古 夫

肥皂泡為什么先升后降

“噓……噓……”

一個大大的肥皂泡被吹起來了,然后慢慢地飄向空中……

“哈哈,真有意思!”

在日常生活中,我們常常會看到一些小朋友吹肥皂泡。一個個小肥皂泡從吸管中飛出,在陽光的照耀下,發(fā)出美麗的光彩。此時,小朋友們沉浸在歡樂和幸福之中,盼望著肥皂泡能長時間飄蕩在空中,形成一道美麗的風(fēng)景。但我們常常看到的是肥皂泡開始時上升,隨后便下降,這是為什么呢?

可別小看這個過程和現(xiàn)象,其中還包含著豐富的科學(xué)知識呢!原來,在開始的時候,肥皂泡里是從嘴里吹出的熱空氣,肥皂泡膜把它與外界隔開,形成了里外兩個區(qū)域,里面空氣的溫度大于外部空氣的溫度。這樣,肥皂泡內(nèi)氣體的密度也就小于外部空氣的密度,此時肥皂泡受到的浮力大于它受到的重力,因此它會上升。知道熱氣球嗎,這個過程就跟熱氣球上升的原理是一樣的。

在肥皂泡上升的過程中,肥皂泡內(nèi)、外氣體發(fā)生熱交換,內(nèi)部氣體的溫度逐漸下降。因熱脹冷縮,肥皂泡的體積也逐步減小,它受到的外界空氣的浮力也會逐步變小,而其受到的重力不變。這樣,當(dāng)重力大于浮力時,肥皂泡就會下降。“啪”的一聲,在表面張力的作用下,肥皂泡最終還是破裂了。

肥皂泡的溫度比太陽還高

看著那些閃爍著七彩顏色的泡泡在空中飛舞,真是高興啊。猛地,這些泡泡在頃刻間破滅了,大家在沮喪中又滿懷希望地吹出一個個新的泡泡來。

那同學(xué)們是否想過,在肥皂泡突然破裂的瞬間,它的溫度是多少呢?

現(xiàn)在,科學(xué)家測量了這個溫度,結(jié)果令我們震驚不已。當(dāng)液態(tài)的肥皂泡猛地收縮破裂時,它內(nèi)部的溫度大約為20000攝氏度,比太陽的表面溫度大約高4倍。為什么肥皂泡破裂時溫度會這么高呢?

其實很早以前,科學(xué)家就預(yù)測肥皂泡在破裂的瞬間會產(chǎn)生極高的溫度,但是一直沒有實驗的數(shù)據(jù)。后來,科學(xué)家們對實驗器材進(jìn)行了精心設(shè)計和改進(jìn),終于能夠直接測量到它的溫度了。原來,肥皂泡被吹大并破裂的過程叫做“聲致發(fā)光”。在肥皂泡開始破裂的一剎那,原子、分子間彼此碰撞,高能粒子形成物質(zhì)的第四種狀態(tài),即等離子態(tài)。這個過程溫度會陡然上升,只是那個時間極為短暫,我們根本無法感覺到這個溫度。這就和我們的手快速在火焰上面劃過,人體是不會感覺到火焰的高溫的道理一樣,這瞬間的高溫很容易被我們忽略。

并且,科學(xué)家們認(rèn)為我們測到的溫度只是肥皂泡外表面的溫度,而其內(nèi)壁的溫度可能會更高。還有人猜測,瞬間的高溫說明在肥皂泡里也許發(fā)生了特殊的核反應(yīng)。當(dāng)然,這只是猜測,目前還沒有確鑿的數(shù)據(jù)來證明這個觀點。將來如果這個假設(shè)成立的話,那么,在家里的洗臉盆里就可以進(jìn)行核反應(yīng)實驗了。

沒想到,一個小小的肥皂泡居然也有這么大的威力。怎么樣,神奇吧!看來,我們可不能小看身邊的事物哦!