鲸鱼是肉做的,潜入万米深都没事,为什么钢铁打造的潜艇容易被压扁?

飛誮絕戀


答:鲸鱼在下潜过程中,肺部逐渐缩小,使体内压强增加,用来平衡体内外的压强。


水压

水中压强和水深有关p=ρgh,深度每增加10.3米,压强就会增加一个大气压,在1000米的深度下,水压高达97个大气压,相当于每平方米承受970吨的重量。

鲸鱼的身体经过长时间演化,已经进化出适应深海潜水的能力,但也是存在极限的,一般鲸鱼只在500米以上的浅水区活动,而抹香鲸最高可以下潜到2000米,再深的话鲸鱼身体也承受不了。

而军用核潜艇,一般最大下潜深度在300米左右,就算是特制的核潜艇,最大下潜深度也就700米,无法和鲸鱼的下潜深度相比较。


原因

当鲸鱼潜入深水区后,鲸鱼的肺部大大缩小,体内压强增加,用来抵抗体外的水压,使得体内外压强平衡,这就是鲸鱼不被压扁的原因;但是鲸鱼体内的压力增加也是有极限的,超过极限之后,鲸鱼身体也无法承受。

由于核潜艇需要载人,人体所处的大气压强,需要保持在1个大气压左右,内部压强没有多大调节的余量,于是随着下潜深度的增加,潜水艇内外压强差越来越大。

核潜艇不具备鲸鱼那样,用增加内部压强的方法来抵抗深水压强的能力,只能靠着金属结构硬抗,所以核潜艇的下潜深度非常有限。

但是对于科学研究用的深海潜水器,本身结构简单,还采用了多层逐级增压的结构设计,所以能下潜到海底1万米的深度。


其他例子

生物经常用到类似的原理,来适应高压环境,比如在马里纳亚海沟1万米处的生物,体内充满高压体液,来平衡体内外压强。

甚至我们人类都是这样做的,一个大气压强为101.325kPa,相当于每平方米皮肤承受10吨的重量,但是我们人类体内的压强也在一个大气压左右,于是体内外压强基本平衡,人体就不会被大气压强压扁。


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大部分鲸鱼只能潜入水深500米左右的海里,只有少数抹香鲸可以潜入2000米深的海域进行捕杀,这还是源自于抹香鲸喜欢吃大乌贼,而这样的乌贼在水深2000米左右活动,为了吃,它们也是付出了努力~


人为什么不能潜入深水

大部分认为,潜入深水,在水中停留的时间长,和肺有关系,这点没错,但实际上,肺越大,在水中停留的时间长,可相反,潜入的深度就越低。

鲸鱼之所以可以潜入深水,是因为它的肋骨,胸骨,颈椎骨的链接处是松弛可以收缩的,随着潜入深度的增加,鲸鱼的肺会越来越小,最后收缩到一定程度以后,体外的骨头起到保护的作用,可以增强对压力的抵抗。

人类的肋骨不足以支撑压力,一是肋骨非常脆,嘎嘣脆同咱们吃的猪肋骨差不多。另外一点就是肺不会收缩,里面都是空气,承受不住太大的压力。

潜水深度不可怕,重要的是浮出水面的一瞬间

总所周知,潜水的人经常会犯潜水病,潜水病主要是潜水人体内会生成氮气,而氮气在人类浮出水面的时候会形成气泡,大型动物浮出水面气泡会很大,快速出水容易爆炸,所以人类潜水员浮出水面都不能特别快,潜水病不是闹着玩的。



鲸鱼潜水,肺会收缩,将肺内的空气压缩到气管和支气管之中,就不会产生氮气,也不会有潜水病。

人类潜水时间通过训练是可以延长的,世界纪录是可以在水中憋气20多分钟,潜水最深的纪录是水下332米之多。


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月亮湾拉布拉多


鲸鱼是肉做的,嗯,这话没毛病。不过鲸鱼可无法下潜到万米深的海底。目前我们认为鲸鱼的下潜极限大概在2000米左右。不过即便如此,鲸鱼的下潜深度也已经远远超越潜艇的下潜深度了。这是为什么呢?

其实很好解释,潜艇是一个"空壳子",不管下潜多深,只要正常工作,潜艇内部必须保持一定的压力,而且里面不可能处处充斥着海水,毕竟人要在潜艇里正常工作的。


而鲸鱼就不一样了,首先鲸鱼是一个生物,内部遍布各种器官,几乎没有什么大的空隙,其次,鲸鱼是一个柔软的物体,不像潜艇一样铁板一块,无法变形,最后,鲸鱼属于一个开放的系统,鲸鱼可以通过吸入部分海水的方式来减少深海压力的伤害。

这个问题的关键,实际上就是一个内外压强差的问题。对于潜艇来说,内部必须保持常压,否则潜艇上的工作人员根本无法生存。而潜入海洋的深度越深,受到的压强就越大。按理说,只要内部和外部压力一样,海水的压力是不会对物质造成较大影响的,但潜艇的工作性质决定了它必须保持常压,也就决定了它必须直接面对深海的压力。而鲸鱼可以通过吞下部分海水的方式,使得内部压力和外部压力平衡,这样的话就能够下潜更深了。

举个例子,我们将一个敞口瓶子扔到海里,即便沉到马里亚纳海沟底部。这个瓶子也不会有任何损坏,因为它的内部和外部有物质交流,内外压强完全平衡。但假如把一个盖盖子的瓶子挂上重物扔到海里,可能在下潜到一定深度的时候瓶子就会瘪下来甚至破碎,这就是因为内外压强不平衡。潜艇和鲸鱼就是这个道理。如果人们可以通过某种方式调整内部压强,那人类下潜几百米也是完全没什么问题的。

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张家小智儿


鲸鱼作为一种哺乳动物,其种类繁多,全世界约有98种,他们大多生活在海洋,还具备一定潜水能力,但是却没有一种鲸鱼能潜入上万米深的海洋。

众所周知,抹香鲸一直被誉为哺乳动物界的潜水“冠军”,它们能在2200米的水深下待两个小时之久,而其他大部分鲸鱼都是在海平面以下200米内活动。如果鲸鱼潜入万米深的海洋,绝对会被压扁的,它在下潜过程中会缩小肺部,使体内的压强愈来愈大,以平衡体外的压强,而超过极限鲸鱼肯定会受不了的。

现在潜艇下潜的最深的纪录也只到海底1250米,一般常规潜艇没有能潜深超过三百米的,而核潜艇最多也是在400到600米的深水区作战,如果要使潜艇潜的越深,就需要更坚固的耐压壳体,而这都需要大量的研发成本,潜艇只要确保能躲过敌方搜索就好了,没必要花精力和资金研发潜水深度。理论上来说,潜水艇只要增加内部压力,就可以继续下潜,但是这种压力人是承受不起的,人类的最高潜水纪录也就300多米,再潜下去肋骨和肺都吃不消。

能潜入万米的深海洋恐怕只有深海潜水器能够做到,因为它本身的构造就比较简单,即有多层逐级增压结构,又采用了多个螺旋桨推动的下潜方式。正所谓“上天”容易“下海”难,我国“蛟龙号”也只下潜到7062米的深海海底,而美国的“的里雅斯特”号深潜器潜水10916米的纪录至今还未被打破。


兵说


这个说的有些夸张了,鲸并没法潜入万米深。

一是因为鲸是哺乳动物,也要靠肺来呼吸,虽然它们肺的容量很大,能够容纳大量空气,但是隔一段时间,鲸也需要浮到水面上来呼吸的。二是因为靠肺呼吸的动物,下潜深度越深,水压越大,仅靠身体结构来对抗水压,总是有极限的。

所以大多数鲸都还是生活在深度比较浅的地方,一般也就海平面下一两百米。

当然,也有能下潜到1000米以下的鲸。像是抹香鲸,据测量能深潜到2200米,柯氏喙鲸能下潜到2992米。

这差不多也是鲸潜水的极限了。

再说潜艇,潜艇的话除了科考用的潜水器能下潜近万米之外,大部分潜艇下潜深度都是300米左右,整体来看确实是不如鲸下潜的深。

鲸鱼在潜水的过程当中,能够缩小自己的肺,这样体内压强增大,和外界水压达到平衡,加上鲸鱼的骨骼连接处能伸缩起到保护作用,所以即使水压增大,也能保证自己的安全。

但是潜艇呢,其实就是个钢铁壳子,没法改变形状,如果内部有人的话,还要保证舱内的气压在合适的范围内变化。这样也就意味着,潜艇只能靠外壳来硬抗增大的水压,当然下潜深度就很有限啦。而且除非是要研究深海的环境与生物,一般情况下潜艇也没必要潜到那么深的深度,够用就行~。

希望我的回答能帮助到你,觉得有用的话就点个赞吧~


不吃肠的大肠


鲸鱼是肉做的,潜入万米深都没事,为什么钢铁打造的潜艇容易被压扁?

其实鲸鱼到不了那么深,假如鲸鱼真不小心误入海底的“午夜区”的话,那么很抱歉鲸鱼也会严重内伤,甚至死亡!鱼类的极限深度为7000-8000M,当然在此深度以下也就几种而已!因为并不是鱼类就是到达所有的海底的!

蛟龙号在印度洋底发现的鱼类

并非是鱼类能到达海洋深处,人类在一定的条件下也能达到我们难以企及的深度,比如饱和潜水就能到达500M以上!但这需要长时间的适应过程,比如增减压过程就将花去好几天的时间,甚至为了海底1小时的作业而准备好几天这是非常正常的事情!

但即使是500M的深度也不是所有潜艇都能达到的,能达到这个深度的绝对是军用级别的,因为一般的观光潜艇也就数十米而已,500M深度即使大部分攻击型潜艇都不常下去....!!

那么为何一个肉体凡胎都能承受的压力但钢铁罐子都无法承受呢?其实个中的关键就是内外压力差!饱和潜水就是人体在逐渐增加的高压环境中溶解了大量的高压氧,当体内压力与作业深度压力一致时,那么体内外压力就是平衡的,理论上在这个条件下作业多久都没什么问题,但根据人体承受能力和疲劳程度仍然需要严格规定时间,并且需要大量时间减压!

而潜艇内部始终是一个大气压,当潜艇深度增加时,所有的压力将被外壳所承受,500M水下就是每平方厘米51KG的压力,当然攻击型潜艇是绝对没有问题的,但1000M不能小觑了,如果1500M那么绝大部分的潜艇都得挂了.....假如超过2000M那么基本上就只有科研的深潜器才能到达的深度了!

前苏联的K278是迄今为止下潜最深的攻击型潜艇,它的下潜能力是无与伦比的。1988年K278下潜到了1020米的深度,但据说它的极限是1250M!

可见深度对于内外存在压力差的设备是非常要命的,能到万米深海底并且能自主工作的,屈指可数吧!不过如果是潜水钟或者固定缆绳的则相对容易很多,因为没有那么多活动部件密封的门槛就小多了!比如詹姆斯-卡梅隆独自下潜的“深海挑战者号”:

当然能到极深海底的鱼类确实值得研究,但却也无需为这肉身材料与钢铁比强度,因为两者所起的作用不一样!


星辰大海路上的种花家


鲸鱼可以下潜到万米以下?我还是第一次听说。极限情况下,两千米已经是鲸类最大的下潜深度。

鲸鱼下潜到一万米,会被水压压扁。事实上,鲸鱼属于海洋哺乳动物,需要吸氧的。所以鲸鱼大部分时间都是在海平面以下500米活动。


如果鲸鱼长时间在海里不换气,就和人一样被淹死了。鲸鱼的肺比较大,在海平面以上换一次可以在水下保持数个小时,之后又得换气。即便鲸鱼可以下潜到万米,换个气还不麻烦死了。

其实除了鲸鱼,绝大部分海洋生物都是肉长的。目前已知海洋生物的生存极限也就8000多米。因为那里的水压足以压碎任何海洋动物。但是最近的研究发现,可能8000米以下还存在某种未知生物,比如微生物。

而深海潜艇是高科技复合材料做的,足以抗拒马里亚纳海沟最深处的水压。

当然,导演卡梅隆下潜到深海一万多米,不过他用的是探索型潜水器。不能长时间作业。


我国的蛟龙号目前虽然只能下潜7000多米,但却是作业型潜水器。可以完成除了科研任务以外的正常开采任务。而卡梅隆导演的深海挑战号不能完成作业任务。

这个问题回答完毕。鲸鱼是肉长的,只能下潜到2000米以内,再深就被水压压扁了。


科学认识论


第一,先纠正一下,鲸鱼也没有能潜水到上万米的。鲸鱼中潜水深度最大的应该是抹香鲸,极限深度是2200米。

然后在说说为啥有些生物能潜上万米。举一个例子,有一种缓步动物水熊虫,最大的水熊虫体长1.4毫米,一般只有50微米左右,这种生物就能在海下10000米生存,但是抗压能力并不出众,普通人用手指就能捏死一片。这说明啥,生物在海下生存,不会靠自身强度硬撑的。

海下水的压力巨大,但是如果一个动物体内没有啥空腔,水可以自由进出,那就会存在内外压力相等,压力平衡,本身就不会有啥事了。比如一个开口的易拉罐,如果你丢到海下10000米,外面的水把易拉罐的外壳往内部压缩,易拉罐内部的水会用同样的力把易拉罐向外压,易拉罐整体也会毫发无损的。

为啥潜水艇抗压难,主要就是潜水艇内部是巨大的空腔啊,水的压力作用在外壳上,内部又不能产生压力抵消(无论是充水或者充高压气体,人在里面都别活了),一路硬撑,能下去多深,基本就靠外壳有多坚固。


幽靈之夢


绝大多数海洋生物,包括鱼类、哺乳类,基本上都生活在海平面以下200米范围内。这是因为,太阳光基本上只能到达海平下200米。再深,阳光就无法穿透。而海洋浮游生物,依赖阳光才能生长。有了浮游生物,鱼贝类才有食物的来源。而大型海洋生物又依赖于吞食这些体型比较小的鱼类。所以说,绝大多数的海洋生物,都只能生活在这一范围内。



而200米以下,既寒冷又黑暗,只有为数较少的生物可以正常生存下去。鲸鱼是一种哺乳动物,由陆生动物进化而来。鲸鱼体型巨大,从几十米到几米都有,它们需要每天进食大量的食物。有的大型鲸鱼一天的食物达到数吨之多。所以,它需要长期游弋在食物丰富的海域。而超过海平面下200米,食物非常稀少,鲸鱼就没有必要下潜到这种位置。如果,海平面200米下也食物丰富,鲸鱼倒是可以经常的去。由于没有必要去,所以它的进化之路就维系在这个水平。假设,深海食物非常丰富,海洋生物倒是可能进化出一种潜入深海的身体机制。正因为那里食物稀少,所以海洋生物没有必要向那个方向进化。

水下深度越深,则压强越大。即使是坚固的金属潜艇,也需要特别的加固,否则就会被强大的水压压扁。在海底,某些贝类生物也存活,它们的外壳分布了众多细小的缝隙,所以体内和外面保持着一致的压强。这样,就可以让它们在很深的海底生存下去。


怀疑探索者


请记住,并非所有鲸鱼,牙齿和鲸鱼都可以深潜,只有少数物种可以深入潜水,例如吃巨型鱿鱼。简单地说,为了应对深潜的影响,海洋哺乳动物已经发展出各种技术来应对高压,避免弯曲,并补偿缺氧

1:空气被迫离开肺部和肺泡。这可以防止因为可以防止气体交换。这也有助于防止鲸鱼和其他深潜哺乳动物进入湾道,因为没有足够的氮气膨胀,并在上升到地面时造成障碍物和组织损伤。

2:鲸鱼不仅可以减少肺活量,还可以填充许多其他体腔以避免压力的影响; 例如他们的中耳和窦腔。(想象一下,放置一个充满水下空气的气球,而不是在水下充满水的气球。哪一个会在压力下体验到最大的效果?)

3:血液,组织和肌肉中的特殊蛋白质对氧气具有亲和力。这使得细胞即使在深度时也能继续接收氧气。

例如:当一个人在水下游泳时,会感觉到水压在人的耳膜上。那个人游得越深,压力越大。感受到的压力是由于人体上方的水的重量造成的。当有人游得更深时,人的上方有更多的水,因此压力更大。液体施加的压力取决于其深度。

液体压力还取决于液体的密度。如果有人被淹没在比水更密集的液体中,压力会相应地更高。因此我们可以说深度,密度和液体压力成正比。


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