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为什么深潜很危险?水流大比拼揭示真相!

时间:2023-08-12 理论教育 版权反馈
【摘要】:当我们深潜到一定深度时,会感觉耳膜像被什么东西压住了一样。正因为如此,深潜对人类来说是挑战,因为人体的抗压能力是有限的。而现实中,不依赖任何外在装置,徒手勇闯深海的潜水最深纪录是113米,有装备的深潜纪录是332米。目前,我国正在实施11000米载人、无人潜水器的研制计划,并且取得了一系列阶段性成果。

为什么深潜很危险?水流大比拼揭示真相!

当我们深潜到一定深度时,会感觉耳膜像被什么东西压住了一样。潜水员深潜时要穿特制的潜水服,并且要控制下潜深度;潜水艇也只能下潜到一定的深度。这些都和液体压强有关。

我们知道,当一个物体对另一个物体表面有压力时,就会产生压强。同理,由于水本身受到重力作用,且为流体,水的重力会向各个方向传递,表现为水对浸在其内部的物体产生压力。因为水对容器底部有压力,所以水会对容器底部产生压强;水对容器壁有压力,因此水对容器壁也会产生压强。

比如,用一个塑料袋装满水,然后在塑料袋底部扎一小孔,水就会从底部流出,在塑料袋侧壁扎一个孔,水也会从侧壁流出来,这就是水对塑料袋的底部和侧壁有压强的表现。同时,我们发现从塑料袋底部流出来的水比从塑料袋侧壁流出来的水流速更快,这是因为塑料袋底部距离水面的深度要比塑料袋侧壁距离水面的深度要深,所以底部受到的压强要比侧壁受到的压强大。

三百多年前,法国科学家帕斯卡经过大量的实验得出结论:液体内部向各个方向都有压强,压强随液体深度的增加而增大;同种液体在同一深度的各处,向各个方向的压强大小相等;不同的液体,在同一深度产生的压强大小与液体的密度有关,密度越大,液体的压强越大。

正因为如此,深潜对人类来说是挑战,因为人体的抗压能力是有限的。在无装备的情况下,生理学家计算人深潜的极限在100米左右。而现实中,不依赖任何外在装置,徒手勇闯深海的潜水最深纪录是113米,有装备的深潜纪录是332米。

目前世界上已知能下潜到最深的潜艇,应该是日本的KAIKO号潜水艇,它曾下潜至全世界最深的海沟——马里亚纳海沟底部约10975米深处,这是目前潜水艇深潜的极限。而中国自主研发的潜水艇“蛟龙”号,下潜的最深距离是7062米,这个深度相当于能够到达全世界所有海域的90%。目前,我国正在实施11000米载人、无人潜水器的研制计划,并且取得了一系列阶段性成果。

实  验(www.xing528.com)

水流大比拼

实验材料

打孔器、食用色素、塑料杯2个、矿泉水瓶、吸管2根、万能胶、剪刀

实验步骤

实验原理

在水流大比拼中,我们发现,一开始进气管长度相等,出水管长度相等,水流速度相同。当把其中一根吸管剪短后,会发现剪短后的吸管中的水流变慢了。这是因为瓶内水面与出水口的高度差变小,水压就变小,因此流速就变慢。

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