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  • 1 # 火星一號

    如果把一個皮球放在馬裡亞納海溝中,它能否浮上來主要取決於兩方面因素,一個是皮球的平均密度,還有一個是皮球的抗壓強度。

    馬裡亞納海溝的壓強非常高,相當於1100個地表大氣壓。關於水壓,可以先來看看如下的實驗:

    一位潛水員拿著一個裝著空氣的空瓶子(擰緊瓶蓋)進行潛水,隨著水深的增加,水壓越來越大,瓶子也變得越來越扁。當水深為6米時,瓶子已經可以看出來被壓扁:

    由於水的深度每增加10米,壓強會增加1個地表大氣壓。在6米水深的地方,壓強相當於1.6個地表大氣壓。

    當水深到了12米時,水壓達到了2.2個地表大氣壓,瓶子已被顯著壓扁:

    當水深達到23米時,水壓增加到3.3個地表大氣壓,瓶子已經被完全壓扁:

    當瓶子回到水面之上時,它的內外壓強差消失,瓶子又恢復為原來的形狀:

    對於處在馬裡亞納海溝底部的皮球,它將會承受巨大的水壓。假設皮球的抗壓強度足夠高,它能夠保證自身不會被壓扁。在這種情況下,只要皮球的平均密度小於馬裡亞納海溝的海水密度,皮球就能浮上來。

    由於液體很難壓縮,馬裡亞納海溝的海水密度只比表面高了大約5%,約為1080千克/立方米。普通皮球的平均密度只有600千克/立方米,所以皮球會上浮。

    但在馬裡亞納海溝底部的強大水壓作用下,由橡膠或者PVC(聚氯乙烯)等聚合物製成的皮球不可能承受得住,它們的結構將會被壓破掉。如果皮球的材質是密度與純水相近的天然橡膠,則破掉的皮球會慢慢浮上來。但如果是密度為1200千克/立方米的氯丁橡膠,破掉的皮球將會沉在馬裡亞納海溝的底部,不會浮上來。如果是密度為1300千克/立方米的PVC,那麼,破掉的皮球也會沉在海底。

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