【题】假如,在8千米深的海洋底部出现了一个小气泡,那么它最后是否会浮到水面上来呢?
【解】假如按照每10米的水柱等于1个大气压来计算的话,那么海洋8千米深处的小水泡大约承受着800个工程大气压的压力。气体密度与其承受的压强成正比(根据玛里奥特定律可知)。在这里利用这个定律我们可以看出,在800个工程大气压下,气泡的密度应该是标准大气压的800倍。水密度为我们周围的空气的密度的770倍。所以可以说,小气泡是不会浮到水面上来的,因为大洋底部的气泡密度比水密度还要大。
但是空气的密度在200个工程大气压时会约变为原来的190倍,而不是200倍;它在400个工程大气压时,会变为原来的315倍;随着受到的压力越大,就与玛里奥特定律越不符合。空气密度在600个工程大气压时增幅只有387倍,在高于1 500个工程大气压时只变为510倍。气体密度随着压力越大,增幅越小。同样,液体也是如此。比如说,在2 000个工程大气压时,空气的密度只是变为标准大气压的584倍,与水的密度比值为3:4。由此可见,在800个工程大气压的环境中玛里奥特定律是不成立的,这样,上面的结论我们就是基于一种错误的假设了。
所以我们可以得知,相对于水的密度来说,在大洋底部的小气泡是不可能超过它的。小气泡一定会浮到海面上的,无论它在多深的地方产生——哪怕是11千米的海洋最深处。