100斤铁球能在马里亚纳海沟“存活”吗？不会被压强压成饼吗？ _马里亚纳

100斤铁球能在马里亚纳海沟“存活”吗？不会被压强压成饼吗？

首先要明确一点，压扁是不会的，因为在球体周围均匀受力的情况下不会扁，只会有可能被极高的压力压缩小一点，但以马里亚纳海沟底部的压力，按最深处大约1100个大气压计，铁球的尺寸并不会有明显的改变！为什么铁如此能抗压呢？

一、铁的抗压强度和压扁有关系吗？

一般铸铁的抗压强度数据为200MPa，大约相当于每平方厘米上承受2000千克压力，即相当于20千米水下的压力，但这抗压强度并非压扁的强度，而是结构损坏破裂的数据！

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材料的抗压强度表示外力施加的极限，但请注意了，有一个要求：无侧束的状态下的抗压极限，超过这个数值材料将出现破损碎裂以及屈服变形等！

无侧束状态指得是材料周围没有保护，即提供了材料形变的与屈服的空间！

但铁球在马里亚纳海沟底部并不具备这个条件，因为压力来自四面八方，全方位无死角，因此从这一点来看，即使到达20千米深的海底，也一样无法将这个铁球压扁！

二、要多深的位置才能让这个球体明显变形呢？

并不是固体材料在高压下不会变形，固体的原子间几乎就没有间隙，因此很难被压缩，但并非不能压缩，在高压下缺陷和原子之间的间隙会被弥补，紧接着就会进入电子之间斥力对抗的距离，因为原子外层电子都带负电荷！但极高的压力仍然会使克服它们之间的斥力，距离越来越近，一直到白矮星标准的原子核周围，达到电子简并力的极限抗压状态，当然地球上即使在地核也达不到这个要求：

地球核心物质密度：107克/立方厘米

太阳核心物质密度：150克/立方厘米

地表物质的铁密度大约为7.8克/立方厘米，那么在地核处这个铁球直径将缩小成现在的1/2.4，这看起来就是明显缩小了，但这是在6370KM的地核深处！

或者可以这样简单计算，假如按1/10的比例能明显感觉大小变化的话，大约需要637KM的深度，当然地球上根本就找不出这样的地方，毕竟就是科拉超深孔也不过是12262M而已，距离637KM还有625KM的距离！

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但即使在地核处也不能压扁这个铁球，它依然是一个球，只是变得小了一些！

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答案是不会的。

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马里亚纳海沟最深的地方可以达到达6千米到11千米左右，是已知的海洋最深水压最大的地方。那这里的水压是多少呢？

我们在初中物理时学过，液体压强的公式p=ρgh，其中，p是压强，ρ是水密度，g是重力加速度，h是深度。

海水密度一般是水的1.02到1.07倍，这里我们取1040kg/m^3，重力加速度取9.8m/s^2，深度取11km 。

我们很容易计算出这里的水压是112112000Pa，我们四舍五入算作112MPa 。

标准大气压是0.1MPa，那么马里亚纳海沟最深处水压为 1120个标准大气压。

如果对于我们人类而言，在这个压强下，肯定存活不了。

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但是普通铸铁的抗压强度大概在200MPa左右，还有很多钢铁的强度比这还要再高一些。我们很容看出，马里亚纳海沟最深水压比铁的抗压强度小的多。

所以，实心铁球不会变形的，或者说，实心铁，不管是什么形状，多大质量，都不会变形的。

而且一个100斤的铁球，直径有限，四周压强几乎平均，即使沉入更深的水底，那里超过200MPa，也不会变形，只可能只会发生些微的形变，就是直径缩小。

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但是，如果这是一个空心铁球，就不一定了。而且如果空心特别大，当空心铁球的密度小于海水密度时，它会飘浮在水面，必须要施加外力才能让它下沉，这时候，它收到的压力就不平衡了，会变形，甚至破损。

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一个铁球，能不能在马里亚纳海沟沟底“存活”，跟它的质量没有关系，因为铁球的抗压强度非常高，哪怕是地球上最深的海底，也无法把它给压碎。

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虽然马里亚纳海沟沟底水压强很大，但是它也并不能把铁球压扁，当然了，这里有一个前提条件是铁球是实心的，而不是空心的，所以说，这个问题的关键在于铁球到底是实心的还是空心的，如果是实心的，管它是1斤，100斤，甚至是1吨或者是100吨，那都没有关系，铁球都不可能被压扁的。

不过如果是空心的话，那么铁球的抗压强度可能就没有这么厉害了，在水压的作用下，铁球就有可能被压扁，甚至是压碎都有可能，那么为什么一个空心就能对铁球的抗压强度带来如此大的影响呢？就着这个问题，我们不妨来假设一下，假设有一个装满了水的气球（内部没有一点空气），将其从大海扔下去，按道理来说，气球应该会悬浮在水中，不过呢，由于水压对其体积有一定的压缩作用（虽然压缩的范围很小），所以气球会慢慢往下沉。

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【100斤铁球能在马里亚纳海沟“存活”吗？不会被压强压成饼吗？】慢慢往下沉的过程中，气球所在环境的水压强也就越来越大了，那么问题来了:气球能被水压压碎吗？答案是不能，其实你可以试着想一下，气球的各个方向所受到的水压强基本上是没有区别的，因为气球的体积足够小，完全可以忽略水压强在如此小维度的变化。所以呢，气球相当于在各个方向上受到了同等大小的力，气球其实就处于平状态了，根本就不可能被压碎的。

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回到题目中的这个问题来，铁球就更不可能被压碎了，因为一方面铁球的抗压强度很大，另外一方面，铁球和水一样同样是受到了各个方向的平衡力，所以也是处于平衡状态，也不会被压碎的。更重要的是一点，我们通常测得的铁的抗压强度，其实是在无侧向束缚力的条件下测得的极限抗压强度，而题目中的铁球，进入到了水中之后，受到的力是来自各个方向的，压碎铁球需要克服的就是铁原子之间的斥力，而这个力是强相互作用，仅仅依靠地球上万米的水深，是无法将其压缩的，如果想要做到明显的变形，那么至少得在水深几千千米的深度，而地球上并没有这么深的水。