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小泡沫里的大學(xué)問

文章出處:江蘇鳳谷節(jié)能科技有限公司 caifuceo.com.cn責(zé)任編輯:江蘇鳳谷節(jié)能科技有限公司 caifuceo.com.cn人氣:-發(fā)表時間:2017-06-19 10:05【

泡沫可以說是我們?nèi)粘I钪凶畛R姷臇|西了,從家庭主婦洗衣盆里的洗滌劑到剛剛被倒進(jìn)杯子里的啤酒,簡直隨處可見。但是如果有人問什么是泡沫?泡沫又有什么樣的性質(zhì)?自以為了解的人往往不假思索地開口,但是很快就發(fā)現(xiàn)對此知之甚少。人們對事物的了解往往如此,最是習(xí)以為常的事物,對它們的了解也最不透徹。事實上即使是從事這項研究的科學(xué)家們也依然處于探索中。下面讓我們來看看泡沫的奇特性質(zhì)吧。

泡沫.jpg

在常態(tài)下,最常見的液體泡沫其實就是一大堆聚集在一起的,有著液態(tài)表面膜的氣泡而已。這些液體泡沫大約由95%的氣體和5%的液體構(gòu)成。

泡沫具有奇特的機(jī)械性質(zhì),氣泡很容易互相融合,其整體結(jié)構(gòu)可以在瞬間改變,可以說是變幻莫測。人們對許多泡沫聚集在一起形成一團(tuán)泡沫的時候,所產(chǎn)生的一系列出人意料的性質(zhì)還并不十分清楚,一團(tuán)泡沫的性質(zhì)基本上是由其中單個氣泡的形狀所決定,但是這一形狀的實質(zhì)確是最古老的數(shù)學(xué)謎團(tuán)之一。擺在泡沫研究課題前最大的挑戰(zhàn)是,創(chuàng)造泡沫流變的預(yù)測模型,就是泡沫中的液體隨著時間推移而變形和流動的方式。但是科學(xué)家們也有所發(fā)現(xiàn),他們把一團(tuán)泡沫剃須膏放在一個小玻璃室中,通過一端射入一束激光,然后在另一端測量出射光線的量。研究發(fā)現(xiàn),出射光線的強(qiáng)度隨著氣泡合并和位置變動而波動。當(dāng)泡沫改變時,一團(tuán)團(tuán)氣泡緊緊擠壓在一起,突然轉(zhuǎn)變成另一種構(gòu)造,其過程猶如一場雪崩,這是泡沫獨特的機(jī)械性質(zhì)。

此外,在重力的作用下,泡沫中的液體會向下流失,較小的泡沫會被較大的泡沫所吸吶。泡沫是易變的,人們一般把它裝進(jìn)容器里面進(jìn)行研究,但是泡沫如果接觸容器的邊沿,就會改變自己的形狀,因此其性質(zhì)也會發(fā)生改變,這樣做本身就改變了泡沫的性質(zhì)。波士頓大學(xué)的格林·霍爾特實驗室就發(fā)明了一種讓氣泡飄浮在空中的辦法,那就是用聲波使泡沫漂浮,還能夠左右其方位,聲波在泡沫內(nèi)傳播,從而使得泡沫漂浮起來。這樣就可以不受容器的干擾,直接觀察在泡沫的機(jī)械效應(yīng)。

單個泡沫體積很小??梢哉f非常不起眼,稱之為“小泡沫”一點也不為過。但這只是常態(tài)下的泡沫,如果施加一定的外在影響,泡沫就會出現(xiàn)一些特別的現(xiàn)象。一個小小的氣泡并不起眼,但是由于這些泡沫嚴(yán)嚴(yán)實實地擠在一起,當(dāng)一團(tuán)泡沫被壓縮,其中的氣泡就不能圍繞彼此跳躍了,氣泡越被緊緊地擠壓在一起,其中的壓力就增大,從而獲得很強(qiáng)的剛性,類似于固體的特性。根據(jù)計算,空氣泡閉合后其內(nèi)部壓強(qiáng)甚至?xí)_(dá)到大氣壓數(shù)千乃至數(shù)萬倍,這實在令人吃驚。這樣的氣

泡一旦爆裂,其效果不亞于一場小小的爆炸。沒想到吧,這小小氣泡還有如此火爆的性格。