從萬米深海裡,裝水後密封,撈上來還有巨大水壓嗎?

2021-01-08 科學探索家

當然有水壓,體現在密閉容器在撈上來之後,它的體積會增大,至於增大多少,視容器材料而定。(因為內部有巨大壓力,而容器並非剛體,因此體積會變化,在體積變化後,內部的水壓就減弱了)

這道問題的關鍵在於水可以被壓縮嗎?

在中學時期,我們將水視為是不可壓縮的,但實際情況卻是這世界上根本不存在剛體,也就是物質都是可被壓縮的(形變)。但由於水的抗壓能力很強(體積模量很大),因此我們一般將水的體積變化忽略不計。

由此可知,水是可以被壓縮的,並且隨著深度的變化,越往底的海水,其壓縮的程度就越大(導致這個結果的原因是地球引力,即便如此,但對於地球上海洋深度而言,壓縮還是很微小的),也就是水的密度上升了。而密度的上升,意味著在同樣體積單元下,包含的水分子數量變多了,很顯然分子間的作用力也產生了變化,斥力佔據上峰。

當我們將一個敞開口的容器送入萬米深海時,由於容器並不是密封著下去的,因此水壓只會造成容器壁的壓縮,但整體形狀應該不會太大改變;此時我們將容器合上密封,很顯然,由於內外壓強一隻,容器還是保持原樣。

但當我們將容器撈上來後,假設這個撈取過程非常快,原先由外部水壓幫助容器壁一起去對抗內部水分子斥力的,現在外部壓強突然減弱,容器的內外平衡自然就被打破了,那麼打破了的後果體現在哪呢?就是容器的形變,藉由容器體積的增大,使得內部壓力減弱。

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