本文基于回答網(wǎng)友邀答問題：如果在3000米深的海底，用特種鋼瓶裝滿水，里邊有一個(gè)海底生物密封好，然后拿上岸里邊水壓力多少？（見下面截圖）

簡(jiǎn)單回答：這個(gè)鋼瓶大概率會(huì)爆掉，這條倒霉的魚也必死無疑。

先說說這條倒霉的深海魚。如果這個(gè)特種鋼瓶能夠耐受如此高的壓差不爆瓶，這條魚當(dāng)然不會(huì)死。因?yàn)檫@樣，這條魚就依然活在深海高壓環(huán)境中。不過如果鋼瓶不打開，沒辦法喂養(yǎng)和維持水中的氧氣，要不了多久，這條魚依然會(huì)死掉。能活多久，就要看這個(gè)瓶子的大小了，瓶子越大，裝的水越多，活的時(shí)間就越長(zhǎng)，反之，越短。

但大概率鋼瓶會(huì)爆掉，魚就必死無疑了。

深海魚到達(dá)海面為什么會(huì)死呢？主要原理包括壓力驟降、呼吸系統(tǒng)失效、滲透壓失衡等。

首先說說壓力驟降。深海魚類長(zhǎng)期承受約3000米水深的高壓環(huán)境（約300個(gè)大氣壓），其體內(nèi)細(xì)胞膜和酶活性已適應(yīng)這種高壓狀態(tài)。當(dāng)被快速帶到水面時(shí)，外界壓力驟減導(dǎo)致體內(nèi)氣體膨脹，可能引發(fā)血管破裂、器官損傷，類似于人類潛水病或進(jìn)入高空低壓環(huán)境無保護(hù)狀態(tài)。

其次是呼吸系統(tǒng)失效。深海魚鰓結(jié)構(gòu)已經(jīng)進(jìn)化成從高溶解度水中提取氧氣，但離開深水后會(huì)導(dǎo)致鰓絲粘連失效，無法進(jìn)行氣體交換，導(dǎo)致窒息。

再次是滲透壓失衡。深海魚體液離子濃度與深海環(huán)境平衡，到達(dá)淺水后滲透壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)崩潰，引發(fā)體液紊亂或體表水分快速蒸發(fā)導(dǎo)致脫水而亡。

那么鋼瓶為啥大概率會(huì)爆掉呢？

因?yàn)橐话愕钠孔樱ㄤ撈慷紵o法承受從3000米深海到水面的巨大壓差。

前面所說的壓差，是指3000米深海中的壓力與海平面的壓力約相差300個(gè)大氣壓，也就是說，海平面壓力為1個(gè)大氣壓，海水每深10米增加一個(gè)大氣壓，3000米深海水就有約300個(gè)大氣壓。當(dāng)然，在海洋氣溫洋流等復(fù)雜狀態(tài)下，水深并不一定與氣壓成標(biāo)準(zhǔn)比例關(guān)系，但呈正相關(guān)是毋庸置疑的。這里就不進(jìn)行復(fù)雜分析了，只是按每深10米增加一個(gè)大氣壓的簡(jiǎn)單比例計(jì)算。

這是個(gè)什么概念呢，就是一個(gè)物體在3000米深海中表面每平方厘米要承受約300公斤的壓力，而在海平面只承受1公斤的壓力。

但鋼瓶會(huì)爆掉，并非是由于壓差大的簡(jiǎn)單因素導(dǎo)致的。如果這個(gè)鋼瓶不裝水，也沒有密封，就是一個(gè)不密閉的空瓶子，即便深海與海平面壓差再大，裝滿水從海底撈上來也一樣不會(huì)爆瓶。因?yàn)檫@種壓差在沒密封的瓶口中卸掉了，在上升過程由于密度變小，多余體積的水會(huì)從瓶口流掉了，這個(gè)瓶子的內(nèi)外璧壓差平衡，當(dāng)然就不爆了。

爆瓶的原因關(guān)鍵點(diǎn)在于“密封”和里面裝滿的“水”。這里面的水就像魚兒一樣，在從深海高密度狀態(tài)，到海面低密度狀態(tài)，體積會(huì)增大，就會(huì)像氣體那樣膨脹，將鋼瓶撐破了，而不是所謂壓差直接導(dǎo)致鋼瓶爆裂的。

常識(shí)告訴我們，水（包括所有液體）是很難被壓縮的，在常壓下，水的密度基本不變。正是基于這個(gè)原理，萬噸水壓機(jī)里面就是依靠水來傳導(dǎo)壓力的。所謂萬噸水壓機(jī)，是通過帕斯卡原理實(shí)現(xiàn)壓力傳遞，其核心就在于水的不可壓縮性。當(dāng)然，這里的水并沒有直接承受了萬噸壓力，而是通過活塞從小到大放大壓力，水本身還只是承受著常規(guī)壓力，因此不會(huì)被壓縮。

水很難被壓縮，并不是說完全不被壓縮，在高壓下，水分子還是會(huì)被壓縮的。在大海中，水深每增加1000米，也就是約增加100個(gè)大氣壓，密度會(huì)壓縮約0.5%，在3000米深海中的水體密度會(huì)被壓縮約1.6%。

容器開放性沉入深海，在深海中裝滿這種密度的水，密封后并不會(huì)爆裂。這是因?yàn)樵谌萜鲀?nèi)外，承受的壓力是同等相互抵消的。到達(dá)海平面后，外界只有1個(gè)大氣壓，而瓶?jī)?nèi)的水是在300個(gè)大氣壓下才形成的密度，雖然這個(gè)密度只小了1.6%，但也要在300個(gè)大氣壓下才能保持這個(gè)密度。

也就是說，此時(shí)瓶?jī)?nèi)的內(nèi)壁每平方厘米要承受約300公斤的壓強(qiáng)，才能保證水的密度比海平面大1.6%。但這個(gè)瓶子外壁只有每平方厘米1公斤的壓強(qiáng)頂住，內(nèi)壁每平方厘米卻承受著300公斤的壓力。事實(shí)上，不同材質(zhì)的瓶子承受的壓力是不一樣的，在從3000米深海上升過程中，等不到提升到海面，就會(huì)在不同水深因外界壓力減小而爆裂了。

不同材質(zhì)瓶子能耐受的壓力大致為：普通塑料瓶（PET、PE）可承受0.3-1個(gè)大氣壓強(qiáng)；玻璃瓶可承受1-5個(gè)大氣壓強(qiáng)；普通金屬瓶（鋁合金、鐵）可承受10-30個(gè)大氣壓強(qiáng)；高強(qiáng)度合金（如鈦合金、特種鋼）可承受50-100個(gè)大氣壓強(qiáng)；極端環(huán)境材料（如深海耐壓復(fù)合材料、陶瓷基復(fù)合材料）可承受100-1000 個(gè)大氣壓強(qiáng)。

從上面介紹的各種材料可以看出，只有最后一種能做到從深海取樣返回而不爆裂。但這種極端材料制造成本極高，需特殊工藝制造（如無縫焊接、厚壁設(shè)計(jì)、重量很大），因此在一般普通場(chǎng)景實(shí)際操作中幾乎不會(huì)使用。而前面的幾種材料，在深海裝水密封后都會(huì)在上升到海面過程中就爆裂了。

至于問題中提到采用塑料袋，開放性放入深海同樣不會(huì)被撕裂，裝水密封后上浮的后果與上述描述類似，就不重復(fù)了。

水在不同溫度中的密度也不一樣，在4攝氏度時(shí)，密度最大，約為1g/cm^3，一般高于或低于這個(gè)溫度，密度都會(huì)減小。在3000米深海中，水溫一般在1~4攝氏度之間，而在海面，分寒帶熱帶不同，水表溫度一般在10~30攝氏度之間。這種溫差效應(yīng)也會(huì)導(dǎo)致水密度變化，但海水深淺氣壓變化，是導(dǎo)致水密度變化的主導(dǎo)因素。

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來源: 時(shí)空通訊