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1 # 玄天二極體
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2 # 力學Nerd王小胖
1、玻璃球的受力狀態
在深海中,玻璃球外層受到海水的壓力,假設玻璃球不大,是均勻的,那麼球體外側受到均布的壓力。整個球處於壓應力的狀態下。
鋼化玻璃的及格線是極限壓應力90MPa,我們就以這個值作為計算依據。地球上最深的海溝是馬裡亞納海溝,深11034m,其底部的壓強約1100個大氣壓,即111.4MPa。
具體玻璃內部產生多大的壓應力,跟玻璃的厚度有關,如果假設是薄壁球體,那麼壓應力計算公式:
其中,p為海水壓力,D為球體直徑,t為厚度。雖然外壓超過了玻璃的極限壓應力,但是並不等於玻璃在這個外壓下就會產生這麼大的壓應力。顯然,厚度越厚,玻璃內部壓應力就越小。
因此,從力學上來說,海水壓力壓不跨玻璃球,也就不會產生裂紋,海水就進不去。
2、玻璃球的微觀角度較大尺度上,實際上由於製造技術的限制,玻璃球體內總會含有各種雜質或氣泡。90MPa的及格線針對的是整體,即已經考慮了內部缺陷。雖然,玻璃球在海水的高壓下,內部缺陷很穩定,並沒有擴大,而且沒有連成一體。但是,這些存在的內部缺陷,卻是水路的集合之地,是大道。
微觀尺度上,玻璃的微觀結構比較無序。晶體之間的空隙,就有可能是水路的小道。
3、分子擴散客觀上,玻璃微觀結構存在空隙和製造技術造成的孔洞成為了海水入侵玻璃的通道。根據分子擴散論,無論是玻璃內的分子,還是海水分子,都在做無規則的熱運動。在接觸部位,水分子就會侵入玻璃,時間足夠長的話,中空的玻璃球內部灌滿了水。
一個非常流行的科學實驗:科學家將鉛和金放置在一起,5年後,從中間剖開,發現兩者互相侵入了1mm。這成為了分子擴散論的有力證據。
總結時間足夠長,玻璃球內部會有水汽,甚至灌滿海水。
不會。
如題,假設是一箇中空封閉玻璃球,二氧化矽分子間隙無法讓水分子透過,無論再長的時間,再深的水底(不會破裂)。
如果有水氣也只會是球內空氣中所含的水分。