周敏35847867
如果真正没有任何外力情况下,开始能够漂浮在水里的瓶子就会永远漂浮下去。
前提是这是一个我们通常认知的玻璃瓶或陶瓷瓶,瓶口是密封着的。
如果没有外力,比如碰撞,当然可以飘到天荒地老,海枯石烂。
为什么一个玻璃或者陶瓷的空瓶子会浮在水面上呢?
这就要从物质的密度来说明了。
我们世界的密度一般来说是气体密度最小,液体密度相对要大一些,固态物质密度更大。当然也有例外,就是有些固态物质比液态物质密度要小,比如软木和干树木等。
水的密度在一个标准大气压下,4℃时为1g/cm³,因此一般把水的相对密度,也就是比重定为1,其他物质比重都是以水的倍数来衡量。
水的密度有个奇怪的性质,4℃时密度最大,温度比4℃高或低,密度都更小。如0℃时为0.999867,15℃时为0.999126,100℃时为0.958375。
空气密度在1个标准大气压状态下,温度0℃时为1.293kg/m³,也就是0.001293g/cm³,因此比重就是0.001293。
空气随着温度升高密度变小,不同温度下的密度计算公式,以标准密度1.293为基点,乘以0℃时对应的绝对温度与实际绝对温度之比。
即1.293x(273.15/实际绝对温度),比如在20℃时,对应的绝对温度为293.15度,空气密度为:1.293x(273.15/293.15)≈1.205kg/m³
玻璃的比重约为2.5,也就是1立方厘米为2.5克。
一个基本常识就是密度越小的东西单位体积越轻,密度越大的东西单位体积越重。
因此水比空气重,所以空气就会浮在水面上,而玻璃比水重了一倍多,当然就无法浮在水面上,如果一块碎玻璃,一丢进水里就沉入水底了。
那比水密度大一倍半的玻璃瓶是怎么飘在水面上的呢?
这是因为玻璃做成了瓶子,里面装上了空气,总体积平均密度就比水密度小了,自然就会浮在水面了。
我们简单计算一下一个玻璃瓶子的密度就知道了。
如果一个玻璃瓶子大小为10厘米直径,高25厘米,为了计算方便,我们忽略瓶颈部分,以一个密封的圆柱体来说明。
圆柱体体积计算公式为:V=πr²h=sh
也就是圆柱体体积V等于底面积s乘以高h。
计算得:
3.14159x10²x25=7853.975cm³。
取值7854cm³,瓶子的总体积为7854立方厘米。
如果这个瓶子玻璃厚0.5cm,这个瓶子内容积为:
3.14159x9²x24=6107.25cm³,取值6107cm³。
瓶子里装满了空气,因此这个瓶子里的空气体积为6107立方厘米。
由此得出这个瓶子的玻璃体积为:
7853-6107=1746cm³
也就是说这个瓶子是由1746cm³的玻璃和6107cm³的空气组成,我们来计算一下这个密封的瓶子平均密度有多大。
我们已经知道了玻璃的密度为2.5,空气的密度为0.001293,水的密度为1。
瓶子平均比重为:
(1746x2.5+6107x0.001293)/7854=(4365+7.9)/7854≈0.56
也就是这个瓶子总的平均密度为每立方厘米0.56克,比水密度小44%,当然就会浮在水面上了。
这样即便在瓶子里装上点书信之类的东西也还能够漂浮,漂流瓶就是这样弄成的。
如果这个玻璃瓶再做厚一些,或者里面装的东西多一些,就很难说了。
钢铁的舰船能够浮在水面上也是这个道理。
其实能不能永远的浮在水面上,还有一些因素影响,比如封口处由于年代久远腐蚀破损了,漏气进水了。这个需要多久,谁也说不准,因为不同的条件有不同的时间。
其实这都是外力作用。我们许多人对外力的理解比较狭隘,以为只有碰撞等这些突发事件才是外力,其实我们每天都在各种力中生活,就是世界上已知存在的四种基本力。
一切物质运动都受到四种基本力约束。一个瓶子飘在水里这本身就是浮力作用,不可能不受外力,风雨雷电、水的波动、腐蚀变化,都是力的作用。
这些主要都属于电磁作用力。
因此,严格意义上来说,一个瓶子不可能永远的飘在水中。
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时空通讯
如果瓶子密封的好,不进水,不会有什么激烈的碰撞,应该可以几十甚至上百年的漂流下去,漂流瓶就是一个很好的例子。2018年3月,澳大利亚的一户居民在西澳大利亚州一处沙滩散步时,发现一个具有130多年历史的漂流瓶。经鉴定,这是已知最古老的漂流瓶,是德国海军观察队在19世纪下半叶为研究世界洋流投入大海的。
一城烟雨cyk
不碎不漏的话,基本上都在飘着啊~水想从玻璃渗进去的话那基本上得百八十年的吧!
一凡亦不凡
当水的浮力大于空瓶十瓶的水的重量时空瓶能一直浮着
陈南总舵主
只要不进水,瓶子完好可以一直漂。不会沉水的
白夹黑
多久沉不知道?装不下东西的时候就会沉!
深漂的农民老刘
有浪很快不堵口☞
东晋王
看是在什么水域在池塘永远不会沉在长江大海几天就会沉
太平洋278648891
时间应该是,海枯石烂
除非承载它的水已经蒸发了没有了,封口的完好的瓶子才能沉到底。
牛顿de苹果
正常的情况下可以一直漂流。