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铁球被压缩成铁饼后体积变吗 铁块被压成铁饼密度变吗?

浏览量:2951 时间:2023-03-16 20:52:39 作者:采采

铁球被压缩成铁饼后体积变吗 铁块被压成铁饼密度变吗?

铁块被压成铁饼密度变吗?

通常情况下,铁块被压缩成铁饼(设缓慢压缩,温度升高不大)其密度一定增大。

我们知道,组成任何物体的物质分子间都存在间隙,铁分子之间也存在间隙。当压缩铁块时,使铁分子间隙减小,铁分子间分子力表现为斥力,以反抗被压缩。当在强力作用下铁块被压缩成铁饼时,体积减小,由密度的定义式P=m/V,铁的质量m不变,当体积V减小时致使铁的密度P增大。

虽然马里亚纳海沟的水压很高,但这不可能会把实心的铁球压扁。铁球的抗压强度非常高,足以抵抗地球上最深海底的水压。

随着海水深度的增加,水压会变得越来越高。一般而言,水深每增加10米,水压就升高1个地球表面大气压。在深度为11公里的马里亚纳海沟底部,水压可达1100个地球表面大气压。

以常见的铸铁(包含铁、碳和硅)为例,其抗压强度为2000个地球表面大气压,这相当于水深20公里的水压。因此,在马里亚纳海沟的底部,铁球完全可以承受住那里的水压,它基本上不会发生变形,更不会被压扁。铁球的抗压强度与质量无关,无论是1斤,还是100斤,或者100吨,铁球都不会在马里亚纳海沟中被压扁。

倘若铁球是空心的,如果它的抗压强度不够高,那么,在马里亚纳海沟底部的巨大水压作用下,空心铁球就会被压扁。这是深海潜水器需要面临的挑战,它们需要有足够高的结构强度,才能潜到马里亚纳海沟之底。

虽然地球上没有足够深的海洋,但太阳系中的其他天体上存在远深于地球海洋的水体,例如,木卫二的深度高达100公里的地下海洋。在木卫二冰冻表面下方10至30公里的地方,那里有足够的温度来维持液态水的存在。

考虑到木卫二的质量较小,它的水压随着水深增加而升高的幅度没有地球那么大。木卫二的表面重力加速度为1.31米/平方秒,地球是它的7.5倍。根据线性关系,可以计算出木卫二100公里深的海洋底部水压为1335个地球表面大气压。尽管木卫二的海洋非常深,但其底部的水压并不高,实心铁球的强度足以抵抗住,它并不会被压扁,就算考虑到地下海洋上方10至30公里厚的冰壳也是如此。

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