原标题:鲸鱼是肉做的,潜入万米深都没事,为啥钢铁打造的潜艇容易被压扁
鲸鱼在下潜过程中,肺部逐渐缩小,使体内压强增加,用来平衡体内外的压强。
水压:水中压强和水深有关p=ρgh,深度每增加10.3米,压强就会增加一个大气压,在1000米的深度下,水压高达97个大气压,相当于每平方米承受970吨的重量。鲸鱼的身体经过长时间演化,已经进化出适应深海潜水的能力,但也是存在极限的,一般鲸鱼只在500米以上的浅水区活动,而抹香鲸最高可以下潜到2000米,再深的话鲸鱼身体也承受不了。而军用核潜艇,一般最大下潜深度在300米左右,就算是特制的核潜艇,最大下潜深度也就700米,无法和鲸鱼的下潜深度相比较。
不过即便如此,鲸鱼的下潜深度也已经远远超越潜艇的下潜深度了。这是为什么呢?其实很好解释,潜艇是一个''空壳子'',不管下潜多深,只要正常工作,潜艇内部必须保持一定的压力,而且里面不可能处处充斥着海水,毕竟人要在潜艇里正常工作的。而鲸鱼就不一样了,首先鲸鱼是一个生物,内部遍布各种器官,几乎没有什么大的空隙,其次,鲸鱼是一个柔软的物体,不像潜艇一样铁板一块,无法变形,最后,鲸鱼属于一个开放的系统,鲸鱼可以通过吸入部分海水的方式来减少深海压力的伤害。这个问题的关键,实际上就是一个内外压强差的问题。对于潜艇来说,内部必须保持常压,否则潜艇上的工作人员根本无法生存。而潜入海洋的深度越深,受到的压强就越大。按理说,只要内部和外部压力一样,海水的压力是不会对物质造成较大影响的,但潜艇的工作性质决定了它必须保持常压,也就决定了它必须直接面对深海的压力。而鲸鱼可以通过吞下部分海水的方式,使得内部压力和外部压力平衡,这样的话就能够下潜更深了。
人为什么不能潜入深水
大部分认为,潜入深水,在水中停留的时间长,和肺有关系,这点没错,但实际上,肺越大,在水中停留的时间长,可相反,潜入的深度就越低。鲸鱼之所以可以潜入深水,是因为它的肋骨,胸骨,颈椎骨的链接处是松弛可以收缩的,随着潜入深度的增加,鲸鱼的肺会越来越小,最后收缩到一定程度以后,体外的骨头起到保护的作用,可以增强对压力的抵抗。人类的肋骨不足以支撑压力,一是肋骨非常脆,嘎嘣脆同咱们吃的猪肋骨差不多。另外一点就是肺不会收缩,里面都是空气,承受不住太大的压力。
潜水深度不可怕,重要的是浮出水面的一瞬间
总所周知,潜水的人经常会犯潜水病,潜水病主要是潜水人体内会生成氮气,而氮气在人类浮出水面的时候会形成气泡,大型动物浮出水面气泡会很大,快速出水容易爆炸,所以人类潜水员浮出水面都不能特别快,潜水病不是闹着玩的。鲸鱼潜水,肺会收缩,将肺内的空气压缩到气管和支气管之中,就不会产生氮气,也不会有潜水病。人类潜水时间通过训练是可以延长的,世界纪录是可以在水中憋气20多分钟,潜水最深的纪录是水下332米之多。
申明:图片来源于网络
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