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船会下沉到哪里

时间:2023-12-18 理论教育 版权反馈
【摘要】:有种时髦的说法,甚至海员之中也是这么传论着的,说是在海洋里沉没的船不会沉到海底,而是悬浮在深海的某些地方。很容易计算出,在这样极深的海洋里,水和沉没在海水里的物体承受到水的压力有多么大。把圆筒下沉到5千米的深处。底朝天的玻璃杯并不能自己下沉到水里去。


有种时髦的说法,甚至海员之中也是这么传论着的,说是在海洋里沉没的船不会沉到海底,而是悬浮在深海的某些地方。在那里,海水“已经因为上面各层水压的原因而变得密度非常大了”。

这种说法,看来就连《海底两万里》的作者儒勒·凡尔纳也表示同意。在这本小说的一章里,他描写了一只沉了的船悬浮在水里不动;在另一章里,他再次讲到一些“破船悬浮在海水里”。

这种看法正不正确呢?

这种看法貌似有点儿依据,因为在深海里水压的确可以达到惊人的程度。沉没在10米深处的物体,每平方厘米所承受的水压只有1千克。要是在20米深处,这种压力已经是2千克,在100米深处就是10千克,在1 000米深处是100千克。在海洋深处,深度能达到好几千米的地方有好多个;海洋的最深部分(在太平洋马里亚纳群岛附近的深海),有深度达到11千米以上的。很容易计算出,在这样极深的海洋里,水和沉没在海水里的物体承受到水的压力有多么大。

如果要把一个塞紧瓶塞的空瓶子扔在极深的海水里面,之后再把它拿上来,你就会发现瓶塞已经被水压进了瓶子,而水已经把瓶子完全装满了。《海洋》的作者——海洋学家约翰·牟莱在这本书里讲述他做过这样的一个试验:拿三根粗细不同的玻璃管,管的两端是烧熔封闭的,把管子包在帆布里,之后把管子放在一个上面有洞可以让水自由进出的铜铸圆筒里面。把圆筒下沉到5千米的深处。等到把它捞上来时,帆布里的物体已经像雪一样:那是破碎的玻璃。要是把一块木头下沉到同样深的水里,捞上来之后,它就和砖头一样沉到了水桶底下——水压已经把它们压紧到这样的境地了。

看来,我们一定会这么想,这么大的压力肯定把深海里的水压得很紧密,使重的东西到了那里也不会再往下沉,就像秤锤在水银的里面不能沉下去一样。

其实这种想法一点儿依据都没有。事实告诉我们,水和一切普通的液体一样,也是不容易被压紧的。当1平方厘米的水承受1千克压力的时候,它的体积只能缩小1/22 000,之后每增加1千克的压力,大概也只能再缩小这么些。假设我们想把水压得这么紧密,使铁放到里面也不会下沉,这样就得把水的密度增加至原来的8倍。要是把水的密度增加1倍,也可以说把水的体积缩小一半,就得对每平方厘米的水加上11 000千克的压力(假定水在这样大的压力下压缩率也是这么大的话)。这样的压力只有在海面下110千米的地方才有!

从这里可以看出,要说深海里的水会显著地变得密实,那是完全不可能的。在海洋的最深处,水的密度也只是增大了1100/22 000,也就是比正常水的密度大1/20或者5%19。这对于各类物体在那里的浮沉条件,基本上没有影响,何况泡在这里面的固体物体也要受到这样的压力,因此也就能变得紧密些。

所以沉没的船只会一直沉到海底,这是无可置疑的。约翰·牟莱说:“凡是在一杯水里能下沉的一切物体,到了海洋最深的地方,应该也能一直下沉到海底。”

我曾听说过有人对这一点提出反对建议。你要是小心地把玻璃杯底朝上浸泡在水里,杯子就会悬浮在水面上,因为它所排开的那一部分体积的水的重量,正好和玻璃杯子的重量相等。如果用重量比较大的金属杯子,那它也会悬浮在水面上,只不过位置稍微低一点儿,但是不会沉到下面去。当巡洋舰或者别的船只倾覆下沉的时候,大约也会一样停留在半路上。如果船上某些位置关住了空气而泄不出来,那么沉到一定深度的船也会停留在那个地方。

要明白有不少船是在底部朝天的状态之下沉到大海里的,所以可以肯定的是大海里面一定有些船只是没有沉到海底的,而只是悬浮在幽暗的深海里面。固然这样的船平衡状态要是轻轻一推动就会失去,失去平衡后,船就会翻过身来装满水,一直沉到水底。可我们知道大海深处永远是风平浪静的,就连暴风雨的回声都渗透不进去,那么又到哪儿去找这样的推动力呢?

所有这些论证,在物理学上的根据都是错误的。底朝天的玻璃杯并不能自己下沉到水里去。它和木块或者塞紧瓶塞的空瓶是一样的,必须在外力的作用下方可下沉到水里去。同样船要是倾覆着的也不可能下沉,而要停留在水面上,要让它停留在从海面到海底的半路上,那无论如何是不可能的。


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