外壓力是一樣的,而這個壓力不是裡面的水產生的,而是外面的水產生的,裡面的水有個相互作用的力而且大小相等,等拿出水面外界的壓力減小了,裡面的壓力自然就是容器中水的壓力,不再是萬米的壓力。從分子間隙的角度來說萬米以下時水分子間隙小一些,到水面時間隙大一些。


獨獨客


水壓是指水的壓強。當用容器盛水時,由於水受重力,就有相當於那麼多重量的壓力,向容器的壁及底面作用。盛在容器中的水,對側面及底面都有壓力作用,對任何方向的面,壓力總是垂直於接觸面的。而且深度相同時,壓強也相同;液體越深,則壓強也越大。從萬米深海里,裝水後密封,撈上來後原來的那萬米水也沒有了也就不產生壓力了,所以沒有巨大水壓了。


分享到:


相關文章: