核潜艇只能下潜到几百米,为何鲸鱼能到几千米?
潜水艇内部需要住人,压力维持在一个大气压左右,所以潜水艇内外存在很高的压强差;鲸鱼可以主动增加体内的压力,来和外部压强形成平衡,所以鲸鱼能下潜到更深的深度。
根据液体压强公式p=ρgh,可知海洋中的压强和水深成正比,大约每下降10.3米,压强增加一个大气压,一个大气压强是1.013*10^5pa,相当于每平方米面积上,承受10吨物体的重力。
0~3米
该深度属于人类常规的游水范围,水性好的人无需任何防护也能应对。
10~100米
这属于专业潜水员的活动范围,由于水中压力明显增加,会导致人体内部的气体压力有所增加,潜水员再次返回地面时,一般要通过专业的减压步骤,否则极易引发减压病,是非常致命的。
100~500米
一般的潜水艇,极限深度在300米左右,俄罗斯特制的核潜艇,可以下潜到700米,这已经是核潜艇的极限了,在这里,潜艇外部将承受70个大气压强的压力,相当于每平方米上承受700吨的重力。
500~2000米
在这个深度下,阳光亮度逐渐降低到零,生物也少了很多,抹香鲸在捕食大王乌贼时,有可能下潜到2000米的深度,抹香鲸在下潜时,会缩减肺部的体积来增加体内压强,从而和体外压强形成制衡。
但是潜水艇做不到,因为潜水艇内部需要住人,压力保持在一个大气压左右,否则人体承受不了。
2000~5000米
该范围属于深海区域,人类特殊制造的深海潜水器,可以下潜到该深度,比如我国的蛟龙号,最大下潜深度为7000米,外部承受的压力也是非常惊人的。
5000~11000米
超深海范围,极少有动物生活在这,但是一些经过特殊进化的深海动物,可以在这里生存;2012年好莱坞大导演詹姆斯·卡梅隆,乘坐深海挑战号下潜到11000米的深度,创造了人类的深潜记录,潜水器回到水面后,长度直接被压缩了7厘米。
对于压强问题,其实一个大气压也是很高的,我们生活在大气中,身体表面每平方米承受10吨的压力,但是我们丝毫感觉不到,因为我们体内的压强和外界相当,内外形成压强相互抵消。
如果我们到了高原地区,外界压强降低,身体就会有明显变化;而深海鱼到了浅海,也会因为体内压强太高,导致身体破裂。