海里的罐头会浮起来还是会被压碎?

一罐汽水掉到海里会沉下去直到爆炸,还是在达到平衡后浮起来?
2021年6月14日

问题

听众理查德问道:“一罐汽水掉到海里会沉下去直到爆炸,还是在达到平衡后浮起来?”

回答

本周,菲尔·桑索姆对听众理查德提出的这个问题进行了深入思考,或者更确切地说,深入思考。“一罐汽水掉到海里会沉下去直到爆炸,还是在达到平衡后浮起来?”在剑桥科学中心米娅·福克斯的帮助下,我们找到了答案。

理查德-一罐汽水掉到海里会沉下去直到爆炸,还是在达到平衡后浮起来?

菲尔:只有一种方法可以弄清楚海洋里的罐头会发生什么——实验!我没有海洋,但我有一个非常大的罐子,我可以把它装满……

…那是三升,所以如果我加六汤匙盐,我想应该可以得到海水……

…现在让我们看看当我扔进一罐可乐会发生什么……

…它漂浮!

就在表面上!理查德,这个罐子在第一个障碍上就没能解决你的问题——它必须比水的密度大,才能下沉,然后我们才能知道它是会爆炸还是在固定的深度上盘旋。但剑桥科学中心的米娅·福克斯说,事情还没完。

米娅-这是一个非常有趣和复杂的问题,这取决于你在哪个国家!在英国,碳酸饮料含糖量较少,所以罐装饮料的密度总是比水低,而且会浮起。其他国家会添加更多的糖,这样他们的汽水罐就会下沉。

差别甚至延伸到无糖饮料和普通饮料——普通可乐会沉下去,而无糖可乐会浮起来!我们以美国最甜的碳酸饮料为例,它的密度是1克多一点每毫升。

米娅-海水在地表以下大约5000米处的密度是这样的。如果我们的罐子下沉到5000米,由于密度相等,它会浮在水面以下。但是,不太可能有那么深。海拔5000米时,水压约为50000 kPa。

菲尔-那是正常大气压的500倍!

米娅-所以,如果一罐苏打水沉到海里,它在开始漂浮之前就会被压碎。

菲尔-哈尔克在论坛上推测了这可能发生的情况。这个易拉罐是一个很好的对称形状,所以它会保持这个形状一段时间,但最终易拉罐的顶部会开始向内凸起。如果有足够的压力,罐子可能会在某个地方凹陷,从而使两种压力平衡,防止进一步变形。它永远不会完全内爆,因为没有足够的可压缩气体。

米娅:有趣的是,海洋的平均深度是3700米。所以,在很多地方,罐子不可能下沉到足够深的地方,即使它能在下沉的过程中幸存下来。

菲尔-非常感谢米娅·福克斯的回答。现在,再见了,短吻鳄——因为下次我们将回答我们年轻听众约翰的问题……

约翰:为什么鳄鱼的皮肤凹凸不平而不光滑?

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