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100斤铁球能在马里亚纳海沟“存活”吗?不会被压强压成饼吗?
铁球,海沟,马里亚纳100斤铁球能在马里亚纳海沟“存活”吗?不会被压强压成饼吗?
发布时间:2019-02-08加入收藏来源:互联网点击:
马里亚纳海沟有多恐怖?马里亚纳海沟海沟最深点低于海平面11034米。这里的海水压力是相当大的。海水的压力是随着深度的增加而增加的,即水深每增加10米大约就会增加一个大气压。像马里亚纳海沟的最深点,这里的海水压力已经达到了1100个地面标准大气压了。这相当于一平方厘米的面积上承受1137公斤的压力。一个成年人如果沉到了马里亚纳海沟最深处,身体就会承受大约22740吨的压力。人会瞬间被压扁。这是因为人体的内部依旧维持在一个标准大气压的压力,因此在海沟深处强大的内外压力差的作用下,人会被压扁。
如果是一个100斤的铁球呢?如果这个铁球是实心的,它是不会被被压扁的。原因在于水压对物体的四周都有压力的。铁球在深海中受到的压力是来自四面八方的。而一个100斤的铁球的直径大约是37厘米。因此由于铁球直径高度引起的海水深度差是很小的,对于一个铁球来说是可以忽略不计的。所以说实心的铁球在马里亚纳海沟是压不扁的。
如果这个铁球是空心的,它沉到马里亚纳海沟就不好说了。铁球里面是较小的空气压力,外面时强大的海水压力,这样巨大的压力差很可能就会把铁球给压扁了。
回答于 2019-09-11 08:43:50
会略微压缩,而不会完全被压变形。
回答于 2019-09-11 08:43:50
100斤铁球能在马里亚纳海沟“存活”吗?不会被压强压成饼吗?
首先要明确一点,压扁是不会的,因为在球体周围均匀受力的情况下不会扁,只会有可能被极高的压力压缩小一点,但以马里亚纳海沟底部的压力,按最深处大约1100个大气压计,铁球的尺寸并不会有明显的改变!为什么铁如此能抗压呢?
一、铁的抗压强度和压扁有关系吗?
一般铸铁的抗压强度数据为200MPa,大约相当于每平方厘米上承受2000千克压力,即相当于20千米水下的压力,但这抗压强度并非压扁的强度,而是结构损坏破裂的数据!
材料的抗压强度表示外力施加的极限,但请注意了,有一个要求:无侧束的状态下的抗压极限,超过这个数值材料将出现破损碎裂以及屈服变形等!
无侧束状态指得是材料周围没有保护,即提供了材料形变的与屈服的空间!
但铁球在马里亚纳海沟底部并不具备这个条件,因为压力来自四面八方,全方位无死角,因此从这一点来看,即使到达20千米深的海底,也一样无法将这个铁球压扁!
二、要多深的位置才能让这个球体明显变形呢?
并不是固体材料在高压下不会变形,固体的原子间几乎就没有间隙,因此很难被压缩,但并非不能压缩,在高压下缺陷和原子之间的间隙会被弥补,紧接着就会进入电子之间斥力对抗的距离,因为原子外层电子都带负电荷!但极高的压力仍然会使克服它们之间的斥力,距离越来越近,一直到白矮星标准的原子核周围,达到电子简并力的极限抗压状态,当然地球上即使在地核也达不到这个要求:
地球核心物质密度:107克/立方厘米
太阳核心物质密度:150克/立方厘米
地表物质的铁密度大约为7.8克/立方厘米,那么在地核处这个铁球直径将缩小成现在的1/2.4,这看起来就是明显缩小了,但这是在6370KM的地核深处!
或者可以这样简单计算,假如按1/10的比例能明显感觉大小变化的话,大约需要637KM的深度,当然地球上根本就找不出这样的地方,毕竟就是科拉超深孔也不过是12262M而已,距离637KM还有625KM的距离!
但即使在地核处也不能压扁这个铁球,它依然是一个球,只是变得小了一些!
回答于 2019-09-11 08:43:50
压扁前提是上下受高压左右不受压,就像压铁饼似的,水底压力再大也是四面八方都受力的,何来压扁一说。提这种问题的人应该没学过物理
回答于 2019-09-11 08:43:50
不可能的,除非中间是空心的,实心铁球,到了海底还是铁球,可能有裂痕,但是不会被压缩成饼干。
回答于 2019-09-11 08:43:50
答案是不会的。
马里亚纳海沟最深的地方可以达到达6千米到11千米左右,是已知的海洋最深水压最大的地方。那这里的水压是多少呢?
我们在初中物理时学过,液体压强的公式p=ρgh ,其中,p是压强,ρ是水密度,g是重力加速度,h是深度。
海水密度一般是水的1.02到1.07倍,这里我们取1040kg/m^3,重力加速度取9.8m/s^2,深度取11km。
我们很容易计算出这里的水压是112112000Pa,我们四舍五入算作112MPa。
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