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


鲸鱼是肉质的不错,但是它真的能潜入万米深的海洋吗?就算能,地球上除了最深的马里亚纳海沟,好像也没有什么万米深的地方让鲸鱼们来玩儿。实际上,一般鲸鱼的下潜深度都不会超过500米,只有一种叫抹香鲸的鲸鱼才能下潜到2200米的深度。



对于人类来说,不借助工具裸潜的话,最多也就能下潜到116米的深度。如果想继续下潜,那就只有借助工具了。这时,潜艇就是最好的工具。按理说,鲸鱼是肉身尚且能下潜到2000多米深,而人类用钢铁打造的潜艇肯定不再话下,但事实却并非如此。


事实上,一般的军用潜艇下潜深度都不会超过300米,最深的也就是前苏联的685型攻击核潜艇,它的最大下潜深度达到了1250米。虽然这些潜艇都是钢铁之躯,但它们一旦遭遇海底断崖而掉深的话,整个艇身都会被海底巨大的压力压得粉身碎骨。

这时候问题来了,难道钢铁打造的潜艇的抗压能力还不如肉身凡胎的鲸鱼吗?答案肯定是否定的。

其实鲸鱼做为一种海洋生物,它早已适应了海水压力变化对自己身体的影响。当它们在下潜的过程中,它们的肺部会因海水的压力不断增加而收缩。也就是说,此时它们的身体实际上也在慢慢地被压瘪。这一被压瘪的过程也就是鲸鱼在被动地调节身体内部的压力,并使体内的压力与周围海水的压力保持平衡。这样一来,由于鲸鱼体内压力与周围海水压力保持一致,鲸鱼是不会感到不适的。

这正如我们人类。我们生活在地球的地表上,虽然我们每时每刻都在承受着大气的压力,但我们体内的压力始终都与周围大气的压力保持一致,我们丝毫也感受不到大气压给我们带来的不适感。

如果潜艇在下潜的过程中,艇身内部的压力能与周围海水的压力保持平衡,那么任何一艘潜艇都能潜入世界海洋最深处而不被压瘪。然而潜艇的舱室里都是有人的,而人最舒适的生存环境压力是一个大气压,所以潜艇在下潜的过程中,舱室里的压力是不能有太大变化的。于是潜艇下潜越深,艇身受到的压力也就越大。在1000米的海水深度,艇身会受到将近100个大气压的压力。在如此巨大的压力之下,一般的潜艇都会被压得粉身碎骨。


探奇笔记


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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养拉布拉多的老中医


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


潜艇是举世公认的战略性武器,为各个军事大国所重点研发的武器之一。

衡量一艘潜艇的好坏,无非是操作系统、动力装置、军事武装、导航、探测等几个方面,当然其中一个重要因素——下潜深度。


大多数国家的潜艇下潜深度都在300-400米之间,美国的“海浪号”的下潜深度是650米,而俄罗斯的S I 和S II级别潜艇,下潜深度能够达到700-800米之间。

影响潜艇下潜深度最为关键的是制作材料,这也是研发重点。另外则是外观、焊接工艺。

影响潜艇潜水深度的最关键因素是气压。潜艇下潜越深,承受的压力越大。通常来说,潜艇每下潜十米,就会承受一个大气压的压强。因此,当潜艇下潜到500米时,它所承受的压强就会达到50个左右。也就是说,在这样的环境下,潜艇每平方米承受的重量为50吨,一旦超过了潜艇表面材料的承受极限,会逐渐把潜艇压扁。

从仿生学的角度讲,潜艇是科学家仿照鲸的许多特性而发明研制的。可是鲸的潜水深度却比潜艇厉害的多。 小齿型鲸潜水深度是在100-300米左右,长须鲸能在300到500米水下停留一小时左右。最大齿的抹香鲸的潜水能力更惊人,可以在一千米左右的水下停留2小时之久。

60多年前,人们厄瓜多尔附近海域1100多米的深海中,发现了被海底电缆缠死的抹香鲸。这是人类迄今为止发现鲸潜水的最深记录。

我们都知道,潜艇是由高强度的金属制成的,潜水深度还只在500米左右,而鲸这种浑身是肉的动物却可以在几百米到千米左右的深度自由游动。究竟是什么原因,能让鲸可以胜过钢铁呢?


虽然鲸的祖先是生活在陆地的,但鲸在海里已经生活了上万年,经过长期的进化,鲸的器官组织和某些功能也发生了很大变化,已经完全适应了海洋生活环境。

鲸的身体变化首先表现在肌肉和骨骼上。由于深海环境的巨大水压作用,鲸的骨骼变得非常薄,而且容易弯曲;肌肉组织变得特别柔韧,纤维组织变得出奇的细密。

鲸长期的深海生活,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,可以增强它抗压能力。而且长期的水下生活让鲸的表皮组织变成一层非常薄的层膜,它能使鲸体内的生理组织充满水分,保持体内外压力的平衡。

还有一点,鲸在进入深之前,就在自己身体内蓄满了水,用来呼吸,经过一段时间再到水面上喷出巨大的水柱来换气。这样鲸在海底就不用张口呼吸压强大的海水,也使自己保持较好的抗压能力。鲸体内的水可以让自己体内的压强和海水对鲸体表的压强基本持平,鲸鱼就可以承受巨大的压强。


而潜艇就不同了,潜艇在设计的时候不但要考虑潜艇表面的抗压承受能力,还要考虑到潜水员在潜艇里的生活环境和长时间水下生活的适应能力。

用最简单的话说——鲸鱼是实心的,而潜艇因为要有人操作,必须是空心的。

如果是无人驾驶的话,潜艇完全可以抗的住更大的压强,在更深的海底航行。早在上世纪六十年代,人类发明的无人探测船就可以在万米深的水下进行科学考察。人类深海考察的最深记录是1957年苏联的考察船在马里亚纳海沟创造,考察船当时到达了马里亚纳海沟11929米的深处。

而现代科技下,哪怕人类用了比黄金贵上好几倍的钛合金,所制造的潜艇也不过能潜水千米左右。大自然的产物胜过人类最高端的科技,这也是自然值得我们尊敬的原因啊!


小约翰


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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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


鲸鱼并不能够潜入万米,最多也就是潜入2000米的深度。常规潜艇深度也就300米左右,太深了就可能会导致船体损毁进水。



鲸鱼之所以可以下潜至2000米,是因为在2000米范围内,鲸鱼都可以调控体内压力。在鲸鱼下潜时,其血液会增加溶氧量促使内外压力平衡。在鲸鱼上升时,其血液内的氧气会被分离出来,调节压力下降。这样保持内外压平衡,鲸鱼就不会被深海巨大的压力压扁。



至于潜艇,因为内部空腔比较大,而且内部空腔是密闭系统,所以内外压力是完全不平衡的。潜艇内部压力只有一个大气压,而海水每10米一个大气压。到300米的时候已经有30个大气压了,相当于每平方米受力300吨重量,如此巨大的压力,足矣把潜艇压变扁损毁。除非是潜艇骨架承受能力比较强,才可以免受损毁。

这就是潜艇下潜深度不深的原因。


科学探秘频道


首先咱们先稍微纠正一下这个问题,鲸鱼是鲸鱼肉的做的这个没错,但是它可潜不了一万米深。鲸鱼中最厉害的潜水能手抹香鲸最深潜水记录是2200米左右。一万米深的深海中的压力鲸鱼也会被压死的。

鲸鱼的潜水深度远大于现在人类用钢铁打造的潜艇。鲸鱼在大约5000万年前为了生存重新由陆地进入到了海洋中。鲸鱼为了填饱肚子,不断的潜入更深的海洋中,经过几千万的进化,鲸鱼

的身体已经完全适应了深海的压力。鲸鱼的血液中含有高于其他动物好几倍的血红蛋白。鲸鱼会在吸足空气后潜入海中。这些空气中的氧气并不是存在鲸鱼的肺中,而是储存在了血液中。随着下潜深度的增加,鲸鱼的柔软的胸腔结构是肺部缩小,减小身体内外的压强差。这样就可以是身体内外压强达到平衡,因此能够潜入两千米深没有任何问题。

而潜艇就不一样了,潜艇的外壳虽然是钢铁打造的,但是潜艇的内部舱内为了保证人类正常活动需要,维持着一个标准大气压。如果潜艇潜到深海,就会面临着内外巨大的压强差。这样潜艇如果潜水过深,就会有被压扁的危险。

虽然鲸鱼潜不了万米深,但是在海底一万米深度的地方并非生命的禁区。这里生活着一些坚强的鱼类。这些鱼类时刻承受着1000个大气压以上的压力。不过这些鱼类对付深海压力的办法就是让自己也变成“一滩水”。这些鱼类体身体变得非常柔软,体内含有大量的水分。用水来平衡身体内外的压强差。

鲸鱼虽然是肉做的,但是它可以让自己体内外达到压力平衡,因此不会被压扁。但是人类制造的潜艇外壳虽然是钢铁,但是功能上的需要不可能里面也灌满水,因此在深海被压扁是难免的。


兔斯基聊科学


说一艘钢铁做的潜艇沉入一万米的海底会被压扁,是误解。根本不可能。

实际上,一艘密封的潜艇沉入一万米的海底,捞上来时并不是扁的,只是会是潜艇上的螺旋桨因损坏无法工作,或者导致潜艇透水导致人员死亡,或潜艇被海水压变形使潜艇报废,而如果潜艇是打开所有舱门里面无人的,不要说一万米,就是十万米深的海水,也仍然保持原形。

学过压强的都知道,密封的潜艇每下降十米,潜艇表面就增加一个大气压的压强,一万米相当于一千个压强,一个压强就是一平方厘米压力一公斤,也就是在潜艇表面一个指甲盖大小后地方,压力一吨,因为为了保证潜艇里人的正常活动,里面的仍然为一个压强。巨大的压力差就会产生上面讲的结果。而无人开舱门的就不同了,是外压力相同,潜艇没有变化,比如一万米以下海底可以铺电缆就是这个道理。

因此说,潜艇沉入万米以下海底会被压扁是错误的,是误导。不然的话,海底就没有石头了。


南极冰火


奉劝各位回答的人,不懂物理知识就不要强答扰乱视听。


首先鲸鱼是无法潜入“万米”深的。观测到的潜水最深的鲸鱼抹香鲸最深可以潜入到2000米左右;而普通潜艇的潜水深度只有几百米。


在回答为什么潜艇会被水压扁这个问题之前,我想先回答一下为什么我们人类不会被大气压扁。海平面的大气压有101.325kPa,假设人的皮肤表面积有1平方米,那么这一平方米承受的压力超过了10万牛顿,10万牛顿是个什么概念?一千克物体所受的重力大概是10牛顿。10万牛顿相当于1万千克,也就是10吨重的重量。10吨重的大气压压在你的皮肤上你都没有被压扁,为什么?


因为我们的血液和肺里面也含有气体,这些气体早已和外界大气形成了动态的压力平衡,我们完全不会感觉到大气压。同样的道理,鲸鱼除了肺部含有一些空气外,身体已经适应了海洋的压力,大量“充水”,可以潜入比人可以潜得深度深得多的地方。但是这也不代表它就可以一直深潜,因为它的肺也会因为支撑不了海水的压力而被挤爆。潜水艇内部需要留有空间供水兵行动和进行其他任务,无法充水抵抗海水压力,自然就会被压扁。我们人的肺占胸腔的绝大部分体积,内部的空气含量很多,一般潜水不深就会因为抵抗不了水压而难以呼吸。


希望我的回答解答了你的疑惑,欢迎继续提问。欢迎关注我——老李本职做历史,偶尔写科学答案。


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