81、船下沉時是一直沉到海底,還是當它們下沉到一定深度時壓力就會將它們保持在深水中?
船下沉時,受到越來越大的壓力。在海面上,每平方厘米面積的壓力(大氣造成的)是1公斤。在海面以下10米處,那個深度的水重又在海面壓力上增加了每平方厘米1公斤的壓力。深度每增加10米,每平方厘米就又增加1公斤的壓力。而在已知的海洋最深部分的海底,壓力約為大氣壓力的1,100倍,即每平方厘米約為1.1噸的壓力。
這樣高的壓力對於能否把下沉的船保持在水中沒有任何影響。從各個方向對船所施加的壓力是相等的,向下的壓力和向上的壓力幾乎完全相等,因此十分明顯,不管壓力怎樣增大,船還要繼續下沉。
但還有另一個因素。壓力能壓縮水,並增加水的密度。水的密度是否能變得非常高,以致這種高壓使得沉船停止下沉,而懸浮在密度較大的深海中呢?
不!壓縮效應是非常小的。甚至在每平方厘米1.1噸的壓力下,水的密度僅由每立方厘米1.00克上升到1.05克左右。如果一個固體的密度為每立方厘米1.02,那麼,它確實會沉到水下去,並在約4.8公里深度處被浮力止住,不再進一步下沉。然而,普通結構材料的密度大大地大於1.05。鋁和鋼的密度分別為每立方厘米2.7克和7.8克。金屬船會一直沉到最深的海底深淵,絲毫沒有上浮的機會。
但假定海洋還要更深,那麼,一根鋁棒是不是會達到最大的深度而不再下沉呢?回答仍然是:「不會的!」
如果海洋大約深67公里(而不是最多11公里深),洋底的壓力就會上升到每平方厘米約7噸,水的密度則上升到每立方厘米約1.3克。然而,在這個時候,水已不再是液體,而會轉化成一種稱為「冰Ⅵ」的固體物質(冰Ⅵ的密度大於水,而「冰Ⅰ」——普通冰——的密度則小於水)。
困此,鋁和密度大於每立方厘米1.3克的任何其他物質,只要海水是液體,就會一直在海裡繼續沉下去,最後停落在普通海底或冰Ⅵ的固體表面上。液體水的密度決不會大到足以浮起固體鋁,更不用說固體鋼了。