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【腦洞系列】1升水從11000米海底取上來,用密封容器裝著,會發生什麼?

有人問, 如果用密封容器從馬里亞納海溝底部取一升水, 到海面的時候會發生什麼?

這裡首先要澄清一個誤區, 即液體是不可壓縮的。 很多人都知道液體是不可壓縮的, 所以可以用於液壓裝置傳遞能量。 比如汽車的剎車, 就是用管子和汽車的四輪相連, 踩剎車的時候壓力就通過液體傳到剎車裝置上, 抱緊輪轂使其停止轉動。 如果管子破掉的話, 剎車就會失靈, 踩下去就沒有力給剎車裝置, 但這樣的情況極為罕見, 尤其在轎車上。

然而世界上沒有不可壓縮的東西, 因為任何物質都是由分子、原子及更基本的粒子組成, 相互之間肯定有間隙。 有間隙就能夠壓縮, 只是看你的壓力加得夠不夠, 在絕對的壓力之下, 別說液體, 就是鋼材、中子星也會被壓縮, 根本就沒有能不能壓縮的問題, 有的只是能壓縮多大程度的問題。

所以水肯定也是能壓縮的,

水的體積模量為2.19×10^9Pa, 相當於在大約220個大氣壓下, 可以將水的體積壓縮約1%。 在4公里深的海底, 壓力約為400個大氣壓, 海水體積會被壓縮約1.8%, 也就是說海平面的一升海水, 到這裡就壓縮成0.982升了;即使一塊鋼, 在4公里深的海底, 也會被壓縮0.025%。

那麼在太平洋地球最深的馬里亞納海溝,

最深處約11000米, 相當於約1100個大氣壓, 海水將被壓縮到海平面體積的約4.96%。 當你用一個密封容器把它裝好, 提升到海面的時候, 它的體積應該膨脹到約1.05倍, 相當於要釋放1100個大氣壓的壓力, 無疑是極為可怕的。 需要注意的是, 這裡說的都是海水, 海洋表面和海底不同深度的海水密度、體積變化, 也指的是海水, 不是通常意義上的水。

上世紀30年代, 第一個潛水球的發明者奧提斯·巴頓和威廉姆·畢比, 就記錄了一次意外事故驚心動魄的發生過程。

潛水球是利用澆鑄用鋼製成的圓球, 壁厚2.5公分, 直徑1.45米, 可容納兩人潛入深海。 球壁上開了三個圓孔, 有兩個安裝了當時最堅固的透明材料——7.6公分厚的熔融石英玻璃, 分別用來照明和觀察外面, 第三個孔則暫時用鋼栓塞上, 以後用於安裝膠捲相機。 另外還開了一個艙口用於人員進出, 質量達180千克。

在一次數百米深(具體不詳)的無人下潛時, 當潛水球被拉上船後, 畢比發現裡面幾乎充滿了水, 他意識到發生了滲漏, 裡面水壓肯定很大, 極為危險。 於是命令船員讓開, 自己開始鬆開艙口的螺栓以打開艙口, 然而在毫無預兆的情況下, 銅螺栓突然像炮彈一樣飛了出去, 筆直地射到9米外甲板上的鋼絞盤上, 鑿出了一個直徑13毫米的缺口。 緊接著一股固態的水柱從潛水球中沖了出來, 變成瀑布,然後和空氣混在一起,變得像炙熱的蒸汽一樣,而不是冰冷的水。

一位運氣超好的攝影師竟拍下了當時的情形畢比驚魂未定,稱如果他和巴頓乘坐潛水球就這樣下水的話,根本就來不及被滲漏進來的水淹倒,而是最初滲進來的那幾滴水,就足以像子彈一樣洞穿他們的身體。

所以事情就很清楚了,你要想用一個密封容器從馬里亞納海溝11000米深處打上來一升水,你要麼得用一個堅固的能夠承受1100個大氣壓的容器,要麼可以用一個能夠膨脹變形的容器,讓這一升水在到達海面的過程中逐漸變成常壓的水,膨脹到海底體積的1.05倍——其實一個氣球就夠了。

但無論你用哪種辦法,如果你有辦法讓這個裝滿11000米海底高壓水的容器瞬間到達海面的話,很可能引發一場爆炸,容器越大,爆炸的威力也越大。

一些朋友可能就要問了,假如把水一直加壓下去,又會發生什麼呢?比如地球海底最深處不是11000米,而是110公里,1100公里呢?

答案是,水將會被壓成冰,甚至金屬,然後是中子星物質,最後是黑洞。

當地球上海洋的深度達到100公里到1000公里的時候,最下面的水可能就被會壓成水冰,成為固態的形式了。

而壓力超過1000萬個大氣壓,達到木星內部的壓力,水就可能變成金屬的形式了。

而如果壓力再加大的話,水分子裡面的氫氧原子可能也會扛不住,電子被壓進原子核與質子結合,形成中子,變成緻密的中子星物質。

如果再加壓,當然你懂的,肯定就是黑洞了。理論上任何物質,你不斷地向它施加壓力,最終都會變成一個黑洞,畢竟黑洞就是這樣煉成的。

當然,後面這些都是高度投機,猜測性的說法了,水在如此巨大的壓力下究竟會發生什麼,恐怕現在還沒有人能研究清楚,更別說實驗驗證了。

那麼能不能製造一種不需要炸藥的炸彈,裡面裝滿超高壓的水,從空中落下撞擊地面產生爆炸呢?要多大的壓力,多大的體積,才能產生和平常炸彈差不多的威力呢?這個問題就留待讀者自己思考了。

變成瀑布,然後和空氣混在一起,變得像炙熱的蒸汽一樣,而不是冰冷的水。

一位運氣超好的攝影師竟拍下了當時的情形畢比驚魂未定,稱如果他和巴頓乘坐潛水球就這樣下水的話,根本就來不及被滲漏進來的水淹倒,而是最初滲進來的那幾滴水,就足以像子彈一樣洞穿他們的身體。

所以事情就很清楚了,你要想用一個密封容器從馬里亞納海溝11000米深處打上來一升水,你要麼得用一個堅固的能夠承受1100個大氣壓的容器,要麼可以用一個能夠膨脹變形的容器,讓這一升水在到達海面的過程中逐漸變成常壓的水,膨脹到海底體積的1.05倍——其實一個氣球就夠了。

但無論你用哪種辦法,如果你有辦法讓這個裝滿11000米海底高壓水的容器瞬間到達海面的話,很可能引發一場爆炸,容器越大,爆炸的威力也越大。

一些朋友可能就要問了,假如把水一直加壓下去,又會發生什麼呢?比如地球海底最深處不是11000米,而是110公里,1100公里呢?

答案是,水將會被壓成冰,甚至金屬,然後是中子星物質,最後是黑洞。

當地球上海洋的深度達到100公里到1000公里的時候,最下面的水可能就被會壓成水冰,成為固態的形式了。

而壓力超過1000萬個大氣壓,達到木星內部的壓力,水就可能變成金屬的形式了。

而如果壓力再加大的話,水分子裡面的氫氧原子可能也會扛不住,電子被壓進原子核與質子結合,形成中子,變成緻密的中子星物質。

如果再加壓,當然你懂的,肯定就是黑洞了。理論上任何物質,你不斷地向它施加壓力,最終都會變成一個黑洞,畢竟黑洞就是這樣煉成的。

當然,後面這些都是高度投機,猜測性的說法了,水在如此巨大的壓力下究竟會發生什麼,恐怕現在還沒有人能研究清楚,更別說實驗驗證了。

那麼能不能製造一種不需要炸藥的炸彈,裡面裝滿超高壓的水,從空中落下撞擊地面產生爆炸呢?要多大的壓力,多大的體積,才能產生和平常炸彈差不多的威力呢?這個問題就留待讀者自己思考了。

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