酷毙了，把汽车改造成潜水艇，以及可行性解剖

话说，有一家神奇的公司将一辆汽车密封，做成了一个潜水艇。

关于产品究竟如何，我们不置可否，但汽车终究不是潜水艇。而且，潜水艇与密封后的卡车完全是两回事。

登入潜艇，首先将舱门关好，当潜艇下潜时，你将可以做你想做的事情，比如舒舒服服地喝茶。即使当潜艇下潜到300米深的海域（我只是随便说说，如有雷同，纯属巧合），你也不会感觉有什么变化。

其实，感觉起来就像在一间没有窗户的房间里喝茶，和在陆地上没什么区别。这得益于潜艇的内部保持恒压的技术，其内部的压力被保持在1个大气压，这就和在陆地上几乎一样了。

好，那让我们快速地了解一下压强。在地球的表面，我们身处于空气之中（大致由氮气和氧气组成。空气中的粒子肆意运动，并产生撞击。当这些粒子撞到你的身体，就产生了微小的力。而物体表面的体积越大，在其表面产生的撞击就越多。

那么，现在只看单位面积中出现的撞击，也就是单位面积内物体所承受的力，这就是压强的定义。

而到了水下，压强也是同样存在的，和陆地上不一样，水里面撞击表面的是水分子而不是空气分子了。

然而，水的密度比空气的要大的多，这也就意味着单位体积内会有更多的粒子。小编觉得似乎还应该对比一下分子质量才能得出这一结论。

那么将这些水支撑起来的是什么呢——更多的水。如果你想象一小坨（立方体）在海中的水，它的受力情况肯定是平衡的——为零。

首先，当然有重力将这一小坨水往下拖，但是它们还将受到来自各个方向“水”的压力：其上方的水将它们往下压，而下方的水将它们往上推。那么唯一有可能达到受力平衡的条件就是来自下方的推力（也就是压强）要更大一些。这也就是说，在水中，压强的大小与深度成正比。

另一方面，水比空气密度大，水压比气压自然就大一些。在海中，你只需要下潜10米就能感受到明显的压力变化，例如一位游泳运动员下潜至10米受到的压强是2个大气压，而每下降10米，压强就会增大1个大气压。那么，下潜至300米的潜艇——很容易算吧——承受的压强就在31个大气压左右。

别忘了，我们还在潜艇中喝茶呢，我们只需要1个大气压。如图所示，是表示潜艇承受压强情况的剖面图：

从图上能看出来，潜艇内部和外部的力明显不平衡（因为内外表面积几乎对等，而内外压强不一样），外部向里挤压的力要大得多。这也就意味着，你需要一个十分坚固的外壳来维持潜艇的形状，不被压扁。

现在，我们来看看潜艇形状的秘密——圆形。潜艇大多数是圆柱型或是球型的。这里面是有学问的，当你将挤压一个球状物体，并保持各个方向力都一样，你得到的结果将是物体表面承受的压力是均匀分布的。而其他材料却不是这样，采用球型作为潜艇的形状意味着我们能用更少的材料做出更坚固的外壳。

那么，现在我们来看看视频中“成为”潜艇的那一辆卡车。我们来做做计算吧。假设这部潜水汽车已经下潜至5米深的水中，并假设其内部的压强为1个大气压，那么卡车上的窗户承受了多大的压力呢？下面是我画的示意图：

没错这就是一个水下的卡车，在窗户外面，压力由5米深处的水提供，而在卡车内部，压强为1个大气压。所以这个情况下，研究玻璃窗受力情况还需要计算水的压力。水的密度是1000 kg/m3，然后水中压强的计算公式为：

公式中，ρ就是水的密度，g是重力常数。假设窗户的面积为20cm×20cm，在5米深的水中，其承受的压力大约为1960牛顿。是的，其实我将窗户的外部的压强都看成一样的，其实窗户的高度会影响计算中水深的数值，窗户顶部的压强理论上比底部的小。但是这无伤大雅，就这么算吧。（正确的算法中会出现二阶无穷小，留下的与这个计算结果一样。）

1960牛顿的力说起来有点抽象，其实就好像两个胖子站在窗户的玻璃上，而这已经远远超出卡车窗户承重范围了。说了这么多，你觉得卡车能承受这样的压力么？我觉得是不能的。而这仅仅是在水下5米，如果卡车下潜到300米呢？窗户的玻璃肯定会碎掉的，我们绝对不可能用这样的材料来维持潜艇的内部压强。

但是，你仍然可以制造出一辆潜水汽车，能下潜至30米并保证玻璃不碎。秘诀就是将卡车内部的压强也增加，使得内外压强达到平衡。这样，窗户的玻璃的净受力就会接近零了。事实上，将内部的压强增大至稍微高于外部压强之后，还能防止水的内泄。高内压能将各个薄弱环节稳住，并防止水从外部涌入。

那么，高压之后，我们还能在里面喝茶么？我想是可能的，但是又有新的问题。第一，你需要平衡你的耳压，就像潜水时做的一样。第二，上浮时也必须十分缓慢，以此来避免“潜水夫症”。其实这就像潜水一样，除了没有佩戴潜水的设备，因为你就在一个大大的潜水装置中。

所以，我们当然可以将一部汽车改造成一个潜水艇。其下沉的范围估计就和你的潜水极限一样，而且我们还需要在其中配备气罐，用以下沉时增加内部的气压。