鯨魚是肉做的,潛入萬米深都沒事,為什麼鋼鐵打造的潛艇容易被壓扁?

飛誮絕戀


這個說的有些誇張了,鯨並沒法潛入萬米深。

一是因為鯨是哺乳動物,也要靠肺來呼吸,雖然它們肺的容量很大,能夠容納大量空氣,但是隔一段時間,鯨也需要浮到水面上來呼吸的。二是因為靠肺呼吸的動物,下潛深度越深,水壓越大,僅靠身體結構來對抗水壓,總是有極限的。

所以大多數鯨都還是生活在深度比較淺的地方,一般也就海平面下一兩百米。

當然,也有能下潛到1000米以下的鯨。像是抹香鯨,據測量能深潛到2200米,柯氏喙鯨能下潛到2992米。

這差不多也是鯨潛水的極限了。

再說潛艇,潛艇的話除了科考用的潛水器能下潛近萬米之外,大部分潛艇下潛深度都是300米左右,整體來看確實是不如鯨下潛的深。

鯨魚在潛水的過程當中,能夠縮小自己的肺,這樣體內壓強增大,和外界水壓達到平衡,加上鯨魚的骨骼連接處能伸縮起到保護作用,所以即使水壓增大,也能保證自己的安全。

但是潛艇呢,其實就是個鋼鐵殼子,沒法改變形狀,如果內部有人的話,還要保證艙內的氣壓在合適的範圍內變化。這樣也就意味著,潛艇只能靠外殼來硬抗增大的水壓,當然下潛深度就很有限啦。而且除非是要研究深海的環境與生物,一般情況下潛艇也沒必要潛到那麼深的深度,夠用就行~。

希望我的回答能幫助到你,覺得有用的話就點個贊吧~


不吃腸的大腸


答:鯨魚在下潛過程中,肺部逐漸縮小,使體內壓強增加,用來平衡體內外的壓強。


水壓

水中壓強和水深有關p=ρgh,深度每增加10.3米,壓強就會增加一個大氣壓,在1000米的深度下,水壓高達97個大氣壓,相當於每平方米承受970噸的重量。

鯨魚的身體經過長時間演化,已經進化出適應深海潛水的能力,但也是存在極限的,一般鯨魚只在500米以上的淺水區活動,而抹香鯨最高可以下潛到2000米,再深的話鯨魚身體也承受不了。

而軍用核潛艇,一般最大下潛深度在300米左右,就算是特製的核潛艇,最大下潛深度也就700米,無法和鯨魚的下潛深度相比較。


原因

當鯨魚潛入深水區後,鯨魚的肺部大大縮小,體內壓強增加,用來抵抗體外的水壓,使得體內外壓強平衡,這就是鯨魚不被壓扁的原因;但是鯨魚體內的壓力增加也是有極限的,超過極限之後,鯨魚身體也無法承受。

由於核潛艇需要載人,人體所處的大氣壓強,需要保持在1個大氣壓左右,內部壓強沒有多大調節的餘量,於是隨著下潛深度的增加,潛水艇內外壓強差越來越大。

核潛艇不具備鯨魚那樣,用增加內部壓強的方法來抵抗深水壓強的能力,只能靠著金屬結構硬抗,所以核潛艇的下潛深度非常有限。

但是對於科學研究用的深海潛水器,本身結構簡單,還採用了多層逐級增壓的結構設計,所以能下潛到海底1萬米的深度。


其他例子

生物經常用到類似的原理,來適應高壓環境,比如在馬里納亞海溝1萬米處的生物,體內充滿高壓體液,來平衡體內外壓強。

甚至我們人類都是這樣做的,一個大氣壓強為101.325kPa,相當於每平方米皮膚承受10噸的重量,但是我們人類體內的壓強也在一個大氣壓左右,於是體內外壓強基本平衡,人體就不會被大氣壓強壓扁。


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艾伯史密斯


鯨魚是肉做的,嗯,這話沒毛病。不過鯨魚可無法下潛到萬米深的海底。目前我們認為鯨魚的下潛極限大概在2000米左右。不過即便如此,鯨魚的下潛深度也已經遠遠超越潛艇的下潛深度了。這是為什麼呢?

其實很好解釋,潛艇是一個"空殼子",不管下潛多深,只要正常工作,潛艇內部必須保持一定的壓力,而且裡面不可能處處充斥著海水,畢竟人要在潛艇里正常工作的。

而鯨魚就不一樣了,首先鯨魚是一個生物,內部遍佈各種器官,幾乎沒有什麼大的空隙,其次,鯨魚是一個柔軟的物體,不像潛艇一樣鐵板一塊,無法變形,最後,鯨魚屬於一個開放的系統,鯨魚可以通過吸入部分海水的方式來減少深海壓力的傷害。

這個問題的關鍵,實際上就是一個內外壓強差的問題。對於潛艇來說,內部必須保持常壓,否則潛艇上的工作人員根本無法生存。而潛入海洋的深度越深,受到的壓強就越大。按理說,只要內部和外部壓力一樣,海水的壓力是不會對物質造成較大影響的,但潛艇的工作性質決定了它必須保持常壓,也就決定了它必須直接面對深海的壓力。而鯨魚可以通過吞下部分海水的方式,使得內部壓力和外部壓力平衡,這樣的話就能夠下潛更深了。

舉個例子,我們將一個敞口瓶子扔到海里,即便沉到馬裡亞納海溝底部。這個瓶子也不會有任何損壞,因為它的內部和外部有物質交流,內外壓強完全平衡。但假如把一個蓋蓋子的瓶子掛上重物扔到海里,可能在下潛到一定深度的時候瓶子就會癟下來甚至破碎,這就是因為內外壓強不平衡。潛艇和鯨魚就是這個道理。如果人們可以通過某種方式調整內部壓強,那人類下潛幾百米也是完全沒什麼問題的。

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張家小智兒


大部分鯨魚只能潛入水深500米左右的海里,只有少數抹香鯨可以潛入2000米深的海域進行捕殺,這還是源自於抹香鯨喜歡吃大烏賊,而這樣的烏賊在水深2000米左右活動,為了吃,它們也是付出了努力~

人為什麼不能潛入深水

大部分認為,潛入深水,在水中停留的時間長,和肺有關係,這點沒錯,但實際上,肺越大,在水中停留的時間長,可相反,潛入的深度就越低。



鯨魚之所以可以潛入深水,是因為它的肋骨,胸骨,頸椎骨的鏈接處是鬆弛可以收縮的,隨著潛入深度的增加,鯨魚的肺會越來越小,最後收縮到一定程度以後,體外的骨頭起到保護的作用,可以增強對壓力的抵抗。

人類的肋骨不足以支撐壓力,一是肋骨非常脆,嘎嘣脆同咱們吃的豬肋骨差不多。另外一點就是肺不會收縮,裡面都是空氣,承受不住太大的壓力。


潛水深度不可怕,重要的是浮出水面的一瞬間

總所周知,潛水的人經常會犯潛水病,潛水病主要是潛水人體內會生成氮氣,而氮氣在人類浮出水面的時候會形成氣泡,大型動物浮出水面氣泡會很大,快速出水容易爆炸,所以人類潛水員浮出水面都不能特別快,潛水病不是鬧著玩的。

鯨魚潛水,肺會收縮,將肺內的空氣壓縮到氣管和支氣管之中,就不會產生氮氣,也不會有潛水病。

人類潛水時間通過訓練是可以延長的,世界紀錄是可以在水中憋氣20多分鐘,潛水最深的紀錄是水下332米之多。

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月亮灣拉布拉多


很簡單,內外平衡的原因。想想人在地球上遭受如此大的大氣壓為何沒有把我們壓扁?因為內外氣壓的相對平衡,所以我們不會被壓扁。

鯨魚也是相似的道理,可以做到內外水壓的相對平衡,所以不會被水壓扁!而潛水艇就完全不一樣了,即使是鋼鐵做的,但由於潛水艇裡有人在裡面,的空氣需要穩定在一個大氣壓左右,總不能為了保持與外部水壓的平衡,增強裡面的大氣壓吧?那樣不得把人壓扁啊!

所以只能說,鯨魚和潛水艇的原理不一樣!

同時,即使鯨魚能保持內外水壓的相對平衡,但也不是絕對的,並不是說鯨魚可以潛水到無限深度。因為鯨魚也是哺乳動物,用肺呼吸,只不過鯨魚一次呼吸的氧氣足以讓它使用幾小時,所以,鯨魚可以潛水很長時間!但無論如何鯨魚耗盡氧氣時必須出來換氣,不然也會被淹死!

所以,需要換氣意味著鯨魚不會遊的太深,不然很可能來不及換氣。基本上鯨魚都是在水面下200米活動,500米或許就是極限了!

如果太深的話,巨大的外部水壓讓鯨魚也受不了,畢竟雖然鯨魚很大,但鯨魚內部水壓有限的,不可能一直與外部水壓保持平衡!


宇宙探索


鯨魚作為一種哺乳動物,其種類繁多,全世界約有98種,他們大多生活在海洋,還具備一定潛水能力,但是卻沒有一種鯨魚能潛入上萬米深的海洋。

眾所周知,抹香鯨一直被譽為哺乳動物界的潛水“冠軍”,它們能在2200米的水深下待兩個小時之久,而其他大部分鯨魚都是在海平面以下200米內活動。如果鯨魚潛入萬米深的海洋,絕對會被壓扁的,它在下潛過程中會縮小肺部,使體內的壓強愈來愈大,以平衡體外的壓強,而超過極限鯨魚肯定會受不了的。

現在潛艇下潛的最深的紀錄也只到海底1250米,一般常規潛艇沒有能潛深超過三百米的,而核潛艇最多也是在400到600米的深水區作戰,如果要使潛艇潛的越深,就需要更堅固的耐壓殼體,而這都需要大量的研發成本,潛艇只要確保能躲過敵方搜索就好了,沒必要花精力和資金研發潛水深度。理論上來說,潛水艇只要增加內部壓力,就可以繼續下潛,但是這種壓力人是承受不起的,人類的最高潛水紀錄也就300多米,再潛下去肋骨和肺都吃不消。

能潛入萬米的深海洋恐怕只有深海潛水器能夠做到,因為它本身的構造就比較簡單,即有多層逐級增壓結構,又採用了多個螺旋槳推動的下潛方式。正所謂“上天”容易“下海”難,我國“蛟龍號”也只下潛到7062米的深海海底,而美國的“的裡雅斯特”號深潛器潛水10916米的紀錄至今還未被打破。


兵說


鯨魚是肉做的,潛入萬米深都沒事,為什麼鋼鐵打造的潛艇容易被壓扁?

其實鯨魚到不了那麼深,假如鯨魚真不小心誤入海底的“午夜區”的話,那麼很抱歉鯨魚也會嚴重內傷,甚至死亡!魚類的極限深度為7000-8000M,當然在此深度以下也就幾種而已!因為並不是魚類就是到達所有的海底的!

蛟龍號在印度洋底發現的魚類

並非是魚類能到達海洋深處,人類在一定的條件下也能達到我們難以企及的深度,比如飽和潛水就能到達500M以上!但這需要長時間的適應過程,比如增減壓過程就將花去好幾天的時間,甚至為了海底1小時的作業而準備好幾天這是非常正常的事情!

但即使是500M的深度也不是所有潛艇都能達到的,能達到這個深度的絕對是軍用級別的,因為一般的觀光潛艇也就數十米而已,500M深度即使大部分攻擊型潛艇都不常下去....!!

那麼為何一個肉體凡胎都能承受的壓力但鋼鐵罐子都無法承受呢?其實箇中的關鍵就是內外壓力差!飽和潛水就是人體在逐漸增加的高壓環境中溶解了大量的高壓氧,當體內壓力與作業深度壓力一致時,那麼體內外壓力就是平衡的,理論上在這個條件下作業多久都沒什麼問題,但根據人體承受能力和疲勞程度仍然需要嚴格規定時間,並且需要大量時間減壓!

而潛艇內部始終是一個大氣壓,當潛艇深度增加時,所有的壓力將被外殼所承受,500M水下就是每平方釐米51KG的壓力,當然攻擊型潛艇是絕對沒有問題的,但1000M不能小覷了,如果1500M那麼絕大部分的潛艇都得掛了.....假如超過2000M那麼基本上就只有科研的深潛器才能到達的深度了!

前蘇聯的K278是迄今為止下潛最深的攻擊型潛艇,它的下潛能力是無與倫比的。1988年K278下潛到了1020米的深度,但據說它的極限是1250M!

可見深度對於內外存在壓力差的設備是非常要命的,能到萬米深海底並且能自主工作的,屈指可數吧!不過如果是潛水鐘或者固定纜繩的則相對容易很多,因為沒有那麼多活動部件密封的門檻就小多了!比如詹姆斯-卡梅隆獨自下潛的“深海挑戰者號”:

當然能到極深海底的魚類確實值得研究,但卻也無需為這肉身材料與鋼鐵比強度,因為兩者所起的作用不一樣!


星辰大海路上的種花家


鯨魚可以下潛到萬米以下?我還是第一次聽說。極限情況下,兩千米已經是鯨類最大的下潛深度。

鯨魚下潛到一萬米,會被水壓壓扁。事實上,鯨魚屬於海洋哺乳動物,需要吸氧的。所以鯨魚大部分時間都是在海平面以下500米活動。


如果鯨魚長時間在海里不換氣,就和人一樣被淹死了。鯨魚的肺比較大,在海平面以上換一次可以在水下保持數個小時,之後又得換氣。即便鯨魚可以下潛到萬米,換個氣還不麻煩死了。

其實除了鯨魚,絕大部分海洋生物都是肉長的。目前已知海洋生物的生存極限也就8000多米。因為那裡的水壓足以壓碎任何海洋動物。但是最近的研究發現,可能8000米以下還存在某種未知生物,比如微生物。

而深海潛艇是高科技複合材料做的,足以抗拒馬裡亞納海溝最深處的水壓。

當然,導演卡梅隆下潛到深海一萬多米,不過他用的是探索型潛水器。不能長時間作業。


我國的蛟龍號目前雖然只能下潛7000多米,但卻是作業型潛水器。可以完成除了科研任務以外的正常開採任務。而卡梅隆導演的深海挑戰號不能完成作業任務。

這個問題回答完畢。鯨魚是肉長的,只能下潛到2000米以內,再深就被水壓壓扁了。


科學認識論


第一,先糾正一下,鯨魚也沒有能潛水到上萬米的。鯨魚中潛水深度最大的應該是抹香鯨,極限深度是2200米。

然後在說說為啥有些生物能潛上萬米。舉一個例子,有一種緩步動物水熊蟲,最大的水熊蟲體長1.4毫米,一般只有50微米左右,這種生物就能在海下10000米生存,但是抗壓能力並不出眾,普通人用手指就能捏死一片。這說明啥,生物在海下生存,不會靠自身強度硬撐的。

海下水的壓力巨大,但是如果一個動物體內沒有啥空腔,水可以自由進出,那就會存在內外壓力相等,壓力平衡,本身就不會有啥事了。比如一個開口的易拉罐,如果你丟到海下10000米,外面的水把易拉罐的外殼往內部壓縮,易拉罐內部的水會用同樣的力把易拉罐向外壓,易拉罐整體也會毫髮無損的。

為啥潛水艇抗壓難,主要就是潛水艇內部是巨大的空腔啊,水的壓力作用在外殼上,內部又不能產生壓力抵消(無論是充水或者充高壓氣體,人在裡面都別活了),一路硬撐,能下去多深,基本就靠外殼有多堅固。


幽靈之夢


絕大多數海洋生物,包括魚類、哺乳類,基本上都生活在海平面以下200米範圍內。這是因為,太陽光基本上只能到達海平下200米。再深,陽光就無法穿透。而海洋浮游生物,依賴陽光才能生長。有了浮游生物,魚貝類才有食物的來源。而大型海洋生物又依賴於吞食這些體型比較小的魚類。所以說,絕大多數的海洋生物,都只能生活在這一範圍內。



而200米以下,既寒冷又黑暗,只有為數較少的生物可以正常生存下去。鯨魚是一種哺乳動物,由陸生動物進化而來。鯨魚體型巨大,從幾十米到幾米都有,它們需要每天進食大量的食物。有的大型鯨魚一天的食物達到數噸之多。所以,它需要長期遊弋在食物豐富的海域。而超過海平面下200米,食物非常稀少,鯨魚就沒有必要下潛到這種位置。如果,海平面200米下也食物豐富,鯨魚倒是可以經常的去。由於沒有必要去,所以它的進化之路就維繫在這個水平。假設,深海食物非常豐富,海洋生物倒是可能進化出一種潛入深海的身體機制。正因為那裡食物稀少,所以海洋生物沒有必要向那個方向進化。

水下深度越深,則壓強越大。即使是堅固的金屬潛艇,也需要特別的加固,否則就會被強大的水壓壓扁。在海底,某些貝類生物也存活,它們的外殼分佈了眾多細小的縫隙,所以體內和外面保持著一致的壓強。這樣,就可以讓它們在很深的海底生存下去。


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