#師者說#

液體壓強大的主要原因是深度

我們在學習初中物理的時候就學過液體壓強隨液體深度而不斷變大。這還得追溯到20世紀五十年代，帕斯卡做了一個令人驚歎的實驗:在一個密閉且裝滿水的新木桶的桶蓋上插入一根約為12m長的細管，然後站到樓房的陽臺上向細管子裡灌水。當細管子裝滿水時竟然就把桶壓裂了！

人們很不解，為啥那麼點水就能把桶給壓裂?原來是因為液體壓強的緣故。

中國海鬥號要承受多大的壓力

我國由科學院瀋陽自動化研究所研發的無人自主潛水器海鬥號，最大潛深達10907米，創造了中國無人潛水器的最大下潛及作業深度記錄。中國逐漸縮短了我國與美、日、英等世界海鬥深淵科考先驅國家在萬米科考能力上的差距世界領先水平。為何這麼難呢？在一萬米以下，液體壓強大約為100MPa，啥概念呢？1MPa=10^6Pa相當於一平米的面積上施加了10^6N的力，這個還不清晰的話，也相當於2000個(體重適中的人重力約為500N)人壓在一平米的面積上。這樣一來對於材料的強度要求就很高了。海鬥號是在通過了整機115MPa的壓力試驗後才進行萬米深潛的。

在不同的壓強下人類如何活動呢？一般的水肺潛水

在40米以上的深度下，攜帶水下呼吸系統的水肺潛水是可以的。四十米一下液體壓強就要超過4個大氣壓(4×10^5Pa)了,這樣會造潛水的氣瓶裡的壓縮的空氣裡的氧氣、氮氣溶入人體，造成傷害。

技術潛水

一般超出40米的深度，還想潛水的話一般要在氣瓶中加入混合氣，一般加一些氦氣，但是氦氣是比較貴的，純玩的話太燒錢啦！

而且更重要的是深潛後，潛水員再回到常壓環境時，須經過減壓過程，使人體內的中性氣體慢慢析出。但是如果析出過快會使人體組織和血液內形成氣泡,使人得病,輕則癱瘓，重則死亡，這些熟稱為減壓病。

常壓潛水

但是如果不想面對這些麻煩就需要常壓潛水了。怎樣才成這樣呢？就需要潛水員全副武裝。穿上笨重的抗壓潛水服了。

利用抗壓潛水服的強度就能夠承受海水壓力，從而使內部保持常壓。因此這些潛水服一般用輕質硬殼合金製成。這樣一來下潛到五六百米是可以的。

潛水器將人類帶向深海處

深海載人潛水不得不提我們國家的蛟龍號了。2012年6月，它在馬裡亞納海溝創造了下潛7062米的中國載人深潛紀錄！放眼全世界，這也是數一數二的水平了。

這些技術突破的攔路虎全都是液體壓強！

那麼深海處的動物為啥沒事呢?

人深海潛水是比較危險的，需要有抗壓潛水服，或者乘坐潛水艇，但是深海中的魚和其它動物為啥能生存呢?在千米深的海水中見到過人們熟知的蝦、烏賊、章魚、槍烏賊，帶魚，還有抹香鯨等大型海獸類。

我們先來說說同樣是哺乳動物的抹香鯨

抹香鯨需要用肺呼吸空氣，但是它可以潛到深海捕捉大王烏賊為食，有時甚至需要潛到2000多米的深海！那它是如何適應深海的超大壓強的呢？

原來鯨魚的肺部有一個獨特的結構:強大的肌肉質橫膈。當下潛時，鯨的肺會逐漸縮小，身體的壓強變大，讓身體內部和外部的壓力是相符的，所以就可以抵禦很大的液體壓強，就不會出現死亡的現象。

海的更深處還有很多的魚類，他們又是如何生存的呢？

為了適應深海高液壓環境。這些魚的身體大多被壓的很扁，比如帶魚。海魚把吞下的海水先由腸壁連鹽帶水一起滲入血液中，再由腮上的排鹽細胞將多餘的鹽份排出而把水分截留下來，使體液維持正常的低濃度。另外，魚皮組織變得僅僅是一層非常薄的層膜,它能使魚體內的生理組織充滿水分,保持體內外壓力的平衡。這就像我們人處於大氣層內，周圍充滿了大氣壓約為10兆帕。二人為啥沒事呢？原因就是人體內部也有氣體，室內氣壓平衡後我們是感知不到的。

總結

液體壓強隨深度的增加而不斷變大。而隨著人類社會的不斷髮展，克服深海壓強，探尋萬米以下的海洋成為現實。更可敬畏的是深海處頑強的生命為了生存改變自身形態，適應無光，低溫，高壓的海洋！這些都是值得我們去學習的！