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物理中的 “吃水线”是什么意思(“吃水线”在物理中是什么意思呢?)

2022-06-07 作者:蚂蚁生活网 【 字体:

无论你是否住在海边,我相信人们在谈论海上航行的船只时,或多或少会在脑海中留下一些画面。然而,如果你注意你的朋友,你会发现大多数在海上航行的船只在底部和水线以下都涂上了明显的红色。这个设计有什么意义?

物理中的 “吃水线”是什么意思(“吃水线”在物理中是什么意思呢?)

有人说这是为了美丽,有人说这是为了运气,还有人说这是为了在海洋中容易辨认,众说纷纭,但真相是什么?船底的这层红色油漆是什么?既然在海上航行的船只的底部应该涂上这层红色,它会污染海洋吗?

寄生在船底的海洋生物的危害

在我们谈论海洋生物对船舶的危害之前,让我们先了解登陆的起源。众所周知,船舶是人类利用水的浮力发明的一种可以在水面上移动的交通工具。特别是15世纪至19世纪中叶,可以说是帆船发展的黄金时代。无论是哥伦布发现新大陆还是全球水运,基本上都被帆船所取代,这代表着人类造船技术和导航水平的质的飞跃。

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然而,除了人类的快乐之外,他们一直被寄生在船底的海洋生物所困扰,因为当时许多长途帆船的主体和材料都是用木材制成的,这艘木制帆船成为了许多海洋生物在海上航行时的最佳寄生地。那么,在海上航行的帆船,由于多年海底生物的寄生作用,船体会慢慢被腐蚀,这不仅会减慢帆船的航行速度,还会给航行带来巨大的未知风险。

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例如,根据研究数据,一旦牡蛎和海葵等海洋生物寄生在船底,它们不仅会增加船舶本身的重量,从而增加燃油消耗量,还会使船舶的功率降低至少5%-11%。另一个例子是,藤壶、船蛆和其他海洋寄生生物分布广泛,它们特别喜欢在水中的树林中生根。船舶会在不知不觉中被挖空,这是航行安全的最大隐患之一。他们被称为潜伏在海洋航行中的“船舶杀手”。曾经,许多在海上航行的船只都受到诸如藤壶和船蛆等“船舶杀手”的干扰。

例如,著名的航海家哥伦布(Columbus)曾经吃掉了他的船队中的两艘船只,变成了可怕的蜂巢。幸运的是,他及时找到并扔掉了它们,否则整艘船的安全将受到极大威胁。此外,1905年,日俄在津岛海峡战争期间,许多俄罗斯军舰被藤壶覆盖,这使大多数军舰的速度降低了约30%,极大地消耗了士兵的体力和士气。

总之,无论船舶是航行、运输还是进行军事活动,寄生在船底的海洋生物的危害都不可低估。因此,如何解决海洋生物寄生在船底的问题已成为人们迫切需要解决的重大问题。美国甚至花费了数亿美元来寻找解决船舶蛆问题的方法。

然而,在一开始,人们只想到用铁、铜和钢等金属板将木质底部和船体与蛆和藤壶等海洋寄生虫隔开。这确实取得了显著的成果。然而,人们慢慢地发现,金属船体在海水中会发生明显的电化学反应,导致船体腐蚀非常严重。此时,人们真正意识到,为了保护船体,确保航行质量和安全,我们必须找到一种更安全的方法来对付这些海洋寄生虫。

船底红色防锈漆的作用

为了尽快找到处理寄生在船底的海洋生物的方法,各国都在积极开展实践和研究。最后,人们想出了一种在船底涂防锈漆的方法。当然,这种防锈漆不是简单的防锈漆。它还添加了氧化亚铜和氧化汞等有毒化学物质。然后将含有有毒化学品的防锈漆涂在船底和船舶吃水线以下的部位。只要寄生在海底的海洋生物接触到这些有毒物质,它们就无法生存。

当然,值得注意的是氧化亚铜和氧化汞都是红色的。因此,当这两种物质混合到防锈漆中时,油漆颜色变红。此外,为了使红色更加醒目,许多船舶在涂防锈漆时会加入少量红色颜料。这就是水线底部和下方颜色为红色的主要原因。

那为什么船底要漆成醒目的红色呢?事实上,这主要是给人们一个警告,因为根据国际惯例,红色最初的意思是警告危险或引起注意。因此,在船底和吃水线以下涂上红色,不仅是为了处理寄生在船底的海洋生物,也是为了警告人们这一红色层含有有毒物质。不要随意触摸,不要捕捉或食用贝类或其他生长在船底供私人使用的海洋生物。

吸附在船底和船体上的这些海洋生物很可能也含有毒素。人吃了可能会中毒。同时,当船舶在海上航行时,船底和吃水线以下的红色也可以提醒其他船舶,从而减少一些海上交通因此

当然,船底的红色油漆不仅是对寄生在船底的海洋生物的警告,还有一个重要的目的,那就是通过这层红色,人们可以大致掌握船舶的水线。因为当在海上航行时,红色是最容易区分船与海的颜色,也是从侧面观察大船负载的最简单方法。如果船漏水或超载,吃水线会更深。也就是说,当船员看到红色涂层线与海面之间的距离越来越小时,应予以注意,并及时检查船舶的状况和载荷,以确保航行安全。

船底的这层红色会污染海洋吗。

总而言之,我们知道船底漆成红色不是为了美观,也不是为了运气。它在船舶航行中起着不可替代的作用。然而,船底涂上的红色防锈漆对船底寄生海洋生物的杀伤力越来越小,并没有起到彻底根除寄生生物的作用。这是因为虽然船舶油漆中的有毒物质对寄生虫有一定的影响,但随着时间的推移,许多寄生虫已经产生了耐药性,仍然吸附在船底,腐蚀和损坏船舶。

因此,直到科学技术如此发达的今天,人们仍然在岸上使用铁锹、高压水枪和其他工具从船上物理清除寄生虫。此外,根据调查数据,自20世纪80年代以来,随着船舶和航海业的快速发展,仅2005年一年,全球船舶所用油漆总量就达到67.3万吨左右。

如此庞大的数量已经让很多人开始担忧:毕竟这些船舶涂料含有有毒物质,而船舶涂料的年消耗量是如此之大。从长远来看,这些有毒化学物质会释放到海洋中吗。如果是这样的话,不仅海洋会受到污染,海洋中的鱼类和人们捕获的海鲜也会受到不同程度的污染。这太可怕了。

因此,近年来,人们开始不断研究和更新防止海洋寄生虫寄生于船底的先进手段。如果人们能在未来找到一种理想的船舶涂料,既能杀死或驱走寄生虫,又能减少海洋污染,或者直接开发出一种不会被海洋寄生虫寄生的造船材料,那将是非常完美的。甚至,一些科学家设想,未来船只可能不再需要接触水面,而是通过水中产生的气泡来减少阻力,以便快速航行。如果这一天能够实现,人们将不再担心海洋污染和船底清理。当然,人类要实现这些假设还有很长的路要走。

总之,船底的红色油漆目前起着不可替代的作用。尽管人们不断改进船漆的配方,但它仍然或多或少地污染了海洋。我希望在不久的将来,人们能找到一种更理想的船舶涂料。你觉得这个怎么样?

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