若把砖头扔进马里亚纳海沟,会发生何事?会沉到海底吗?( 二 )
就算是密度远远大于液体的钢铁材料 , 也可以通过内部中空来降低密度来实现漂浮状态 。
砖头能不能沉入海底 , 取决于砖头的密度大小 。
现以一块标准砖为例 , 这种实心红砖主要是由坚硬的岩石构成的 , 其密度大约为1.8克每立方米 。
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根据数据来看 , 这要大于常压下海水的密度 , 1.03克每立方厘米 。 不过 , 深海中水的密度会超过砖头吗?
对于液态水而言 , 每增加一个大气压 , 水的密度也会相应增加46% 。
所以 , 液态是水非常难压缩的 , 随着大气压的增大 , 水的密度只可能轻微的变大 。
但是由于砖头和水的物理性质决定了海水的密度小于砖头的密度 。
所以当砖头落入海水中时 , 砖头就会一直往下沉 , 直到沉到马里亚纳海沟的最底部 。
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那么 , 砖头在下沉的过程中 , 一直是完好无损的吗?会不会由于过大的压力而变形破碎呢?答案是肯定的 。
砖头的密度大是因为它的材料是沙土制成的 , 但是在砖头烧制完成之后 , 其表面和内部都是有空隙的 , 当砖头进入海水之后这些空隙会慢慢被海水填充 。
换句话说 , 随着砖头向海底的不断深入 , 砖头内部的空隙全都会被海水侵蚀吞并 , 等到砖头空隙全被填满时 , 当砖头不能承受海水的侵蚀时 , 就会炸裂开来 , 随着海水的不断渗透 , 砖头也会一步步破碎 , 变成一块块小颗粒 。
影响砖头沉入马里亚纳海沟的因素还有很多 , 海水的水压和海水的深度也是重要的原因 。
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根据其物理性质 , 砖头越下沉速度也随之越慢 , 而砖头本身也有一定的抗压极限 , 随着砖头的下沉 , 就会超过这个极限 , 随之破损 。
随着砖头下潜深度的增加 , 砖头破损的程度也会加剧 , 砖头自身的抗压强度大约在30兆帕左右 , 所以按照海水压强与压力的关系计算 , 从3000米开始 , 砖头就会开始解体 。
当砖头变成一块块小碎颗粒的时候 , 由于颗粒的本质是沙土 , 密度还是比海水大 , 所以也会不断地下沉 , 直至落入海底 。
砖头多久才会掉落到海底呢?
要知道一个物体在水中下沉的过程中 , 通常来说会受到自身的重力 , 水的浮力和阻力这几个因素的影响 。
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在砖头落入海水时 , 刚开始的时候速度会比较慢 , 然后速度会加快 , 在速度增加的同时受到的阻力也会加大 。
直到砖头所受到的重力 , 浮力和阻力达到平衡 , 砖头就会达到下降的最高速度 , 并开始变为匀速运动 , 在物理上有一个公式为:F+F浮力+G=0 。
如果按照砖头最大的那一面 , 向下降落 , 经过专家推算得出 , 一块砖头沉入马亚纳海沟的时间大约是2.4个小时 。
考虑到外部因素 , 海水本身是流动的 , 再加上砖头自身的性质也不稳定 , 或许砖头下沉到海底的时间比上面计算的还要长一些 。
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虽然深海气压很大 , 但也不能阻止密度较高的砖头的下落 , 只是在下降到更深处时 , 速度会减慢 , 但是砖头仍然是在下落的 。
这也就说明了 , 物理定律的规则也一样适用于最深处的海沟 。
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