深海里的压强有多可怕（万米深海里用钢瓶装满水后密封）

海洋的深度每增加10米，就会增加大约一个大气压，在1万米的深海里，其水压可达到大约1000个大气压（100MPa）之高，深海的恐怖之处主要就在于此。想象一下，假如我们把这里的处于高压状态的海水，用一个容器（比如说钢瓶）密封起来，那么当这个容器被捞上来时，容器内的压强会有什么变化呢？

一般来讲，我们都会认为水是不可压缩的，它的体积不会随压力的大小而发生改变，1万米的深海里，水只是充当传递深海压力的介质，因此可以认为，将钢瓶捞上来时，钢瓶内并没有高压存在。

然而这是错误的看法，事实上水是可以压缩的，数据显示，在常温下水的压缩系数约为 4.74 x 10^-10 平方米/牛顿，因为这是一个非常小的数字，所以在绝大多数情况下都可以将其忽略不计，而我们普遍认为水不可压缩，其原因就在于此。

1万米的深海里，其水压高达100MPa，在如此高压下，水的压缩系数就不能忽略不计了，通过简单的计算我们可以得出，在这里水的体积会被压缩大约4.74%，这是一个相当大的比例。既然水是可以压缩的，那么情况就变得有些复杂了，下面我们来分析一下。

简单思考一下，在1万米的深海里，用钢瓶装满水后密封，密封后的钢瓶会被压瘪吗？很明显，钢瓶是不会发生任何变化的。这就说明了钢瓶的内外都受到了同样大小的力，现在问题就来了，钢瓶密封后，其内部就不再具有外部的水压，那么在钢瓶的内部，是什么力在与钢瓶外部的水压抗衡的呢？答案就是水分子之间的分子作用力。

需要指出的是，分子作用力的本质是电磁力，既然是电磁力，那么分子作用力就会表现出同种电荷相斥，异种电荷相吸的特性，而因为水分子是极性分子（正负电荷的中心不重合的分子），所以在水分子之间既有吸引力，也有排斥力，其具体变化如下图所示。

图中的横坐标 r 代表水分子间的当前距离，r0 代表水分子间的标准距离，我们可以看到当水分子间的距离小于 r0 时，它们之间的分子作用力表现为斥力，而且距离越近，斥力越大。

前面已经提到水是可以压缩的，因此在1万米的深海里的水分子之间的距离，会比水分子间的标准距离小一些，这时水的分子作用力就表现为斥力，它阻止了水被进一步压缩，同时又试图将水分子之间的距离扩张到标准距离。

在钢瓶装满水后未被密封时，水的分子作用力是由水压来平衡的，而当我们将钢瓶密封后，由于钢瓶的内部不再具有水压，水的分子作用力就直接作用在钢瓶内部的瓶壁上了。在这种情况下，因为水的分子作用力的强度是与水压相等的，所以钢瓶也就不会被压瘪了。

我们也可以看到，钢瓶被密封后，作用于钢瓶内外的力就失去了联系，这就意味着，从钢瓶被密封的那一刻起，钢瓶内部的压力大小就与外部的水压完全没有了关系。那这是不是说明，当我们把这个钢瓶捞上来时瓶内依然是高压呢？

当钢瓶捞上来后（不考虑其中过程），其外部所受的水压也就没有了，钢瓶只受到来自内部的分子作用力。我们已经知道，虽然这个力非常大，但是它的目的只是将水分子之间的距离扩张到标准距离，而且会随着分子间距离的增加而减小，也就是说，在这种情况下，只需要钢瓶发生很小的形变（大约是小于或等于其体积的4.74%），就可以减小甚至是完全释放出其内部的压力了。

就像气球一样，在弹性限度内，几乎所有的物体都会随着应力的大小而发生应变，在材料力学中，我们把应力与应变的比值，称之为“杨氏模量”，它是标志材料刚性的一种指标，一个物体的杨氏模量越大，就越不容易发生形变。

有了以上的认识，现在我们就可以给出这个问题的答案了，在1万米的深海里，用钢瓶装满水后密封，捞上来时瓶内的压力是与这个钢瓶的材料密切相关的，总的来讲，钢瓶材料的杨氏模量越大，瓶内的压力就越高，而假如这个钢瓶材料的杨氏模量是无穷大（绝对刚体），那么这个钢瓶内就保持了1万米深海里的高压。

好了，今天我们就先讲到这里，欢迎大家关注我们，我们下次再见`

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