將一塊石頭扔進馬里亞納海溝,它會被強大的壓力壓碎嗎?

2020-07-17     小花的科技屋

原標題:將一塊石頭扔進馬里亞納海溝,它會被強大的壓力壓碎嗎?

地球的表面約有70%都是海洋,但人類對海洋的探索範圍卻只有大約5%,這其中最大的原因就是深海的壓強。在海洋中每深10米,海水就會增加差不多一個大氣壓的壓強,而馬里亞納海溝深達11000米,可以想像在這裡的壓強有多麼的可怕。

我們知道石頭是會被壓碎的,那麼問題就來了:將一塊石頭扔進馬里亞納海溝,它會被強大的壓力壓碎嗎?

在材料力學中,有一個參數叫「抗壓強度」,以下列出通過實驗測出的部分常見岩石的抗壓強度。

為了方便討論,我們取其中最低的值,即1000kg/cm^2,也就是說,當一塊石頭承受了超過1000kg/cm^2的壓力的時候,它就可能被壓碎。

相關數據顯示,當海水深度為10000米的時候,就會產生大約1000kg/cm^2的壓力,那麼馬里亞納海溝的深度約為11000米,這是不是就可以說明,在這裡石頭就會被壓碎呢?

然而事實並不是這樣的。

抗壓強度的定義分為三種情況,即單向受壓、雙向受壓以及三向受壓。拿一個立方體來舉例,只受到上下的壓力就是單向受壓,受到上下左右的壓力為雙向受壓,而受到上下左右再加上前後的壓力就是三向受壓。

這三種情況中的抗壓強度的差距是很大的,其中三向受壓的抗壓強度比前兩種受壓情況高出好幾個數量級,而通常我們講的抗壓強度僅僅指的是單向受壓的情況。

由於海水是液體,其施加在石頭上各個方向的壓力都是非常均勻的(石頭上下壓力差可以忽略不計),因此我們可以認為,石頭在水裡的受壓情況是標準的三向受壓。

可以清楚地看到,即使是地球上最深的馬里亞納海溝,其水壓也只能達到一塊石頭在單向受力的情況下的最低要求,更別說在三向受壓的情況下了。

事實上,對於一塊石頭來講,在單向和雙向受壓的情況下,要壓碎它都是可以實現的。而在三向受壓的情況下,要壓碎它所需要的壓力就會非常非常高,可以說在地球上找不到任何力量能夠壓碎它。

從物理的角度來看,在這種情況下,需要將這塊石頭內的分子以及原子結構破壞掉,才可以認為將它壓碎了,而這樣超級強大的壓力,就目前來看,只有在大質量恆星的內核才可以存在。

所以,如果我們將一塊石頭扔進馬里亞納海溝,由於石頭的密度遠遠大于海水的密度,它會一直下沉到海底,而海水的壓強對這塊石頭幾乎不會產生影響,最多就是把這塊石頭壓得更密實一點點。

好了,今天我們就先講到這裡,歡迎大家關注我們,我們下次再見`

文章來源: https://twgreatdaily.com/zh-tw/uHSXZnMBiuFnsJQVoVyJ.html